聚类名词解释
中国下一代互联网示范工程（CNGI）驻地网建设要求和参考设计
中国下一代互联网示范工程CNGI项目核心网建设的工作已经全面启动，作为CNGI项目重要组成部分的驻地网的建设也正在紧张的准备过程中。由于驻地网建设的数量多，分布广，为了方便和规范驻地网的接入，特制定CNGI示范网络驻地网建设要求和参考设计（简称“规范”）。
1、主干网、接入网和驻地网的关系
主干网是指由分布在全国多个省区或城市的核心接入节点（GigaPOPs），通过高速光纤传输链路互联构成的骨干性网络。CNGI示范网络由多个主干网通过国内互联中心互联构成。具体包括：由CERNET网络中心承建的CERNET2，以及由中国电信、中国移动、中国联通、中国网通和中科院网络中心、中国铁通分别承建各自的下一代互联网示范网络核心主干网。
驻地网和接入网是两个互相联系又各不相同的概念，驻地网(CPN)主要指接入单位内部的网络，即指用户终端（TE）至网络运营商（ISP）接入节点之间的机线设备，包括通信和控制功能以及用户驻地布线系统等，以使用户终端可以灵活方便地接入接入网，用户驻地网的内部结构可能千差万别。接入网（或称城域网）一般是指用户驻地网至网络运营商主干网之间的网络，由于接入网负责连接用户驻地网和主干网，因此需要根据主干网的情况，制定一定的规范。接入网、驻地网和主干网之间的关系如图1所示。
2、驻地网建设要求和参考设计
高等院校、科研院所和大型企业研发中心驻地网属于专网，所有用户属于同一个企业或研究机构。这类驻地网的接入方式主要是通过专线或城域网接入主干网的核心节点。根据规模不同，这类驻地网接入主干网核心节点的速率可以是高速（1G～10G），或中速（100M～1G）。驻地网建设要求包含：拟采用的IP协议、IPv6地址分配、驻地网接入设备基本要求、驻地网接入方式等几个方面的内容。
2.1 IP 协议
根据接入单位在资金投入方面的安排、拟开展的技术研究或业务应用需求等因素，可以考虑建设纯IPv6的用户驻地网或者IPv4/IPv6双协议栈的驻地网。
（1） 驻地网为纯IPv6网络
接入单位建设纯IPv6网络时，建议在物理上（至少在逻辑上）将IPv6网络和现有的IPv4网络分开。此时，用户的IPv6驻地网将通过独立的专线（光纤或者无线/微波）接入主干网；用户将直接使用IPv6的应用，并可实现IPv6的端到端连接；IPv6驻地网和CNGI主干网之间可使用BGP4＋动态路由协议或静态路由实现互联。
（2） 驻地网为IPv4/IPv6双协议栈网络
为了充分利用已有的网络基础设施，节省投资，接入单位也可以考虑建设同时支持IPv4和IPv6的双协议栈网络。此时至少要求用户驻地网的出口路由器支持双协议栈，驻地网是否需要有两条独立的专线分别接入现有的IPv4主干网和CNGI（IPv6）主干网，取决于现有的IPv4主干网和CNGI主干网的互联情况，建议采用独立的专线分别接入IPv4和IPv6主干网。
这样，当用户使用IPv4应用时，可直接通过IPv4主干网连接；当用户使用IPv6应用时，则直接通过IPv6主干网连接。
在某些情况下，用户也可以通过IPv6网络使用IPv4应用，此时，将利用IPv4 over IPv6隧道技术，通过采用纯IPv6技术的CNGI主干网实现IPv4端到端的高性能连接。
2.2 IPv6地址及分配
驻地网所使用的IPv6地址应从提供接入服务的CNGI主干网承建单位获取，一般采用不小于/64范围空间的地址段，如/64、/56、/48等，具体分配由各CNGI主干网承建单位根据接入单位需求、驻地网规模和自身地址数量情况决定。
对于不同地区接入的驻地网，建议在IPv6地址段划分中设置相应的省/市（地区）字段（位）以便于指示客户的地理位置。
在给驻地网客户分配多个地址段时，如多个/64，应尽量保证其连续性，以便于聚类，必要时应考虑将一部分地址段预留给该驻地网，如将一个/60地址段分配使用了12个连续的/64地址段的驻地网，其中4个/64地址段可做预留。
2.3 驻地网建设及接入设备
2.3.1 驻地网设计施工
驻地网内部的设计和施工等由驻地网承担单位自行完成，但有关设计应符合国家有关驻地网建设的规范和标准。
2.3.2 驻地网接入设备的要求
驻地网接入时，一般情况下均要求驻地网有专用的出口三层设备（如路由器或三层交换机），该三层设备应具备专线上联的接口和用户下联的接口。对该设备的基本要求如下：
（1）应支持IPv4/v6双协议栈，具备IPv4/v6数据包的封装和解封装能力。
（2）如果驻地网的接入方式中需要使用到非IPv6专线的情况，则此时该三层设备应具备相应的隧道功能或地址/协议转换机制。常用的隧道机制包括手工隧道、ISATAP、6to4等，在本项目中特别强调 IPv4 over IPv6的隧道功能。
