SDH和網(wǎng)絡(luò)自愈概述課件

本資料來(lái)源本資料來(lái)源2022/12/162第5章SDH和網(wǎng)絡(luò)自愈2022/12/142第5章SDH和網(wǎng)絡(luò)自愈2022/12/163主要內(nèi)容路由恢復(fù)廣域網(wǎng)的自愈SDH的自愈RPR的自愈層次網(wǎng)絡(luò)自愈2022/12/143主要內(nèi)容2022/12/1645網(wǎng)絡(luò)自愈網(wǎng)絡(luò)自愈就是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)部件（通常指一條信道或一個(gè)節(jié)點(diǎn)）失效時(shí)，在一定的時(shí)間內(nèi)，流經(jīng)該部件的用戶數(shù)據(jù)包，被動(dòng)態(tài)地切換到備用的或其它可用的部件上，使用戶正在進(jìn)行的通信不被中斷，并且盡可能保證其通信質(zhì)量。2022/12/1445網(wǎng)絡(luò)自愈網(wǎng)絡(luò)自愈就是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)部2022/12/1655失效的分類（1）多個(gè)失效相互獨(dú)立，并且沒有造成某一部分網(wǎng)絡(luò)失去連接，或多個(gè)失效對(duì)外呈現(xiàn)單個(gè)實(shí)效的特性。（2）多個(gè)失效造成部分無(wú)失效的網(wǎng)絡(luò)失去連接性。2022/12/1455失效的分類2022/12/1665.1對(duì)網(wǎng)絡(luò)自愈的要求從失效發(fā)生到感知并確定失效的時(shí)間t1從確定失效到完成切換的時(shí)間t2T=t1+t2T<200ms可以滿足音頻和視頻2022/12/1465.1對(duì)網(wǎng)絡(luò)自愈的要求2022/12/1675.2路由恢復(fù)廣域網(wǎng)的自愈考慮到沿途經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)可能達(dá)到數(shù)十個(gè)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)中可能經(jīng)歷較長(zhǎng)的等待隊(duì)列，加上距離形成的傳播延時(shí)，一個(gè)正常包從發(fā)出到收到應(yīng)答，往返延時(shí)時(shí)間較長(zhǎng)。2022/12/1475.2路由恢復(fù)廣域網(wǎng)的自愈2022/12/1685.2路由恢復(fù)廣域網(wǎng)的自愈在某些路由協(xié)議中，為了判斷鄰居節(jié)點(diǎn)或連接鄰居節(jié)點(diǎn)的信道是否還活著，每個(gè)節(jié)點(diǎn)要在各個(gè)端口上定期向外發(fā)聯(lián)絡(luò)信息，然后等著從對(duì)方節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)對(duì)Hello信息的應(yīng)答。從自愈的角度看，對(duì)話音和視頻通信的質(zhì)量不會(huì)有可察覺的影響。2022/12/1485.2路由恢復(fù)廣域網(wǎng)的自愈在某些路由2022/12/1695.2路由恢復(fù)廣域網(wǎng)的自愈（1）專門發(fā)hello包會(huì)占用信道帶寬，因而只能定期地發(fā)，這個(gè)定期的周期影響了對(duì)失效的反應(yīng)速度，不能做到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的及時(shí)應(yīng)答。（2）即使路由器發(fā)現(xiàn)收不到一個(gè)或多個(gè)hello報(bào)文的應(yīng)答，它也不敢立即斷定鏈路或?qū)Ψ焦?jié)點(diǎn)已失效。2022/12/1495.2路由恢復(fù)廣域網(wǎng)的自愈（1）專門2022/12/1610InitialRouteDiscovery

EIGRPThanksfortheinformation!Ack634Thanksfortheinformation!Ack3Hereismycompleteroutinginformation.Update2IamrouterA,whoisonthelink?HelloB1Hereismycompleterouteinformation.Update5TopologyTableA2022/12/1410InitialRouteDiscOSPF鄰居關(guān)系Helloafadjfjorqpoeru39547439070713RouterIDHello/deadintervalsNeighborsArea-IDRouterpriorityDRIPaddressBDRIPaddressAuthenticationpasswordStubareaflag**

***條目在鄰居關(guān)系中必須匹配HelloADECBOSPF鄰居關(guān)系HelloafadjfjorqpoeruRo5.3

SDH的自愈5.3SDH的自愈2022/12/1613

同步光纖網(wǎng)SONET和同步數(shù)字層次結(jié)構(gòu)SDH數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在著許多缺點(diǎn)。其中最主要的是以下兩個(gè)。（1）速率標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一（2）不是同步傳輸為了解決上述問(wèn)題，美國(guó)首先在1988年推出了一個(gè)數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)，叫做同步光纖網(wǎng)SONET(SynchronousOpticalNetwork)。

