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株洲联通基于PON网络的DCN网络优化的研究

论文编号:lw202003212249442280 所属栏目:硕士论文题目/选题 发布日期:2020年03月24日 论文作者:www.51lunwen.com

本文是一篇硕士论文选题,本文提出的株洲联通 DCN 网络优化工程设计方案充分利用了广域网技术和 PON 网络技术特点,采用开放的技术及国际标准,如路由协议、安全标准、接入标准和网络管理平台,结合网络设计原则来达到网络优化的目的。并且坚持高可靠性、标准开放性、灵活性、可管理性的设计原则,采用统一标准、统一平台,完成市分公司、县分公司 DCN  网络二级网络架构优化,。本次通过对株洲联通 DCN 网络现网核心节点路由器扩容优化升级,推进 DCN网络的整合与延伸,加快了各类信息化支撑系统向 DCN 网络的割接,确保了各类系统由  DCN网统一承载平台。随着时间的推移,社会的发展,科技的进步,DCN 网络需在网络优化、带宽提升、安全性等方向进一步优化。


第一章   绪论


1.1 研究背景

随着信息技术的进步和网络的快速普及,人们的工作和生活都进入了信息化时代,信息资源已逐渐融入到我们生命的一部分,随时随地的记录了我们的生活,改变着我们的生活方式。对于任何一个现代化公司,信息资源和信息化程度也逐渐成为公司工作效率的象征。拥有信息化系统支撑的公司,能够提取公司运行的大数据进行统计分析,便于公司对各个环节进行数据量化,便于对企业的管理和经营进行精细化优化和管控,便于公司从更高的格局整合资源、合理利用资源,能够为企业带来更多的财富。因此一个成功的公司或者一个想要成功的公司,必然面临信息化管理和信息化运营的趋势[1]。

通信行业作为信息化产业的先驱者和重要支撑力量,各通信公司内部的管理模式发生了巨大的改变,特别是随着通信业务的增长,通信公司内部的支撑系统需要升级改造,以便符合日新月异的业务需求和管理需求。同时,数据传输专业的竞争越来越激烈,国家也是希望通信界这样发展,把一家独立的通信公司分割为三个:即我们所说的联通、移动和电信,特别是人民的要求,希望提高速率降低资费,国资委也有这样的雄心,更加加剧了行业的竞争。三家通信公司都不希望自己被淘汰,希望在竞争的洪水中有自己的一席之地,每家通信公司都不断调整自己的营销策略,不断更新套餐,拓展新的领域,同时不断增强自己的服务水平和意识,希望不断创新来提高自己的收入,更希望差异化来提高自己的利润。很明显不管是内部对系统更强大、更多功能的需求,还是外部的竞争要求各家运营商频繁开发新业务,必将造成承载网艰巨的支撑任务,所以需要升级改造,网络扩容、增加接入网和骨干网的带宽,方能配合支撑系统顺利完成升级,适应社会的发展。

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1.2 研究内容、目标、意义

本论文主要围绕优化现有株洲联通 DCN 网络展开研究,以 DCN 网络与 PON 接入网技术相结合为切入点,从三个维度优化现有 DCN 网络,即包括骨干网的优化、网络扩容的优化和综合网管的优化;然后结合株洲联通本地 DCN 网络的实际特点建立场景模型,制定和研究最合理的网络优化方案;最后通过制定割接方案,升级现有 DCN 网络中的设备,在株洲联通 DCN 网中实现本论文的优化方案,并经过测试新网络,验证了 DCN 网络与 PON 网络的融合是可行的。

通过优化现有株洲联通 DCN 网络,实现网络的高度冗余性、高可靠性、高安全性,同时具备高速率和实时传送的综合数据通信能力,将株洲联通的 DCN 网络打造成一张易于维护和管理,易于升级扩容、可靠性高的网络,同时为各支撑系统提供统一的应用接口,提高员工的工作效率。运用 PON 网络接入技术,以灵活的组网方式解决传统 SDH 网络的接入瓶颈和困难,最终解决省—地市—区县—乡镇四级网络建设面临的困难[3]。

本论文优化 DCN 网络的的意义在于提高企业的竞争力,提高内部员工的办事效率,提高企业的管理标准,提升网络的稳定性和承载能力,提升企业的服务形象。

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第二章 DCN 网络和相关技术的介绍


2.1 DCN 网络简介

Data Communication Network 的首字母缩写即为 DCN,DCN 网的中文意思为数据通信网络,DCN 网作为网络管理中的一项技术,拥有其自身的优势和特点。我国 DCN 网最先在电信总局中得到应用和实践,其拥有分布式计算机网络和强大的数据存储空间,通过高速链路通道连接全国的省和直辖市,构成统一管理的网管中心,形成一个超级庞大的管理网络。