（3）FE/GE/10GE或POS接口：其下联接口可以是FE/GE接口，上联接口应根据其所连接的运营商网络侧接口决定。根据CNGI接入的带宽要求，可能使用的上联接口主要为GE、10E和/或POS。考虑到实用性，建议GE接口采用符合IEEE802.3ab定义的1000Base-T、符合IEEE802.3z定义的1000Base-LX、符合IEEE802.3z定义的1000Base-SX之一的以太网接口；POS接口采用STM-1或STM-4光接口。
（4）如果客户网络内部路由交换的需求较少，网络结构不太复杂，不强迫要求其所使用的三层设备（路由器或三层交换机）支持动态路由协议，只支持静态路由即可。如果驻地网与CNGI骨干网间通过BGP协议互通，则该三层设备需支持BGP4+协议，目前有个别物理端口类型不支持BGP4+协议，需在选择上联端口时考虑。如果该三层设备需要参与内部的IPv6路由交换，则应根据其所连接的网络情况支持RIPng、OSPFv3、IS-ISv6协议中的一种或几种。
（5）支持SNMPv3网络管理协议。
2.3.3 接入设备的机房环境要求
接入单位应有足够面积的专用电信（通信）机房用于放置驻地网相关设备和驻地网接入主干网的接入设备，接入设备应尽量靠近运营商网络侧线路的接口，避免中间引入不必要的转接设备或线缆。同时，该机房的条件也应满足基本的设备环境要求，如防雷、防静电、防过压、防尘、防湿、防电磁干扰等。
3、接入方式
CNGI各主干网采用IPv6协议（native IPv6），但同时支持IPv4和IPv6的用户驻地网接入，根据驻地网所采用的方案，可支持如图2所示的三种方式支持接入单位端到端的应用。
3.1 IPv6驻地网接入
接入单位逻辑上独立的IPv6驻地网和IPv4驻地网分别通过独立的路由器和独立的专线接入IPv6（CNGI）和IPv4主干网，如图3所示。具体的接入技术可以是城域网、或POS等；传输介质可为光纤、铜缆、无线/微波等。
图2 CNGI主干网接入方式逻辑示意图
3.2 IPv4/IPv6双栈驻地网的接入
由于现有运营商网络一般只建有IPv4主干网/城域网，客户已接入的多为IPv4专线，因此除非将与现有IPv4驻地网连接的主干网边缘三层设备升级支持IPv6协议栈，且运营商网络与CNGI互联，并负责IPv4和IPv6流量的分流，否则，即使驻地网是IPv4/IPv6双栈网络，其出口路由器也支持双栈，但仍需要为IPv6网络（CNGI）接入再连一条专线，如图4所示。具体的接入技术可以是城域以太网、或POS等；传输介质可为光纤、铜缆、无线/微波等。
图4 IPv4/IPv6双栈网络通过独立的专线接入
3.3 IPv4驻地网的IPv4 over IPv6接入
对纯IPv4驻地网的接入，一种较好的方式是采用IPv4 over IPv6的隧道技术，如图5所示。在这种方式下，要求驻地网的出口路由器或者主干网的接入路由器具有IPv4 over IPv6的隧道功能，如果驻地网的出口路由器具有这样的功能，那么该路由器作为隧道的起始端点，对主干网的接入路由器没有任何特殊的要求；如果主干网的接入路由器已经具有这种隧道功能，则驻地网的出口路由器不需要具有这样的功能，相应的隧道建立工作由主干网的接入路由器完成。
IPv4 over IPv6隧道技术是一种重要的IPv4网络向IPv6网络过渡的技术，因为随着大规模IPv6主干网的建设，将来必然会涉及许多IPv4网络孤岛，IPv4 over IPv6技术能使这些孤岛透明地接入到IPv6主干网，并不失端到端的连接性。
图5 IPv4 over IPv6 Tunneling
3.4 IPv4驻地网的NAT-PT接入方式
对纯IPv4驻地网的接入，还有一种可能的方式是采用IPv4 to IPv6的地址/协议转换技术，如图6所示。在这种方式下，要求驻地网的出口路由器实现地址/协议转换功能。（注：从主干网的性能、效率等方面考虑，地址转换功能不建议在主干网的接入路由器一侧实现）
地址转换方式将使未来的CNGI示范网络部分地失去端到端的连接性，而且，无论转换在何处实现都会使网络的整体性能下降，因此，建议慎用这种接入模式。
图7 IPv4 to IPv6协议/地址转换方式
4．需要购置的主要设备参考
如下的设备类型供CNGI驻地网建设参考：支持IPv6的网络接入设备以155Mbps~1Gbps的速率接入驻地网，每个驻地网配备基本的网络服务和运行管理设施（包括支持IPv6的DNS服务、Web服务、以及支持IPv6的网络运行管理监控系统等）。
设备名称 数量
1 接入路由器 1
2 IPv6/IPv4千兆交换机 1
3 DNS和Web服务器（含OS） 2
4 IPv6综合网管软件 1
5 网络管理工作站（含OS） 1
6 42U 19英寸标准机柜 1
为配备上述设备，估计除国拨经费外驻地网建设单位需要有1：1左右的配套资金，具体所需资金视驻地网已有条件和建设规模而定。在建设时还需考虑单位内光缆、接入主干网的光缆、机房改造、电力扩容、安装和运行维护等的费用。
上述各种设备均有国产设备可供应，鼓励使用国产设备建设驻地网。
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