2022/12/1413同步光纖網(wǎng)SONET和同步數(shù)字層次2022/12/1614同步光纖網(wǎng)——SONET

同步光纖網(wǎng)（SONET）標(biāo)準(zhǔn)，是由美國(guó)在1988年推出的一個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)。新標(biāo)準(zhǔn)著重于高次群的統(tǒng)一，方便國(guó)際間光纖干線的互通。以51.84Mbps為基準(zhǔn)進(jìn)行遞增；對(duì)于基于銅纜的電信號(hào)傳輸稱為第一級(jí)同步傳送信號(hào)（STS-1）；對(duì)于基于光纖的光信號(hào)傳輸稱為第一級(jí)光載波（OC-1）。2022/12/1414同步光纖網(wǎng)——SONETSDH和網(wǎng)絡(luò)自愈概述課件2022/12/16162022/12/14162022/12/16172022/12/14172022/12/16182022/12/14182022/12/16192022/12/14192022/12/16202022/12/14202022/12/1621SONET標(biāo)準(zhǔn)定義了四個(gè)光接口層。SONET的層次自下而上為：

·光子層(PhotonicLayer) ·數(shù)字段層(SectionLayer) ·線路層(LineLayer) ·路徑層(PathLayer)2022/12/1421SONET標(biāo)準(zhǔn)定義了四個(gè)光接口層。S2022/12/1622路徑層路徑層是端到端管理和數(shù)據(jù)傳遞的邏輯連接。該層是DS-3、FDDI或其它協(xié)議在SONET網(wǎng)中的映射點(diǎn)。負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)部件間完成下列功能：映射和服務(wù)傳輸設(shè)備狀況連接錯(cuò)誤監(jiān)控用戶定義的功能2022/12/1422路徑層路徑層是端到端管理和數(shù)據(jù)傳遞的2022/12/1623線路層負(fù)責(zé)在傳輸介質(zhì)上可靠地傳輸路徑層的有效負(fù)荷和路徑開銷。在線路層運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)部件稱為線路端接設(shè)備（LTE）線路層為路徑層的有效負(fù)荷和路徑開銷提供了下列LTE到LTE的功能：同步有效負(fù)荷定位多路復(fù)用錯(cuò)誤監(jiān)控自動(dòng)保護(hù)交換線路端接設(shè)備的例子是SONET光纖多路復(fù)用器。2022/12/1423線路層負(fù)責(zé)在傳輸介質(zhì)上可靠地傳輸路徑2022/12/1624分段層提供類似數(shù)據(jù)鏈路層的功能。負(fù)責(zé)在光纖上傳輸STS-N.這一層的網(wǎng)絡(luò)部件被稱為分段端接設(shè)備（STE）?？蓤?zhí)行下列STE到STE的功能:STS鑒定成幀加密錯(cuò)誤監(jiān)控用戶定義的功能2022/12/1424分段層提供類似數(shù)據(jù)鏈路層的功能。負(fù)責(zé)2022/12/1625光子層光子層負(fù)責(zé)光纖上比特流的傳輸。這一層將傳輸?shù)碾娦盘?hào)轉(zhuǎn)化成光信號(hào)及執(zhí)行相反過(guò)程。這一層的主要功能是加密并將電的STS-N幀轉(zhuǎn)化成光脈沖。2022/12/1425光子層光子層負(fù)責(zé)光纖上比特流的傳輸。2022/12/16262022/12/14262022/12/16275.3

SDH自愈2022/12/14275.3SDH自愈2022/12/16285.3

SDH自愈在SDH環(huán)狀網(wǎng)中，正常情況下，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包沿著一個(gè)方向傳。一旦環(huán)中任何信道或節(jié)點(diǎn)失效，環(huán)被打斷，通信無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。為了可靠性，做成雙環(huán)。2022/12/14285.3SDH自愈在SDH環(huán)狀網(wǎng)中，2022/12/16295.4

RPR自愈彈性分組環(huán)（resilientpacketring），將SDH技術(shù)與以太網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合。SDH是TDM技術(shù)，適合于話音傳輸，在雙環(huán)上具有自愈能力，但這種TDM技術(shù)是面向電路優(yōu)化的，不適合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突發(fā)性，在帶寬利用率、網(wǎng)絡(luò)成本、滿足多樣的帶寬需求等方面，都不滿意。2022/12/14295.4RPR自愈彈性分組環(huán)（res2022/12/16305.4

RPR自愈以太網(wǎng)成本低，技術(shù)簡(jiǎn)單，適合于無(wú)連接的IP數(shù)據(jù)包的傳輸。用于局部網(wǎng)絡(luò)時(shí)，有很好的擴(kuò)展性，并且具有天生的廣播和多播能力，當(dāng)把以太網(wǎng)技術(shù)用于城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)時(shí)，在可管理性、可靠性、QoS質(zhì)量保證等方面顯得不足。2022/12/14305.4RPR自愈以太網(wǎng)成本低，技術(shù)2022/12/16315.4

RPR自愈由雙環(huán)組成，不像SDH那樣只有一個(gè)方向的環(huán)在工作，反方向的環(huán)僅用于自愈的備份，而是雙環(huán)同時(shí)工作。2022/12/14315.4RPR自愈由雙環(huán)組成，不像S2022/12/16325.4

RPR自愈雙環(huán)工作雙環(huán)均可以傳輸數(shù)據(jù)和控制信息。有數(shù)據(jù)幀、控制幀和公平幀三種類型。2022/12/14325.4RPR自愈雙環(huán)工作2022/12/16335.4