2.1.1 DCN 网的发展趋势

随着企业的转型和升级,信息化程度不断提高,DCN 网也在不断升级和优化。从以下两个方面着手考虑:1、每个电信企业都会本着节约成本的原则,原先每个专业、每个部门有自己的 DCN 办公网,而现在需要统一规划建设 DCN 网,既有利于网管统一管理网络,也利于网管集中升级和维护网络;2、为应对电信企业业务量的急剧增加,要求企业建立统一的网络管理平台支撑业务的发展,电信企业的三大系统,即办公支撑系统(MSS)、营业支撑系统(BSS)、运营支撑系统(OSS),需要在统一的承载网上进行传输,即有利于提高员工的工作效率,也有利于提升企业的形象[4]。

由此可知,DCN 网的地位和作用与传统的数据通信网络还是有区别的,目前的 DCN 网络成为了企业最基本的、最重要的信息化基础设施之一,相比于传统的互联网,DCN 网络不管是网络的质量要求、网络管理的实效性以及业务处理的高效性等方面都提出了更高的标准和要求,这些转变主要包括以下几个方面: 覆盖范围不断延伸。从原来的局域网延伸到了城域网,甚至现在的广域网,覆盖的范围也从运营商机房到了办公楼、营业厅,甚至有的地市到了大客户驻点;

网络带宽不断增加。应用系统复杂性的增加、用户数目的增多和系统集中度的提高,导致用户至服务器的访问量急剧增加;

专网接口成为基本要求。DCN 网络已经不能像传统的数据网络采用物理隔离方式的封闭网络,因为无论是公司办公上网和移动办公网络还是与外面的经销商管理互通,都使得运营商的 DCN 网络暴露在广域网中,所以要求 DCN 网络具备 Internet 的路由功能和访问能力,并提供专用的网络访问接口;

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2.2 DCN 网络相关技术介绍

2.2.1 三层交换技术

三层交换技术是相对于传统的二层交换技术而提出来的,传统的交换设备只有交换功能,属于二层网络设备,不具备路由能力。传统的二层交换机原理就是不停的更新、维护一张 MAC地址映射表,当交换机接收到 IP 包时,首先会提取 IP 包中的 MAC 地址,然后去匹配现有的MAC 地址映射表,当找到了 MAC 地址对应的端口,就从对应的端口转发出去;如果接收到的 IP 包在映射表中没有找到匹配的 MAC 地址,二层交换机就会把广播该 IP 包,从所有的端口广播出去,由此可见二层交换技术具有易产生广播风暴的弱点,由此产生了三层交换技术,即在原有的交换机上增加虚拟的 VLAN 技术。

三层交换技术就是通常所说的 IP 交换技术,IP 交换技术处于 7 层网络模型的网络层,该技术在第三层实现数据的快速转发,提高了网络的转发速度,同时通过应用 VLAN 技术,有效的解决了异种网络连接的安全问题和广播风暴问题[6]。在现实存在的网络中,跨网段通信是非常普遍的一种现象,新的网络应用发展迅猛,我们的浏览器要进行访问各种应用系统,这种变化无时无刻不要求我们的路由器进行变革。传统的路由器重在研究怎样在各种介子中进行转发的支持,而现实是要求提高数据的缓冲能力和转发速率,当然也研究出高速路由器,但是限制于其高成本,只有在核心路由器上采用,所以造成边缘路由器和接入层路由器是整个网络的瓶颈,三层交换机的出现很好的解决这个问题。三层交换机是二层交换机与路由器完美相结合而形成的产物。

2.2.2HSRP 协议

Hot Standby Routing Protocol(热备份路由协议)的首字母缩写即为 HSRP,热备份协议是指当正在使用的路由器突然出现故障,备份的路由器能够及时平滑的替换故障路由器,而不让用户发现。传统路由器通过配置命令指定一台或者几台路由器作为备用,在主机上配置一条缺省路由规则,该规则指向网络中的一台路由器,命名为 R,主机发出的 IP 包如果不在本网络断内,将会被缺省的发送给路由器 R,从而实现内网与外网相互通信,当路由器 R 出现故障时,该网段与外部网络就无法通信,网络的稳定性无法保证。HSRP 协议就是在这种难题下应运而生,它可以有效的保证网络的稳定性和可靠性。

图 3-1 EPON 下行广播方式示意图

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第三章  PON 网络及其关键技术介绍............................ 14

3.1PON 网络介绍.................................... 14

3.1.1PON 网络演进历史 ............................ 14

3.1.2 PON 网络的特点................. 15

第四章  株洲联通 DCN 网的优化研究 ......................................... 21

4.1 株洲联通 DCN 网的现状 .................................... 21

4.1.1 株洲联通 DCN 网的架构 ................................ 21

4.1.2 株洲联通 DCN 网面临的瓶颈 ................................ 21

第五章  株洲联通 DCN 网络的设计与实现 .............

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