城域網(wǎng)是在一個(gè)城市范圍內(nèi)所建立的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)，簡(jiǎn)稱MAN。屬寬帶局域網(wǎng)。由于采用具有有源交換元件的局域網(wǎng)技術(shù)，網(wǎng)中傳輸時(shí)延較小，它的傳輸媒介主要采用光纜，傳輸速率在l00兆比特/秒以上。MAN的一個(gè)重要用途是用作骨干網(wǎng)，通過(guò)它將位于同--城市內(nèi)不同地點(diǎn)的主機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)，以及LAN等互相聯(lián)接起來(lái)，這與WAN的作用有相似之處，但兩者在實(shí)現(xiàn)方法與性能上有很大差別。寬帶城域網(wǎng)作為城域網(wǎng)內(nèi)的主要網(wǎng)絡(luò)實(shí)體將成為3G、NGN以及其它新興增值業(yè)務(wù)的承載平臺(tái)。

　　3G、NGN這類實(shí)時(shí)的語(yǔ)音和視頻應(yīng)用，要求城域網(wǎng)提供服務(wù)質(zhì)量保證和類似于傳統(tǒng)電信技術(shù)99.999％的電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)可靠性要求。通過(guò)提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)提供差別化的服務(wù)，在運(yùn)營(yíng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)中占居有利的地位，進(jìn)一步樹(shù)立和鞏固企業(yè)的品牌形象。

　　城域網(wǎng)路由器的可靠性體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面，一個(gè)是設(shè)備層的可靠性，由于傳統(tǒng)的路由器協(xié)議收斂比較慢，不能滿足承載實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的需求。網(wǎng)絡(luò)可靠性也是城域網(wǎng)路由器新技術(shù)比較活躍的領(lǐng)域。

　　目前新出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)層可靠性技術(shù)主要有IP路由快速收斂、端到端LSP備份、MPLS快速重路由、平穩(wěn)重啟等。

　　IP路由快速收斂

　　IP動(dòng)態(tài)路由是基本的網(wǎng)絡(luò)層可靠性保障機(jī)制，是IP路由網(wǎng)絡(luò)與生俱來(lái)的功能。IP動(dòng)態(tài)路由協(xié)議負(fù)責(zé)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層IP轉(zhuǎn)發(fā)路徑計(jì)算，在鏈路或者節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障導(dǎo)致原數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑中斷時(shí)，路由協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑進(jìn)行動(dòng)態(tài)重新計(jì)算，雖然各種路由協(xié)議通過(guò)采用不同的機(jī)制，其響應(yīng)時(shí)間有差別，但是平均水平在秒。對(duì)于傳統(tǒng)IP業(yè)務(wù)這個(gè)恢復(fù)時(shí)間可以接受，但是對(duì)于承載實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)等多業(yè)務(wù)的電信級(jí)IP網(wǎng)來(lái)說(shuō)要求毫秒級(jí)恢復(fù)響應(yīng)時(shí)間，傳統(tǒng)IP動(dòng)態(tài)路由技術(shù)和這一要求有很大差距。

　　而對(duì)于大多數(shù)撥號(hào)上網(wǎng)的用戶，由于其上網(wǎng)時(shí)間和空間的離散性，為每個(gè)用戶分配一個(gè)固定的IP地址（靜態(tài)IP）是非常不可取的，這將造成IP地址資源的極大浪費(fèi)。因此這些用戶通常會(huì)在每次撥通ISP 的主機(jī)后，自動(dòng)獲得一個(gè)動(dòng)態(tài)的IP地址，該地址當(dāng)然不是任意的，而是該ISP 申請(qǐng)的網(wǎng)絡(luò)ID和主機(jī)ID的合法區(qū)間中的某個(gè)地址。撥號(hào)用戶任意兩次連接時(shí)的IP地址很可能不同，但是在每次連接時(shí)間內(nèi)IP地址不變。通過(guò)加快鏈路之間Hello消息的發(fā)送頻率，加快SPF計(jì)算速度和為路由更新消息設(shè)定高優(yōu)先級(jí)，路由協(xié)議可以快速發(fā)現(xiàn)、處理故障，并且準(zhǔn)確快速地進(jìn)行路由更新，加快路由協(xié)議的收斂，通過(guò)優(yōu)化IGP路由協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)小于1s的收斂。