RPR自愈兩個(gè)方面改善了帶寬的利用率：（1）雙向環(huán)路同時(shí)工作，增加了帶寬的利用率；（2）SDH只能在電路一級(jí)依靠分插復(fù)用器對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電路以外的環(huán)的下游段信道容量分配給別的用戶，設(shè)備成本高，靈活性差，信道利用率低；RPR在數(shù)據(jù)包一級(jí)進(jìn)行細(xì)粒度的分插復(fù)用，實(shí)現(xiàn)帶寬的空間重用，靈活、簡(jiǎn)便、高效。2022/12/14335.4RPR自愈兩個(gè)方面改善了帶寬2022/12/16345.4

RPR自愈公平控制是防止一個(gè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)占滿了整個(gè)環(huán)的容量，別的節(jié)點(diǎn)無(wú)法發(fā)送數(shù)據(jù)包，造成網(wǎng)絡(luò)的阻塞。2022/12/14345.4RPR自愈公平控制是防止一個(gè)2022/12/16355.4

RPR自愈—

RPR的多播能力多播或廣播的數(shù)據(jù)包在環(huán)網(wǎng)上只有一份備份，利用源剝離的方法，讓數(shù)據(jù)包沿環(huán)轉(zhuǎn)一圈，到達(dá)源節(jié)點(diǎn)后離開環(huán)，整個(gè)環(huán)上的多播或廣播接收者都獲得了該數(shù)據(jù)包。2022/12/14355.4RPR自愈—

RPR的多播2022/12/16365.4

RPR自愈傳統(tǒng)的以太網(wǎng)是沒有自愈能力的，有了錯(cuò)誤，只能依靠上層協(xié)議來(lái)恢復(fù)。與SDH結(jié)合后，有了50ms的電信級(jí)自愈能力。出現(xiàn)失效信道或失效節(jié)點(diǎn)后，臨近失效處的節(jié)點(diǎn)感測(cè)到失效的存在，將環(huán)路倒換到反方向的環(huán)上。RPR提供回繞倒換和源路由倒換兩種方式。2022/12/14365.4RPR自愈傳統(tǒng)的以太網(wǎng)是沒有2022/12/16375.4

