大庆油田通信公司自1982年独立运营以来，油田通信获得了长足发展，现已建成通信站30座，油田通信网服务面积已覆盖全大庆并辐射边远油区7200平方公里，2004年，全网电话及上网用户总量已达40万户。油田通信城域网目前已发展了大约3万企业和个人宽带用户，主要开展Internet宽带上网业务，包括多媒体服务、联机游戏、网络教育教学、资源高速下载、股市实时行情、视频点播、电子商务等宽带业务服务。

    网络改造项目背景

    目前油田通信公司全网电话交换实现了程控化，传输实现了数字化，通信服务功能从单纯固定电话发展为集市话、数据传输、图像传输、增值业务为一体的综合性通信网。随着中石油、中石化改革的不断深入，油田通信城域网也逐渐从主要为油田生产服务发展到还要为大庆市的政府、企业、学校、金融单位、医疗机构等各行各业服务的综合性网络，同时还要肩负着为大庆地区300万人口的宽带上网服务，因此大庆油田的通网已经发展成为一个事实上的运营商网络，油田通信公司也成为立足于大庆的一个电信业务运营商。在网络业务的迅速发展过程中，原有的油田通信城域网面临的如下问题日益突出：

    带宽瓶颈
 
    油田通信IP城域网不仅服务于油田内部生产系统，而且为大庆市近300万居民、政府各机关、企事业单位服务，宽带用户数量的迅速增长以及视频点播等高带宽业务的普及使得早期建立的千兆骨干交换城域网带宽捉襟见肘。油田通信服务中心有多台VOD视频点播服务器，据维护人员统计，通常情况下由视频服务器群组进入城域网的流量可达300Mbps，而在夜间7:00??12:00，通常可达800Mbps，甚至能够达到1G，将原有城域网带宽占用殆尽，由于网络带宽的限制，视频点播用户、Internet上网用户及其它网内用户都无法享受正常的网络服务，进一步的业务发展更是无从谈起。为了控制视频点播应用对带宽的占用，油田通信公司只能限制视频点播用户数量，通过限制用户数量达到控制视频流量、为其它应用保留带宽的目的。这种做法虽然使得网络内部用户感觉不到网络带宽的瓶颈，但限制了运营商的服务能力，不仅降低了运营商的收入，更削弱了运营商的竞争能力。

    原先的千兆骨干交换网在用户数量迅速增加、流量急剧增长、各种新业务涌现的情况下面临巨大的带宽压力，面临核心设备交换容量有限、包转发能力不足等现实问题，升级骨干网络带宽和核心网络设备的任务迫在眉睫。

    原有网络不适应增值业务的发展需求

    随着宽带技术的成熟和企业信息化建设的发展，越来越多的企业、政府机关需要建立宽带VPN专网、需要运营商提供灵活的专网解决方案。如大庆市政府部门的电子政务网络、政府各机关的纵向网络、基教行业教育城域网、金融机构、大中型企业内部专网等等。这部分市场客户群体稳定、用户数量大、占据数据网络收入比重高，如何为这些用户提供优良的服务、提供有增值价值和竞争力业务是油田通信迫切需要解决的另一项任务。

    对于网络运营而言，运营宽带业务的IP城域网在进入高速发展阶段后，城域网建设的关注焦点逐渐转变到如何提供灵活的增值业务、如何对不同的业务&用户提供区分的SLA保证、如何保证现有的网络能够向NGN网络过渡、支持多业务。从油田通信公司目前的实际情况来看，在城域网上灵活、方便、经济地开展宽带Internet接入、宽带VPN业务，提供高安全可靠的城域网承载层是首要问题。

    当初建设城域网主要是为了油田生产服务，原有的城域网建设思路是保证高性能的数据转发，因而采用高性能交换机组建网络核心，强调网络设备的端口性价比。对于当前出现的各种新业务需求，需要网络设备具备很强的流分类处理能力，而交换机通常采用商业套片，流处理能力有限，在多业务支持、QoS保障方面显的力不从心。其次各种新业务在同一个网络平台上运行，当前MPLS VPN是比较高效、安全的解决方案，网络核心设备在全面开通MPLS业务后是累计承载业务种类最多的节点，业务的突发性最频繁、需要处理的规则最多。虽然原油田城域网采用的国外著名交换机厂商的产品也支持MPLS VPN等先进的技术，但原有交换机架构的骨干仅提供了基本的带宽保证，当部署的业务越来越多，同时随着网络内病毒、黑客攻击等不安全因素的增加，网络上部署的相关策略越来越多的情况下，交换机面对这种多业务的承载需求却力不从心，因此不适宜部署在多业务IP电信城域网络的核心。