　　另一種加快路由協(xié)議收斂的方法是采用IGP和EGP對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理的層次規(guī)劃，IGP進(jìn)行域內(nèi)設(shè)備的路由，EGP（BGP4）承載外部路由，兩種路由之間進(jìn)行有效隔離，不相互進(jìn)行重分配。IGP和BGP的合理分工，形成了一個(gè)層次化的路由結(jié)構(gòu)，域內(nèi)和域間路由協(xié)議的收斂相互獨(dú)立，互不影響，可以實(shí)現(xiàn)快速度收斂。

　　LSP保護(hù)切換

　　保護(hù)切換是ITU－T采用的術(shù)語(yǔ)，保護(hù)切換技術(shù)對(duì)于提高M(jìn)PLS網(wǎng)絡(luò)的可用性和穩(wěn)定性具有關(guān)鍵意義。保護(hù)切換一般對(duì)受保護(hù)LSP路由的預(yù)計(jì)算和資源的預(yù)分配，所以可以保證在LSP連接失效或者中斷后可以快速重新獲得網(wǎng)絡(luò)資源。

　　在SDH層，LSP是線性復(fù)用段保護(hù)，通過(guò)K字節(jié)實(shí)現(xiàn)鏈性網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用段保護(hù)，有1＋1,1:1,1:n等幾種方式，（對(duì)應(yīng)的環(huán)網(wǎng)就是環(huán)行復(fù)用段MSP）。復(fù)用段保護(hù)包括環(huán)型復(fù)用段（R-MSP）和線性復(fù)用段（L-MSP）。G.841對(duì)復(fù)用段保護(hù)進(jìn)行了規(guī)范，環(huán)型復(fù)用段（R-MSP）用于保護(hù)環(huán)行組網(wǎng)，一般網(wǎng)絡(luò)大多是環(huán)型，所以大家一般提到MSP就是默認(rèn)R-MSP，線性復(fù)用段L-MSP用于保護(hù)鏈性組網(wǎng)，比環(huán)型應(yīng)用確實(shí)少很多，一般簡(jiǎn)稱LSP。兩種復(fù)用段保護(hù)都是基于APS協(xié)議，但是K1K2字節(jié)的定義有小小差別（這就是環(huán)型復(fù)用段一個(gè)環(huán)網(wǎng)多可以有16個(gè)ADM節(jié)點(diǎn)，而線性復(fù)用段1：N系統(tǒng)，工作和保護(hù)系統(tǒng)只有15個(gè)的原因）

　　1＋1保護(hù)使用一條專用的備份LSP作為主LSP保護(hù)，在IngressLSR處，主LSP和備份LSP橋接在一起，主LSP上的流量復(fù)制到備份LSP上同時(shí)傳送到EgressLSR，EgressLSR根據(jù)故障指示參數(shù)的取值，選擇接收主備LSP上的流量。

　　1：1保護(hù)時(shí)也使用專用的備份LSP作為主LSP的保護(hù)，但是主備LSP不同時(shí)傳送相同的流量，備份LSP在主LSP工作正常的前提下可以傳送其它流量，流量的保護(hù)切換裁決在IngressLSR進(jìn)行。

　　LSP 1:N 保護(hù)方式中N個(gè)工作系統(tǒng)共有一個(gè)平行的保護(hù)系統(tǒng)，N值范圍為1～14。1:1是1:N結(jié)構(gòu)的子集。1:N線性復(fù)用段倒換需要APS倒換協(xié)議，1：N只有雙端恢復(fù)式。環(huán)型復(fù)用段不同廠家設(shè)備是不能實(shí)現(xiàn)保護(hù)倒換下的互聯(lián)互通。而不同廠家設(shè)備LSP 1+1 單端方式 是有可能實(shí)現(xiàn)互通的（國(guó)內(nèi)也有開(kāi)通的實(shí)例）。

　　MPLS快速重路由（FRR）

　　為了滿足諸如像視頻會(huì)議電視這一類業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)應(yīng)用，必須對(duì)這些流量提供類似于傳統(tǒng)SDHAPS毫秒級(jí)的LSP保護(hù)能力。