RPR自愈2022/12/14375.4RPR自愈2022/12/16385.5層次網(wǎng)絡(luò)中的自愈層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，由于每個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)有多個(gè)物理交換機(jī)組成，每條邏輯信道有多條物理信道組成，任何部件的失效，都可以在底層進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)感測(cè)和自愈。（1）感測(cè)到信道的失效；（2）切換信道。2022/12/14385.5層次網(wǎng)絡(luò)中的自愈層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2022/12/16395.5.1層次網(wǎng)絡(luò)中的自愈測(cè)試包不與數(shù)據(jù)包爭(zhēng)用信道，只要有數(shù)據(jù)包在信道上走，就不發(fā)送任何測(cè)試包，只當(dāng)信道空閑時(shí)，才插入測(cè)試包。為了獲得快速感測(cè)的能力，不發(fā)“詢問(wèn)-應(yīng)答”，而用傾聽信道活動(dòng)的方法。只要發(fā)送隊(duì)列空，發(fā)送方就用Hello包填充發(fā)送信道,使得信道總是處于忙碌的活動(dòng)狀態(tài).2022/12/14395.5.1層次網(wǎng)絡(luò)中的自愈測(cè)試包不2022/12/16405.5.1層次網(wǎng)絡(luò)中的自愈接收方如果不斷地收到對(duì)方發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)包，或能連續(xù)不斷地收到Hello包，就證明信道至少在接收方向上是正常的。如果因連續(xù)收不到包而使自愈定時(shí)器超時(shí)，就認(rèn)為信道的接收方向失效。2022/12/14405.5.1層次網(wǎng)絡(luò)中的自愈接收方如2022/12/16415.5.1層次網(wǎng)絡(luò)中的自愈在層次網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)的管理和控制具有局部性，一個(gè)節(jié)點(diǎn)只關(guān)心其發(fā)送信道的利用率、負(fù)載均衡、信道狀態(tài)等性能，對(duì)接收信道則沒有這種控制和管理。感測(cè)信道異常的方法，是由接收方感測(cè)到的，但接收方并不能控制對(duì)方繼續(xù)或停止向已經(jīng)失效的信道上發(fā)送數(shù)據(jù)包或Hello包。2022/12/14415.5.1層次網(wǎng)絡(luò)中的自愈在層次網(wǎng)2022/12/16425.5.2自愈速度分析失效定時(shí)器的超時(shí)時(shí)間長(zhǎng)度不是一個(gè)或多個(gè)來(lái)回的時(shí)間，也不是一個(gè)方向的信號(hào)傳播延遲，而是若干個(gè)最長(zhǎng)數(shù)據(jù)包的發(fā)送時(shí)間。2022/12/14425.5.2自愈速度分析失效定時(shí)器的2022/12/16435.5.2自愈速度分析雙向失效的最大切換時(shí)間：作用最大的部分是一個(gè)單程傳播時(shí)間3500km的國(guó)內(nèi)信道，傳播延遲約16.7ms；10000km的國(guó)際信道，傳播延遲約47.6ms單向失效的最大切換時(shí)間：2022/12/14435.5.2自愈速度分析雙向失效的最2022/12/16445.5.2自愈速度分析對(duì)于SDH和RPR環(huán)中，如果環(huán)中某一段光纜的長(zhǎng)度也達(dá)到了3500km或10000km的話，其失效后的自愈時(shí)間會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)層次網(wǎng)。因?yàn)槌烁袦y(cè)信道失效要消耗與上面相近的時(shí)間外，對(duì)SDH，還要讓數(shù)據(jù)包回繞并經(jīng)多段信道才能到達(dá)目的地；對(duì)RPR，還要重新構(gòu)建拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。2022/12/14445.5.2自愈速度分析對(duì)于SDH和2022/12/16455.5.3詢問(wèn)-問(wèn)答方式的自愈性能設(shè)定一個(gè)超時(shí)定時(shí)器，大于信道的往返時(shí)間，超時(shí)表示沒有如期收到應(yīng)答。一次超時(shí)不能斷定信道有故障，以3次試發(fā)為例，測(cè)定信道失效的時(shí)間為對(duì)于3500km和10000km為例，兩條信道的失效時(shí)間分別為100ms和286ms。顯然比采用自愈方式差很多2022/12/14455.5.3詢問(wèn)-問(wèn)答方式的自愈性能設(shè)2022/12/16465.5.4失效信道的恢復(fù)可以人工修改配置表中資源的狀態(tài)參數(shù)，也可以讓系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)資源的可用性，將其投入運(yùn)行。（1）確定信道已經(jīng)恢復(fù)了正常狀態(tài)；（2）啟動(dòng)重新啟用信道的過(guò)程。其中關(guān)鍵的動(dòng)作是對(duì)信道恢復(fù)正常的感測(cè)。2022/12/14465.5.4失效信道的恢復(fù)可以人工修2022/12/16475.5.5自適應(yīng)檢測(cè)在自愈時(shí)間T中，占主要的是信道的傳播延遲，這部分時(shí)間是隨信道長(zhǎng)度而變的。為了使信道故障檢測(cè)時(shí)間T與信道長(zhǎng)度做到自適應(yīng)，關(guān)鍵是失效定時(shí)器時(shí)間長(zhǎng)度的設(shè)置。假定連續(xù)5個(gè)最大包的時(shí)間內(nèi)收不到正常包，判定為信道失效。2022/12/14475.5.5自適應(yīng)檢測(cè)在自愈時(shí)間T2022/12/16485.5.6信道切換（1）發(fā)現(xiàn)正在工作的信道突然失效，將應(yīng)分配給它的負(fù)載轉(zhuǎn)分配給其他正常信道，叫信道的切出；（2）發(fā)現(xiàn)失效信道已經(jīng)恢復(fù)，要將其重新投入使用，叫信道的切入。2022/12/14485.5.6信道切換（1）發(fā)現(xiàn)正在工2022/12/16495.5.6信道切換將層次網(wǎng)絡(luò)的物理信道管理方法用于信道切換。只要把失效物理信道對(duì)應(yīng)的Hash表項(xiàng)中的信道標(biāo)識(shí)改用其他正常信道的標(biāo)識(shí)，便實(shí)現(xiàn)了信道的切出；要將剛恢復(fù)正常的信道重新投入使用，只要把該物理信道對(duì)應(yīng)的Hash表項(xiàng)中的其他信道的標(biāo)識(shí)改回自己的信道標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)了信道的切入。2022/12/14495.5.6信道切換將層次網(wǎng)絡(luò)的物理2022/12/16505.5.6信道切換信道切換常見的方法是N+1備份法，即實(shí)際使用N條信道，另加一條平時(shí)不用的備用信道。層次網(wǎng)絡(luò)的邏輯信道包含多條物理信道被看作一個(gè)整體加以管理，讓N條信道同時(shí)投入使用，互為備份，任一信道失效，將其切出。2022/12/14505.5.6信道切換信道切換常見的方2022/12/16515.5.6信道切換為了使信道的切入和切出，不影響已有的實(shí)時(shí)通信的質(zhì)量，可以用下列方法為實(shí)時(shí)通信分配信道資源?？