【长篇娱乐连载】网络的那些事儿(三)城域网是神马东西?

2020-07-25
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正文开始

(三)城域网是神马东西?

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有一位热心观众打赏了0.01元的大红包,用以付费咨询一个问题: 在群里总看到你讲专线、宽带等接入价格核算时候提城域网费用、城域网费用的,特么什么是城域网?我怎么没见过?

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这是一个好问题,虽然我不太会,且容我喝口水,给你们编出来!

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本周日突发重感冒,所以我这就水一期熬过全身没有一个地方不难受的坑爹状态,当然,顺路愿病魔早日战胜方校长

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可以预见的未来很多期讲堂中,我们总会一笔带过城域网费用,大家也总听过局域网,自己也天天摆弄局域网,同时也了解广域网(WAN,即Internet),可是城域网是什么?书上总并称他们,却没有实际的概念。暂时我们用城域网的一部分IP城域网指代城域网(下文同),因为我们就是讲通用IP网络的。

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我们按照惯例,不去讲这些枯燥的概念,今天这期,我们只从方便理解的角度出发简单说说真正大网络工程师里面的城域网概念,以及,我国现行三大运营商的城域网架构情况。其中因为运营商的拆分重组历史,联通在北方(继承自网通的固网)和南方的基础设施和架构的历史包袱不同,而我在电信、移动集团以及不少省公司均有顾问任职,跟联通的官方交集最少,仅了解我熟悉的北方联通的架构,此处对南方联通体系不能瞎说。

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定义中的城域网,你打开任何一本网络教科书,或者百度百科,wikipedia,其实感觉都是废话。我也不打算去讲城域网到底怎么定义。通俗的说,在国内的,行内工程师们而论,城域网指的就是运营商建设的,从骨干节点(一般一个城市的一个运营商也就2-3个)到任何一个想安装互联网接入的用户之间的传输链路。就是从国干本地最枢纽的大机房,到你家,或者某个企业的路由器,到各种用户的设备的这一段。针对每个用户,这只是一个逻辑线,其实天朝因为城市的体量太大,这个庞大的城域网,建设非常不易,投资巨大,而且,交换容量巨大,大到吓人的规模。

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这是运营商非常重的投资,因为天朝的网络基础设施建设,真心的冠绝全球(真不是吹牛逼),不要看什么全球网速报告什么的,那些玩意真正落到技术领域真的是笑话,后文我们会有一篇从疫情期间欧洲的情况去专门吹一下国内这三个黑心运营商的城域网基础设施(期数会比较大之后)。

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我在这很靠前的期数就提了城域网概念,主要原因是,以后很快我们就会涉及大家最关心的天朝网络费用问题,城域网费用核算是其中非常大的一部分开销,如果没有这期做铺垫,就会很生硬,让人难以理解。

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现代一级运营商的城域网,都是一个庞大的多协议组织、有冗余、有调度的大网管网络。局部的光缆中断,对整体网络的可用性无影响,有效带宽可能存在降级,除了最终入户线路,很少会存在单点关键点出现故障影响用户的。各种认证、计费、网管、调度设施均依托城域网建设。但是对用户来说,城域网是跑在他们广域网更上一层的设备,广域网不太正确的说,就是一个跑在城域网上的VPN类似,把你家和运营商国干internet接入点连起来。

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互联网的带宽,逻辑上是只到运营商的核心机房,当然多个核心机房可能是通过设备堆叠、设备虚拟化等手段维持跨机房HA的。当你有一个地址想要接入Internet时,你有两个选择(不考虑资质什么的,只是说逻辑):

  1. 自己在城市里铺设一条光缆,或者租用白的、黑的光缆提供商的裸光纤,从某个运营商的有公网带宽的机房路由器/交换机,作为传输,连到你家的机房。
  2. 采用某家运营商的城域网,作为传输,接入运营商的网络。