　　LSP保護(hù)切換技術(shù)，需要信令協(xié)議的介入，故障點(diǎn)到恢復(fù)點(diǎn)的故障指示信令傳遞引入了不必要的網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)延時(shí)。多數(shù)的快速重路由方案依賴預(yù)先建立的備份通道，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)點(diǎn)檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，它要做的工作就是簡(jiǎn)單地更新LSP交換表，使流量從故障端口的LSP切換到預(yù)先在正常端口建立的LSP內(nèi)。

　　快速重路由的優(yōu)勢(shì)除了可以提高保護(hù)恢復(fù)的速度外，通過(guò)有選擇的在網(wǎng)絡(luò)薄弱環(huán)節(jié)配置保護(hù)能力，避免了在可靠網(wǎng)絡(luò)重復(fù)保護(hù)、無(wú)謂消耗網(wǎng)絡(luò)資源。MPLS快速重路由技術(shù)提供50ms內(nèi)的保護(hù)切換，可以作為SDHAPS保護(hù)機(jī)制的替代。

　　MPLS快速重路由采用如下配置過(guò)程：

　　首先，在LSP的入口處即LSR1，使用一條用戶命令激活MPLS保護(hù)切換功能；LSR1向LSP路徑上的所有LSR發(fā)送信令，每個(gè)LSR都計(jì)算出一條旁路下一跳LSR的備份LSP，LSP快速重路由配置即完成。當(dāng)LSP路徑上的某個(gè)LSR檢測(cè)到下游故障時(shí)，由該LSR在本地將流量切換到備份LSP內(nèi)。

　　在IETF中有多種快速重路由的方案，主流的兩種保護(hù)方式為鏈路保護(hù)和節(jié)點(diǎn)保護(hù)，其解決問(wèn)題的思路和復(fù)雜度各異，目前該技術(shù)還沒(méi)有形成正式的RFC.

　　平穩(wěn)重啟（Gracefulrestart）

　　引起控制平面重啟的可能因素包括：軟件升級(jí)、軟件Bug或者硬件故障，無(wú)中斷重啟可以做到控制平面重啟時(shí)，數(shù)據(jù)平面的不間斷轉(zhuǎn)發(fā)就沒(méi)有意義，而且故障路由會(huì)擴(kuò)散到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍。在MPLSVPNPE路由器上如果發(fā)生這種情形，其結(jié)果是災(zāi)難性的。

　　控制平面平穩(wěn)重啟技術(shù)可以有效解決這個(gè)難題，采用該技術(shù)的路由器在控制平面發(fā)生故障時(shí)，同時(shí)重啟路由器重新和鄰近路由器建立路由狀態(tài)，保證在重啟過(guò)程中業(yè)務(wù)可用性，化單個(gè)設(shè)備重啟對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的影響。

　　在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，OSPF會(huì)迅速響應(yīng)路由域的變化并重新收斂，這可以看作是OSPF的一大優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)，有時(shí)候網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤嚴(yán)重時(shí)，重啟OSPF進(jìn)程可能會(huì)有效。在RFC 3623中提出了平穩(wěn)重啟（graceful restart），Cisco在該文檔出臺(tái)之前已經(jīng)采用了自己的平穩(wěn)重啟方法，當(dāng)前在IOS中可以同時(shí)支持兩種版本。

　　平穩(wěn)重啟利用了這樣的特性：現(xiàn)代的路由器采用了分離的路由和轉(zhuǎn)發(fā)硬件結(jié)構(gòu)，因此雖然重啟了OSPF進(jìn)程，轉(zhuǎn)發(fā)并不會(huì)中斷，當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)重啟，首先應(yīng)該滿足如下條件：

　　1）當(dāng)路由器的OSPF進(jìn)程重啟時(shí)，必須通過(guò)發(fā)送一條“grace LSA”來(lái)通知鄰接路由器重啟即將開(kāi)始。

　　2）在重啟時(shí)LSA數(shù)據(jù)庫(kù)保持穩(wěn)定。

　　3）所有鄰接路由器都支持并配置了平穩(wěn)重啟功能。

　　4）重啟需在指定的“grace period”內(nèi)完成。

　　5）在重啟期間，完全鄰接關(guān)系的路由器必須處于“helper”模式下。

　　在Cisco IOS中，CEF負(fù)責(zé)在重啟期間處理轉(zhuǎn)發(fā)，而OSPF負(fù)責(zé)重建RIB表。從版本12.4（6）T開(kāi)始，兩個(gè)版本的平穩(wěn)重啟都是默認(rèn)激活的。