捎糜趯?shí)時(shí)通信的容量為：的取值考慮兩個(gè)因素：一是為非實(shí)時(shí)的通信量保留一部分帶寬；二是出現(xiàn)實(shí)時(shí)通信峰值突發(fā)時(shí)，通信量不超過(guò)2022/12/14515.5.6信道切換為了使信道的切入2022/12/16525.5.6信道切換用于非實(shí)時(shí)通信的容量為：2022/12/14525.5.6信道切換用于非實(shí)時(shí)通信的2022/12/16535.5.6信道切換對(duì)N條信道的容量只按N-1條信道的可用于實(shí)時(shí)通信的容量去分配。N-1條信道中不能用于實(shí)時(shí)通信的部分以及另外一條信道的全部容量，均可用于非實(shí)時(shí)通信。任意物理信道失效時(shí)，其實(shí)時(shí)通信的負(fù)載被切換到其他N-1條信道，減少的只是用于非實(shí)時(shí)通信的帶寬。2022/12/14535.5.6信道切換對(duì)N條信道的容量2022/12/16545.6自愈方式比較路由恢復(fù)方式依賴重新生成路由、端到端的差錯(cuò)恢復(fù)方式實(shí)現(xiàn)自愈，需若干秒到分鐘級(jí)的恢復(fù)時(shí)間，不適用于提供實(shí)時(shí)的話音和視頻服務(wù)。2022/12/14545.6自愈方式比較路由恢復(fù)方式依賴2022/12/16555.6自愈方式比較SDH方式能滿足自愈的要求，但信道利用率低，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備復(fù)雜，成本高，管理層次多，環(huán)狀布線及環(huán)間互連復(fù)雜、缺少靈活性。環(huán)中某段光纜過(guò)分長(zhǎng)時(shí)，自愈時(shí)間也會(huì)增加。出現(xiàn)兩個(gè)失效時(shí)，有可能使網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)小環(huán)，失去連接性。2022/12/14555.6自愈方式比較SDH方式能滿足2022/12/16565.6自愈方式比較RPR自愈主要適用于城域網(wǎng)。如果使用于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，不僅其以太網(wǎng)的可管理性、可靠性等問(wèn)題會(huì)暴露出來(lái)，而且拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)過(guò)程時(shí)間延遲大，大大降低了自愈的性能，影響對(duì)應(yīng)用的質(zhì)量保證。2022/12/14565.6自愈方式比較RPR自愈主要適2022/12/16575.6自愈方式比較層次網(wǎng)絡(luò)中，作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)的失效感測(cè)工作不對(duì)信道引入額外的開銷，因而能在最短的時(shí)間內(nèi)感測(cè)到失效，感測(cè)失效的速度比SDH和RPR高。2022/12/14575.6自愈方式比較層次網(wǎng)絡(luò)中，作為2022/12/16585.6自愈方式比較恢復(fù)方式自愈時(shí)間失去連接復(fù)雜性實(shí)現(xiàn)成本信道開銷路由恢復(fù)分鐘級(jí)可能高中最大SDH保護(hù)50ms會(huì)高高大RPR保護(hù)50ms會(huì)中中小層次網(wǎng)絡(luò)20-35ms可能性小低低零開銷2022/12/14585.6自愈方式比較恢復(fù)方式自愈時(shí)間演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！本資料來(lái)源本資料來(lái)源2022/12/1661第5章SDH和網(wǎng)絡(luò)自愈2022/12/142第5章SDH和網(wǎng)絡(luò)自愈2022/12/1662主要內(nèi)容路由恢復(fù)廣域網(wǎng)的自愈SDH的自愈RPR的自愈層次網(wǎng)絡(luò)自愈2022/12/143主要內(nèi)容2022/12/16635網(wǎng)絡(luò)自愈網(wǎng)絡(luò)自愈就是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)部件（通常指一條信道或一個(gè)節(jié)點(diǎn)）失效時(shí)，在一定的時(shí)間內(nèi)，流經(jīng)該部件的用戶數(shù)據(jù)包，被動(dòng)態(tài)地切換到備用的或其它可用的部件上，使用戶正在進(jìn)行的通信不被中斷，并且盡可能保證其通信質(zhì)量。2022/12/1445網(wǎng)絡(luò)自愈網(wǎng)絡(luò)自愈就是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)部2022/12/16645失效的分類（1）多個(gè)失效相互獨(dú)立，并且沒有造成某一部分網(wǎng)絡(luò)失去連接，或多個(gè)失效對(duì)外呈現(xiàn)單個(gè)實(shí)效的特性。（2）多個(gè)失效造成部分無(wú)失效的網(wǎng)絡(luò)失去連接性。2022/12/1455失效的分類2022/12/16655.1對(duì)網(wǎng)絡(luò)自愈的要求從失效發(fā)生到感知并確定失效的時(shí)間t1從確定失效到完成切換的時(shí)間t2T=t1+t2T<200ms可以滿足音頻和視頻2022/12/1465.1對(duì)網(wǎng)絡(luò)自愈的要求2022/12/16665.2路由恢復(fù)廣域網(wǎng)的自愈考慮到沿途經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)可能達(dá)到數(shù)十個(gè)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)中可能經(jīng)歷較長(zhǎng)的等待隊(duì)列，加上距離形成的傳播延時(shí)，一個(gè)正常包從發(fā)出到收到應(yīng)答，往返延時(shí)時(shí)間較長(zhǎng)。2022/12/1475.2路由恢復(fù)廣域網(wǎng)的自愈2022/12/16675.2路由恢復(fù)廣域網(wǎng)的自愈在某些路由協(xié)議中，為了判斷鄰居節(jié)點(diǎn)或連接鄰居節(jié)點(diǎn)的信道是否還活著，每個(gè)節(jié)點(diǎn)要在各個(gè)端口上定期向外發(fā)聯(lián)絡(luò)信息，然后等著從對(duì)方節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)對(duì)Hello信息的應(yīng)答。從自愈的角度看，對(duì)話音和視頻通信的質(zhì)量不會(huì)有可察覺的影響。2022/12/1485.2路由恢復(fù)廣域網(wǎng)的自愈在某些路由2022/12/16685.2路由恢復(fù)廣域網(wǎng)的自愈（1）專門發(fā)hello包會(huì)占用信道帶寬，因而只能定期地發(fā)，這個(gè)定期的周期影響了對(duì)失效的反應(yīng)速度，不能做到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的及時(shí)應(yīng)答。（2）即使路由器發(fā)現(xiàn)收不到一個(gè)或多個(gè)hello報(bào)文的應(yīng)答，它也不敢立即斷定鏈路或?qū)Ψ焦?jié)點(diǎn)已失效。2022/12/1495.2路由恢復(fù)廣域網(wǎng)的自愈（1）專門2022/12/1669InitialRouteDiscovery