    解决之道

    根据近几年Internet用户的发展速度，油田通信公司预计宽带用户数量在最近几年内仍会保持较快的增长速度，而各种高带宽业务是今后网络运营的重要服务内容，城域骨干网络升级应该立足于当前实际情况、面向通信公司未来几年的发展。当前主流的技术就是以千兆为核心的城域网，而原有的油田城域网在千兆链路下已经呈现出比较严重的带宽瓶颈，提高链路带宽可选的方法有千兆链路聚合和万兆技术。千兆链路聚合从实现成本、实现复杂程度、以及城域网带宽的发展趋势来看都不现实。万兆技术极大地提升了网络带宽，2002年国内首家推出万兆核心路由器和万兆骨干交换机的港湾网络进入油田通信公司的视野。而万兆技术是否成熟可靠，油田通信公司也心存疑虑，毕竟国内还没有运营商万兆核心城域网的先例。港湾网络首先与油田通信技术专家交流了万兆技术的发展及现状，并介绍了其核心路由器和交换机产品在各大运营商的应用案例，例如在河北通信城域网、江苏电信城域网、河南通信城域网、天津铁通城域网、海南铁通城域网等各大运营商的规模应用，以及福州大学校园网、江苏工业学院校园网、西安交大校园网、南昌电子政务网等大型园区网或城域网络中万兆实际应用案例，信息产业部、网络世界以及国内各大运营商对港湾核心设备性能、功能详尽的测试报告和大量万兆产品规模应用的用户报告打消了这些疑虑，油田通信专家决定采用技术和产品都日渐成熟的万兆以太网组建新的城域网骨干层。

    新的城域网骨干层必须在保证高性能数据转发的基础之上提供对多业务承载的支持，对于大庆油田城域网就是需要能够灵活部署MPLS VPN、能够为各种业务提供可靠的QoS保障、能够抵挡和阻断各种网络病毒攻击。相对于核心交换机仅注重交换转发能力核心路由器更看重如何满足网络多业务的需求，在设计上一般采取结构复杂、功能强大的接口技术，能够保证在承担复杂流分类、大量ACL访问策略控制、复杂QOS调度情况下线速转发，能够应付整网内路由震荡，以及病毒、网络攻击，提供更高级别的系统安全。通信公司决定采用提供比带宽更重要的网络业务承载能力、网络服务质量、网络安全的核心路由器来构建IP电信城域网络核心层，打造多业务承载基础平台。

    政府、企业、学校等用户普遍存在移动VPN需求，即用户在非办公地点，无法物理地接入其VPN网络时，需要从城域网其它地方接入到VPN网络，以进行安全、可靠的业务访问。如何在MPLS VPN城域网络中将合法用户导入其所属VPN网络，即实现跨VPN之间的安全互访，这一技术课题之前没有人研究过，更无经验可循。港湾网络在得知这一需求后，产品人员和研发人员对此需求仔细分析，提出了基于PPPoE和L2TP导入MPLS VPN两种解决思路，结合在大庆油田城域网中的实际应用环境，即核心交换机作为MPLS PE设备的同时需要支持BAS应用这一特点，短短一个多月就拿出了具体的实现方案，对核心层设备进行业务升级后成功演示了基于PPPoE导入MPLS VPN的技术，此解决方案能够为用户提供非常灵活的二层VPN接入方式，今后也可以根据需要在城域网上提供L2TP导入MPLS VPN的服务。在港湾网络的城域网升级方案中，汇聚交换机不仅作为数据流的汇聚层实现高速数据转发，更承载了多种业务。BigHammer6808作为MPLS VPN网络中的PE设备连接各CE设备，同时作为BAS设备支持PPPoE/WEB/802.1X实现用户合法性认证和安全接入，保证网络安全。并且将PPPoE、L2TP与MPLS VPN结合在一起，支持灵活的移动VPN业务。充分体现作为城域网的汇聚交换机，不仅需要强大的转发性能，更需要灵活的网络用户管理、多业务支持能力。例如通过用户接入认证控制策略，可以提供灵活的计费业务，如包月、按时、按流量或者组合方式进行计费，由粗放管理变为对客户群体的精细划分，从而提供针对不同用户需求的业务选择，吸引更多用户。

