7.2.2 宽带IP城域网的分层结构
为了便于网络的管理、维护和扩展，网络必须有合理的层次结构。根据目前的技术现状和发展趋势，一般将宽带IP城域网的结构分为3层:核心层、汇聚层和接入层。宽带IP城域网分层结构示意图如图7-23所示。
应用拓展
图7-23 宽带IP城域网分层结构示意图
1.核心层
(1)核心层的作用
核心层的作用主要是负责进行数据的快速转发以及整个城域网路由表的维护，同时实现与IP广域骨干网的互联，提供城市的高速IP数据出口。
(2)核心层节点
核心层节点设备需采用以IP技术为核心的设备，要求其具有很强的路由能力，主要提供千兆以上速率的IP接口，如POS、Gigabit Ethernet。核心层节点设备包括路由器和具有三层功能的高端交换机等，一般采用高端路由器。
城域网核心节点应设置在城区内，其位置选择应结合业务分布、局房条件和出局光纤布放情况等综合考虑，优先选择原有骨干IP网络节点设备所在局点，其他节点应尽量选择在目标交换局所在局点。
核心层节点数量需酌情考虑，大城市一般控制在3～6个，其它城市控制在2～4个。
(3)核心层的网络结构
核心层的网络结构重点考虑可靠性和可扩展性，核心层节点间原则上采用网状或半网状连接。考虑城域网出口的安全，建议每个城域网选择两个核心节点与IP广域骨干网路由器实现连接。
2.汇聚层
(1)汇聚层的功能
汇聚层的功能主要包括:
(a)汇聚接入节点，解决接入节点到核心层节点间光纤资源紧张的问题。
(b)实现接入用户的可管理性，当接入层节点设备不能保证用户流量控制时，需要由汇聚层设备提供用户流量控制及其他策略管理功能。
(c)除基本的数据转发业务外，汇聚层还必须能够提供必要的服务层面的功能，包括带宽的控制、数据流QoS优先级的管理、安全性的控制和网络地址转换(NAT)等功能。
(2)汇聚层的典型设备
汇聚层的典型设备有中高端路由器、三层交换机以及宽带接入服务器等。
有关中高端路由器和三层交换机的概念在前面已做过介绍。下面简单讨论一下宽带接入服务器的功能。
宽带接入服务器(BAS)主要负责宽带接入用户的认证、地址管理、路由、计费、业务控制、安全和QoS保障等。
(3)汇聚层的网络结构
核心层节点与汇聚层节点采用星形连接，在光纤数量可以保证的情况下每个汇聚层节点最好能够与两个核心层节点相连。
汇聚层节点数量和位置的选定与当地的光纤和业务开展状况相关，一般在城市的远郊和所辖县城设置汇聚层节点。
3.接入层
接入层的作用是负责提供各种类型用户的接入，在有需要时提供用户流量控制功能。
宽带IP城域网接入层常用的宽带接入技术主要有:混合光纤/同轴电缆(HFC)接入、FTTx+LAN接入(以太网接入)、EPON/GPON接入和无线宽带接入等。
在选择接入方式时，要综合考虑各种接入方式的优缺点及当地的具体情况。目前已经建好的宽带IP城域网，几种接入方式中用得较多的是EPON/GPON、FTTx+LAN等接入方式。
以上介绍了宽带IP城域网的分层结构，在此做以下几点说明。
(a)图7-23只是宽带IP城域网分层结构的一个示意图，宽带IP城域网的组网是非常灵活的，不同的城市应该根据各自的实际情况考虑如何组网，比如核心层采用多少个高端路由器，汇聚层需要多少个节点，汇聚层节点如何与核心层路由器之间连接，接入层采用何种接入技术等等。
(b)目前一般的宽带IP城域网均规划为核心层、汇聚层和接入层3层结构，但对于规模不大的城域网，可视具体情况将核心层与汇聚层合并。
(c)组建宽带IP城域网的方案有两种:一种是采用高速路由器为核心层设备，采用路由器和高速三层交换机作为汇聚层设备(如图7-23所示);另一种方案是核心层和汇聚层设备均采用高速三层交换机。由于三层交换机的路由功能较弱，所以目前组建宽带IP城域网一般采用第一种方案。
(d)在宽带IP城域网的分层结构中，核心层、汇聚层的路由器与路由器之间(或路由器与三层交换机之间)的传输技术称为骨干传输技术。宽带IP城域网的骨干传输技术主要有:IP over ATM(POA)、IP over SDH/MSTP和IP over DWDM/OTN和千兆以太网等。
(e)宽带IP城域网还有业务控制层和业务管理层，它们并非是独立存在的，而是从核心层、汇聚层和接入层3个层次中抽象出来的，实际上是存在于这3个层次之中。
·业务控制层主要负责用户接入管理、用户策略控制、用户差别化服务。对网络提供的各种业务进行控制和管理，实现对各类业务的接入、区分、带宽分配、流量控制以及ISP的动态选择等。
·业务管理层提供统一的网络管理与业务管理、统一业务描述格式，根据业务开展的需要，实现业务的分级分权及网络管理，提供网络综合设备的拓扑、故障、配置、计费、性能和安全的统一管理。