EIGRPThanksfortheinformation!Ack634Thanksfortheinformation!Ack3Hereismycompleteroutinginformation.Update2IamrouterA,whoisonthelink?HelloB1Hereismycompleterouteinformation.Update5TopologyTableA2022/12/1410InitialRouteDiscOSPF鄰居關(guān)系Helloafadjfjorqpoeru39547439070713RouterIDHello/deadintervalsNeighborsArea-IDRouterpriorityDRIPaddressBDRIPaddressAuthenticationpasswordStubareaflag**

***條目在鄰居關(guān)系中必須匹配HelloADECBOSPF鄰居關(guān)系HelloafadjfjorqpoeruRo5.3

SDH的自愈5.3SDH的自愈2022/12/1672

同步光纖網(wǎng)SONET和同步數(shù)字層次結(jié)構(gòu)SDH數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在著許多缺點(diǎn)。其中最主要的是以下兩個(gè)。（1）速率標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一（2）不是同步傳輸為了解決上述問(wèn)題，美國(guó)首先在1988年推出了一個(gè)數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)，叫做同步光纖網(wǎng)SONET(SynchronousOpticalNetwork)。

2022/12/1413同步光纖網(wǎng)SONET和同步數(shù)字層次2022/12/1673同步光纖網(wǎng)——SONET

同步光纖網(wǎng)（SONET）標(biāo)準(zhǔn)，是由美國(guó)在1988年推出的一個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)。新標(biāo)準(zhǔn)著重于高次群的統(tǒng)一，方便國(guó)際間光纖干線的互通。以51.84Mbps為基準(zhǔn)進(jìn)行遞增；對(duì)于基于銅纜的電信號(hào)傳輸稱為第一級(jí)同步傳送信號(hào)（STS-1）；對(duì)于基于光纖的光信號(hào)傳輸稱為第一級(jí)光載波（OC-1）。2022/12/1414同步光纖網(wǎng)——SONETSDH和網(wǎng)絡(luò)自愈概述課件2022/12/16752022/12/14162022/12/16762022/12/14172022/12/16772022/12/14182022/12/16782022/12/14192022/12/16792022/12/14202022/12/1680SONET標(biāo)準(zhǔn)定義了四個(gè)光接口層。SONET的層次自下而上為：

·光子層(PhotonicLayer) ·數(shù)字段層(SectionLayer) ·線路層(LineLayer) ·路徑層(PathLayer)2022/12/1421SONET標(biāo)準(zhǔn)定義了四個(gè)光接口層。S2022/12/1681路徑層路徑層是端到端管理和數(shù)據(jù)傳遞的邏輯連接。該層是DS-3、FDDI或其它協(xié)議在SONET網(wǎng)中的映射點(diǎn)。負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)部件間完成下列功能：映射和服務(wù)傳輸設(shè)備狀況連接錯(cuò)誤監(jiān)控用戶定義的功能2022/12/1422路徑層路徑層是端到端管理和數(shù)據(jù)傳遞的2022/12/1682線路層負(fù)責(zé)在傳輸介質(zhì)上可靠地傳輸路徑層的有效負(fù)荷和路徑開銷。在線路層運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)部件稱為線路端接設(shè)備（LTE）線路層為路徑層的有效負(fù)荷和路徑開銷提供了下列LTE到LTE的功能：同步有效負(fù)荷定位多路復(fù)用錯(cuò)誤監(jiān)控自動(dòng)保護(hù)交換線路端接設(shè)備的例子是SONET光纖多路復(fù)用器。2022/12/1423線路層負(fù)責(zé)在傳輸介質(zhì)上可靠地傳輸路徑2022/12/1683分段層提供類似數(shù)據(jù)鏈路層的功能。負(fù)責(zé)在光纖上傳輸STS-N.這一層的網(wǎng)絡(luò)部件被稱為分段端接設(shè)備（STE）。可執(zhí)行下列STE到STE的功能:STS鑒定成幀加密錯(cuò)誤監(jiān)控用戶定義的功能2022/12/1424分段層提供類似數(shù)據(jù)鏈路層的功能。負(fù)責(zé)2022/12/1684光子層光子層負(fù)責(zé)光纖上比特流的傳輸。這一層將傳輸?shù)碾娦盘?hào)轉(zhuǎn)化成光信號(hào)及執(zhí)行相反過(guò)程。這一層的主要功能是加密并將電的STS-N幀轉(zhuǎn)化成光脈沖。2022/12/1425光子層光子層負(fù)責(zé)光纖上比特流的傳輸。2022/12/16852022/12/14262022/12/16865.3

