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扩大二层域优化城域网结构

　　【关键词】　西门子;LANk

　　近年来，我国城域网的发展相当迅速，各大运营商均建设了不同规模模的城域网，并利用所建设的城域网积极开展各种业务。但随着宽带增值业务的发展，如VOD、IPTV、视频会议等，我们也逐步发现，原有的城域网在建设初期因业务量较小，业务种类相对较少，其网络结构和规划较为简单，已不适应各类用户及各种业务发展的需要，所以在对原有城域网进行改造以及构建新城域网的过程中，需要建立层次清晰、规模合理的城域网网络架构，特别是要选择好网络二层域和三层域之间的关系，实现城域网结构的优化，适应未来业务发展的需要。

对于二层域/三层域规模的传统看法

　　IP城域网主要分成两个层次，即核心／汇聚层和接入层。其中核心／汇聚层均采用高端的三层交换机进行组网，并通过在核心／汇聚三层交换机旁边侧挂BAS的方式完成用户的认证和业务管理。而接入层则采用了接入三层交换机来完成各种不同用户的接入。在二层域，随着以太网在城域网中的广泛应用，特别是在PPPoE接入模式中和VLAN类型的VPN应用模式中，二层网络的规模越来越大。

　　传统的观点认为，在过大的二层域中，常用的生成树技术在扩展性和收敛速度上存在问题，而且在受攻击情况下容易形成广播风暴，从而导致网络性能严重下降，影响正常的服务。事实上，上世纪90年代中期的社区网和城域网应用中，二层交换机确实在广播规模、地域覆盖、管理方面都存在着不足，因此，在大型局域网、园区网、城域网等环境中开始引入路由器或ATM交换机构建骨干网。

　　此外在二层域内，普通VLAN划分最大支持4096个VLAN，在每用户一个VlAN的前提下用户规模无法做大，而且实践证明，位于三层域的路由器或者BRAS设备下移（实现了三层域规模的扩大）有利于避免单点故障对于网络的整体影响，并使路由域更加灵活，保证网络工作效率更高。

　　基于以上分析，一般观点认为，应避免二层域过大，而要充分发挥三层设备在路由和管理方面的优势，扩大三层域。但是，SCNB基于自身对以太网技术的长期研究以及对城域网规划的深入理解，提出了不同的观点。

SIEMENS对于二层域/三层域的观点

　　SIEMENS认为，在一定的网络规模和流量特征的前提下扩大二层域更有利于提高网络的整体性能和工作效率。

　　针对VLAN的数量局限，SCNB认为可以通过VLAN Stacking或者QinQ的方法来扩展VLAN数量，通过VLAN Stacking可将VLAN数量扩展到4096×4096，完全能够满足城域网的需求。而且，只需要在汇聚层的较高端的交换机启用VLAN Stacking方法，低端接入层无需改动，有较好的适用性。

　　SIEMENS认为，扩大二层域主要是基于以下几个方面的原因。

　　首先，交换机比高端路由器或BRAS更经济，有利于规模应用。随着交换机技术的发展，其处理性能比普通的路由器好。通常来讲，交换机由于无需像三层设备一样需要处理高层的数据信息，往往有着更好的性能指标。如果将路由器或BRAS下移势必将增加路由器或BRAS设备的数量，目前市场上的中低端路由器往往没有采用分布式处理结构从而导致性能指标不高，从而容易在数据传输特别是大数据量时产生延时和抖动。因此容易成为城域网性能的瓶颈。如果采用高端路由器或者BRAS设备虽然性能指标能够满足要求，但由于数量庞大，提高了网络建设成本，对于运营商而言显然是无法接受的，因此，合理选择三层域的规模，有利于减少高性能路由器或BRAS的数量。

　　其次，在设备数量减少的前提下，三层域完全可以采用高端设备，使得增值业务、网络优化容易展开。如果城域网采用了大规模的二层域，只需要很少的骨干路由器或者大型BRAS作为三层设备。此时可以采用较高端的三层设备，高端设备对于各种增值应用、网络优化能力等方面要容易实现得多。

　　另外，扩大二层域更容易实现IPV6的引入。IPV6的实施对于中国来讲已经不是遥远的事情了。因此现阶段城域网建设应该考虑今后过渡阶段的各种准备。而众所周知由于IPV6属于三层协议，二层设备天然可以支持IPV6协议，而三层设备特别是中低端的三层设备对于IPV6的支持是一个非常大的难以。因此大规模二层域与高端三层设备的组合在过渡到IPV6时无疑有着相当的优势。

　　我们知道，三层设备能够根据数据包的目的IP地址来决定下一跳路径的选择，因此往往能够使得数据包能够以最优的路径进行传输。二层设备在跨越不同VLAN的时候一定要通过指定的三层设备进行VLAN终结。这样会可能会造成流量无法以最优路径传送。

　　因此，SCNB认为城域网模型的选择应该根据城域网具体的流量特征来决定，虽然二层域有可能出现流量传输不是最优路径的情况，但是考虑现有多数城域网的实际情况都是从用户端直接访问城域网外部的流量，此时90%以上的流量都是从用户直接流入骨干路由器，流量模型有着很明显的单一性。

　　在此种情况下，SIEMENS认为大规模二层城域网更加合适。当然，也有一些特殊情况需要区别对待。例如在北京、上海等少数核心城市，由于本地有大量的IDC存在，造成城域网内的流量比较复杂，此时更适合三层网络，因为三层网络的灵活性能够得到充分发挥。

　　综上所述，SIEMENS认为，在大多数情况下大规模的二层域无论从网络整体性能、网络扩展性、增值应用等方面都优于三层网络。　　

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