所以,接入Internet的费用,显而易见的,实际是两部分,一部分是带宽费用,以后我们统称资源费用(资源是带宽资源的简称),另外一部分是传输费用

其中,2,一般来说,大一点的运营商会直接打包产品,把公网带宽,和某种形式的城域网送到你家,打包成一个CRM里的宽带资费,你去营业厅办理就行了。不同形式的协议承载,不同的带宽,会有不同的价格。

对于一些新建的楼的住宅用户,运营商城域网可能已经直接通过建筑时装修,已经将城域网末端光纤送到了你家屋里,只是在楼道弱电井内提供了跳纤盘,方便不同运营商进你家;对于一些商铺可能就近的城域网节点在附近的光交箱,还需要安装人员甩光缆、皮线进到需要的地方。这些都是显著的最后一公里成本,城域网不只是只有这最后一公里,庞大的遍及整个城市的城域网才是这里面成本的最大头,他们保障你不会像采用1那种接入方式,几十公里的光缆随便有一个地方出现弯折就断网了。

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其实阅读后文所需要的城域网基础知识和带宽计费理解已经说得够用了,更多的没啥了,为了满足群内宝宝的好奇心,这里说一下,国内运营商现阶段(2018-2019)年城域网的现网结构、协议等现状,让有进一步了解意愿的朋友了解一下这些不太好找的东西:

以下这部分,需要一定的网络基础知识,也不是看后文的必需品,不愿意看或者了解不深的可以绕道了

现在,光传输、波分复用技术已经成为干网传输的主流,而且带网管,可以可控可管理组网的OTN光传送网络已经成为底层大传输的主导。 早年,语音业务为主流的时代,SDH传输为传输的主力,国干、省干、运营商城域网都是架构在SDH传输层上,各种POS接口才是网络的主旋律。 现今,IP网络应用才是最主要的数据流,在转型期内,MSTP等“改造、利用现有SDH传输网”以适应IP/以太网应用的IP城域网 而现在,三大运营商都已经把纯IP/以太网的城域网作为重点发展对象。在这里,电信联通和移动的走向又不一样了。

三家运营商都有不少SDH->MSTP的残留,其中移动又不太一样。先从IP RAN的代表PTN技术说起。

PTN技术出现以后,三家运营商都有应用。通俗的说,PTN技术就是在上层构建一个DCN的纯IP网络,跑路由协议和MPLS,建立整个PTN大承载网,然后通过建立节点端口之间的一对一、一对多、多对多逻辑链路进行传输,由PTN网管进行调度。这里可以搜索一下华为PTN组网了解。

PTN网络在三家运营商最早的应用,都是用于移动网络的基站数据。以最下接入层为例,一个标准配置的PTN950作为2G/2.5G基站的接入单元。一个PTN950的标准插板配置,两个GE接口作为环网通信,下带8FE板卡两块,16路E1 2M语音接口板两块,这就是一个2G/2.5G基站的传输单元了。而LTE开始上马以后,运营商升级的PTN网络,终端接入单元为PTN960,两块一10G 板卡连接环网的两个节点组PTN环,8个千兆的板卡两块承载基站网络,一个E1板卡承载传统语音就是一个标准基站的配置。

这时,移动有钱,也看到了未来的IP网络发展趋势,移动果断的在淘汰既有SDH类传送的同时,用PTN网络开始在大中城市组纯IP网的城域网环网,多级环路。现阶段,移动的城域网覆盖主要就是家宽和小企业采用的PON传输,以及PTN环网,还有少量MSTP的未拆除剩余资源传输。而联通和电信的PTN,仍然仅服务于移动基站网络。

当然,联通和电信也早就看到了IP/以太网做大,也在逐渐淘汰MSTP等SDH类业务,主要以新建为主。联通和电信的就比较简单粗暴了。他们的IP城域网在汇聚部分,基本以纯以太网直连大二层为主,更像是把局域网放大,建立节点和节点之间的直接10GbE、40GbE、100GbE连接,进行路由纯IP网组网。这一部分的后续,将会在家庭宽带-PON网络的章节中进行细说。

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感冒发烧好难受,这期有点水,我们下一期见

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