SDH自愈2022/12/14275.3SDH自愈2022/12/16875.3

SDH自愈在SDH環(huán)狀網(wǎng)中，正常情況下，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包沿著一個(gè)方向傳。一旦環(huán)中任何信道或節(jié)點(diǎn)失效，環(huán)被打斷，通信無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。為了可靠性，做成雙環(huán)。2022/12/14285.3SDH自愈在SDH環(huán)狀網(wǎng)中，2022/12/16885.4

RPR自愈彈性分組環(huán)（resilientpacketring），將SDH技術(shù)與以太網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合。SDH是TDM技術(shù)，適合于話音傳輸，在雙環(huán)上具有自愈能力，但這種TDM技術(shù)是面向電路優(yōu)化的，不適合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突發(fā)性，在帶寬利用率、網(wǎng)絡(luò)成本、滿足多樣的帶寬需求等方面，都不滿意。2022/12/14295.4RPR自愈彈性分組環(huán)（res2022/12/16895.4

RPR自愈以太網(wǎng)成本低，技術(shù)簡(jiǎn)單，適合于無(wú)連接的IP數(shù)據(jù)包的傳輸。用于局部網(wǎng)絡(luò)時(shí)，有很好的擴(kuò)展性，并且具有天生的廣播和多播能力，當(dāng)把以太網(wǎng)技術(shù)用于城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)時(shí)，在可管理性、可靠性、QoS質(zhì)量保證等方面顯得不足。2022/12/14305.4RPR自愈以太網(wǎng)成本低，技術(shù)2022/12/16905.4

RPR自愈由雙環(huán)組成，不像SDH那樣只有一個(gè)方向的環(huán)在工作，反方向的環(huán)僅用于自愈的備份，而是雙環(huán)同時(shí)工作。2022/12/14315.4RPR自愈由雙環(huán)組成，不像S2022/12/16915.4

RPR自愈雙環(huán)工作雙環(huán)均可以傳輸數(shù)據(jù)和控制信息。有數(shù)據(jù)幀、控制幀和公平幀三種類型。2022/12/14325.4RPR自愈雙環(huán)工作2022/12/16925.4

RPR自愈兩個(gè)方面改善了帶寬的利用率：（1）雙向環(huán)路同時(shí)工作，增加了帶寬的利用率；（2）SDH只能在電路一級(jí)依靠分插復(fù)用器對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電路以外的環(huán)的下游段信道容量分配給別的用戶，設(shè)備成本高，靈活性差，信道利用率低；RPR在數(shù)據(jù)包一級(jí)進(jìn)行細(xì)粒度的分插復(fù)用，實(shí)現(xiàn)帶寬的空間重用，靈活、簡(jiǎn)便、高效。2022/12/14335.4RPR自愈兩個(gè)方面改善了帶寬2022/12/16935.4

RPR自愈公平控制是防止一個(gè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)占滿了整個(gè)環(huán)的容量，別的節(jié)點(diǎn)無(wú)法發(fā)送數(shù)據(jù)包，造成網(wǎng)絡(luò)的阻塞。2022/12/14345.4RPR自愈公平控制是防止一個(gè)2022/12/16945.4

RPR自愈—

RPR的多播能力多播或廣播的數(shù)據(jù)包在環(huán)網(wǎng)上只有一份備份，利用源剝離的方法，讓數(shù)據(jù)包沿環(huán)轉(zhuǎn)一圈，到達(dá)源節(jié)點(diǎn)后離開環(huán)，整個(gè)環(huán)上的多播或廣播接收者都獲得了該數(shù)據(jù)包。2022/12/14355.4RPR自愈—

RPR的多播2022/12/16955.4

RPR自愈傳統(tǒng)的以太網(wǎng)是沒有自愈能力的，有了錯(cuò)誤，只能依靠上層協(xié)議來(lái)恢復(fù)。與SDH結(jié)合后，有了50ms的電信級(jí)自愈能力。出現(xiàn)失效信道或失效節(jié)點(diǎn)后，臨近失效處的節(jié)點(diǎn)感測(cè)到失效的存在，將環(huán)路倒換到反方向的環(huán)上。RPR提供回繞倒換和源路由倒換兩種方式。2022/12/14365.4RPR自愈傳統(tǒng)的以太網(wǎng)是沒有2022/12/16965.4