    港湾网络对业务需求的迅速响应和雄厚的研发实力进一步加强了油田通信专家对港湾网络产品技术、研发能力和使用核心路由器采用MPLS VPN技术组建多业务IP城域网络核心层的信心。

    在后续激烈的竞标中，港湾网络以成熟可靠、技术架构先进的核心路由器、核心交换机产品，领先的VPN解决方案，详尽的网络规划和实施设计，贴心的售后服务和培训计划赢得了专家评委的一致好评，油田通信最终选择了港湾网络基于万兆平台的核心路由器PowerHammer P640构建城域网核心、基于万兆平台的多业务核心交换机BigHammer6808作为IDC中心机房核心交换设备和城域网核心BAS设备，以全面解决网络核心带宽、业务承载能力、服务质量等问题。

    升级改造方案

    通信公司的技术骨干与港湾网络的技术人员对油田城域网络进行了多次沟通，制订了详细的网络升级改造方案，顺利地进行了网络切割和升级。改造后的城域网分为核心骨干层、核心汇聚层、边缘汇聚层、接入层4个层次，核心骨干层采用港湾万兆核心交换路由器PowerHammer P640作为核心路由器，骨干节点间采用万兆接口，通过城域光缆采用光纤直连方式，采用环状网结构，组成油田城域IP 网骨干层。环网链路保护采用ERRP协议，提供50ms电信级别保护倒换。原先的千兆核心交换机下移作为核心汇聚层设备，以星形双归方式通过千兆接口连接至核心骨干路由器，边缘汇聚层采用DSLAM、交换机、BAS等完成用户的接入，用户端通过以太、xDSL等方式接入到网络中。

    网络拓扑结构图如下：

    改造后的城域网不仅解决了核心带宽瓶颈问题，而且为多业务提供了灵活的解决方案，目前网上已正常运行如下业务：

    1. Internet接入业务

    用户可以通过xDSL、Ethernet或者其它专线等方式接入到Internet，这类接入方式主要面向政府企业、ISP/ICP、社区宽带运营商、住宅小区等用户。港湾BigHammer6800系列产品不仅可以作为汇聚交换机连接宽带以太用户，同时可以作为BAS设备，连接PPPoE/WEB/802.1X用户。目前某节点BigHammer6808已经接入大约2000多个在线认证用户。

    2. 虚拟专网VPN

    通过在城域网上部署MPLS VPN，根据业务特性划分VPN，从而为政府、企业、学校、金融等行业提供安全的VPN网络，充分体现出多业务IP城域网的价值。

    港湾网络提供的PPPoE导入MPLS VPN技术，通过不同的用户名密码属性，使得移动或家庭用户可以通过PPPoE导入至企业内部VPN网络。独创的L2TP导入MPLS VPN解决方案同样可以低成本、高安全地构建企业VPN网络。

    3. 实时业务

    通过核心链路带宽升级和对视频业务流的QoS保障，现在VOD视频点播系统不再限制在线用户数量，根据网管统计分析，改造后的网络流量峰值为1.5Gbps左右，充分满足了视频类高带宽业务对网络带宽、转发延迟、数据抖动的苛刻要求。

    4. 其它增值业务

    通过相关设备和配置的支持，大庆油田宽带城域网可以开展其它增值业务，如校园宽带卡号业务、酒店实时记费业务、用户认证管理、内容记费业务、PORTAL业务和视讯业务记费等，同时能提供防火墙服务、安全性服务、数据存储服务、网络管理服务、强制门户、内容过滤等。

   使用港湾万兆核心路由器、万兆核心交换机构建的“新一代可扩展、可运营、可管理，并可持续发展”的大庆油田IP城域网是国内第一家采用万兆核心技术组网的运营骨干网络，其先进的网络设备平台带来对多业务良好的支撑能力，为今后部署NGN网络、提供新业务奠定了结实的网络基础。