RPR自愈2022/12/14375.4RPR自愈2022/12/16975.5層次網(wǎng)絡(luò)中的自愈層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，由于每個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)有多個(gè)物理交換機(jī)組成，每條邏輯信道有多條物理信道組成，任何部件的失效，都可以在底層進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)感測(cè)和自愈。（1）感測(cè)到信道的失效；（2）切換信道。2022/12/14385.5層次網(wǎng)絡(luò)中的自愈層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2022/12/16985.5.1層次網(wǎng)絡(luò)中的自愈測(cè)試包不與數(shù)據(jù)包爭(zhēng)用信道，只要有數(shù)據(jù)包在信道上走，就不發(fā)送任何測(cè)試包，只當(dāng)信道空閑時(shí)，才插入測(cè)試包。為了獲得快速感測(cè)的能力，不發(fā)“詢問(wèn)-應(yīng)答”，而用傾聽信道活動(dòng)的方法。只要發(fā)送隊(duì)列空，發(fā)送方就用Hello包填充發(fā)送信道,使得信道總是處于忙碌的活動(dòng)狀態(tài).2022/12/14395.5.1層次網(wǎng)絡(luò)中的自愈測(cè)試包不2022/12/16995.5.1層次網(wǎng)絡(luò)中的自愈接收方如果不斷地收到對(duì)方發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)包，或能連續(xù)不斷地收到Hello包，就證明信道至少在接收方向上是正常的。如果因連續(xù)收不到包而使自愈定時(shí)器超時(shí)，就認(rèn)為信道的接收方向失效。2022/12/14405.5.1層次網(wǎng)絡(luò)中的自愈接收方如2022/12/161005.5.1層次網(wǎng)絡(luò)中的自愈在層次網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)的管理和控制具有局部性，一個(gè)節(jié)點(diǎn)只關(guān)心其發(fā)送信道的利用率、負(fù)載均衡、信道狀態(tài)等性能，對(duì)接收信道則沒有這種控制和管理。感測(cè)信道異常的方法，是由接收方感測(cè)到的，但接收方并不能控制對(duì)方繼續(xù)或停止向已經(jīng)失效的信道上發(fā)送數(shù)據(jù)包或Hello包。2022/12/14415.5.1層次網(wǎng)絡(luò)中的自愈在層次網(wǎng)2022/12/161015.5.2自愈速度分析失效定時(shí)器的超時(shí)時(shí)間長(zhǎng)度不是一個(gè)或多個(gè)來(lái)回的時(shí)間，也不是一個(gè)方向的信號(hào)傳播延遲，而是若干個(gè)最長(zhǎng)數(shù)據(jù)包的發(fā)送時(shí)間。2022/12/14425.5.2自愈速度分析失效定時(shí)器的2022/12/161025.5.2自愈速度分析雙向失效的最大切換時(shí)間：作用最大的部分是一個(gè)單程傳播時(shí)間3500km的國(guó)內(nèi)信道，傳播延遲約16.7ms；10000km的國(guó)際信道，傳播延遲約47.6ms單向失效的最大切換時(shí)間：2022/12/14435.5.2自愈速度分析雙向失效的最2022/12/161035.5.2自愈速度分析對(duì)于SDH和RPR環(huán)中，如果環(huán)中某一段光纜的長(zhǎng)度也達(dá)到了3500km或10000km的話，其失效后的自愈時(shí)間會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)層次網(wǎng)。因?yàn)槌烁袦y(cè)信道失效要消耗與上面相近的時(shí)間外，對(duì)SDH，還要讓數(shù)據(jù)包回繞并經(jīng)多段信道才能到達(dá)目的地；對(duì)RPR，還要重新構(gòu)建拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。2022/12/14445.5.2自愈速度分析對(duì)于SDH和2022/12/161045.5.3詢問(wèn)-問(wèn)答方式的自愈性能設(shè)定一個(gè)超時(shí)定時(shí)器，大于信道的往返時(shí)間，超時(shí)表示沒有如期收到應(yīng)答。一次超時(shí)不能斷定信道有故障，以3次試發(fā)為例，測(cè)定信道失效的時(shí)間為對(duì)于3500km和10000km為例，兩條信道的失效時(shí)間分別為100ms和286ms。顯然比采用自愈方式差很多2022/12/14455.5.3詢問(wèn)-問(wèn)答方式的自愈性能設(shè)2022/12/161055.5.4失效信道的恢復(fù)可以人工修改配置表中資源的狀態(tài)參數(shù)，也可以讓系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)資源的可用性，將其投入運(yùn)行。（1）確定信道已經(jīng)恢復(fù)了正常狀態(tài)；（2）啟動(dòng)重新啟用信道的過(guò)程。其中關(guān)鍵的動(dòng)作是對(duì)信道恢復(fù)正常的感測(cè)。2022/12/14465.5.4失效信道的恢復(fù)可以人工修2022/12/161065.5.5自適應(yīng)檢測(cè)在自愈時(shí)間T中，占主要的是信道的傳播延遲，這部分時(shí)間是隨信道長(zhǎng)度而變的。為了使信道故障檢測(cè)時(shí)間T與信道長(zhǎng)度做到自適應(yīng)，關(guān)鍵是失效定時(shí)器時(shí)間長(zhǎng)度的設(shè)置。假定連續(xù)5個(gè)最大包的時(shí)間內(nèi)收不到正常包，判定為信道失效。2022/12/14475.5.5自適應(yīng)檢測(cè)在自愈時(shí)間T2022/12/161075.5.6信道切換（1）發(fā)現(xiàn)正在工作的信道突然失效，將應(yīng)分配給它的負(fù)載轉(zhuǎn)分配給其他正常信道，叫信道的切出；（2）發(fā)現(xiàn)失效信道已經(jīng)恢復(fù)，要將其重新投入使用，叫信道的切入。202