【YD通讯标准】 分组通信数据网(PTDN)体系架构 第1部分:总则

1CS33.040.40
中华人民共和国通信行业标准
YD/T2329.1-2011
分组通信数据网（PTDN）体系架构第1部分：总则
The technical architecture for packet telecommunicationdatanetwork(PTDN）
part 1:general
2011-12-20发布
2012-02-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前言
1范围
2规范性引用文件·
3术语、定义和缩略语
4分组通信数据网（PTDN）
5网络设备及功能描述
6PTDN网络技术
8可靠性：
9安全与服务质量·
网络互通
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YD/T2329.1-2011
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本部分按照GB/T1.1-2009规则起草。前言
YD/T2329《分组通信数据网（PTDN）体系架构》分为7个部分：一第1部分：总则
一第2部分：链路层
一第3部分：网络层
第4部分：路由
一第5部分：可靠性
第6部分：安全与服务质量
-第7部分：网络互通
本部分由中国通信标准化协会提出并归口。本部分起草单位：工业和信息化部电信研究院、北京中京创原通信技术有限公司、迈普通信技术股份有限公司、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、杭州华三通信技术有限公司、福建星网锐捷网络有限公司。
本部分主要起草人：蒋林涛、金伟、胡筑华、张杰、陈一山、朱伟、郭亮、朱刚、马军锋。1范围
分组通信数据网（PTDN）体系架构第1部分：总则
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本部分规定了分组通信数据网（PTDN）的网络结构和网络组织原则,规定了PTDN网络链路层和网络层要求、路由寻址要求、网络可靠性要求、安全和服务质量要求、网络互通要求和主要组网设备基本要求等。
本部分适用于PTDN网络和相关的网络设备。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。YD/T2329.2
YD/T2329.3
YD/T2329.4
YD/T2329.5
YD/T2329.6
YD/T2329.7
3术语、定义和缩略语bZxz.net
3.1术语和定义
分组通信数据网（PTDN）体系架构第2部分：链路层分组通信数据网（PTDN）体系架构第3部分：网络层分组通信数据网（PTDN）体系架构第4部分：路由分组通信数据网（PTDN）体系架构第5部分：可靠性分组通信数据网（PTDN）体系架构第6部分：安全与服务质量分组通信数据网（PTDN）体系架构第7部分：网络互通下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
面向连接Connection-OrientedPacketSwitched一种端到端通信的工作方式，需要有建立通信连接、通信、拆除通信连接3个过程。通信中沿途节点设备通过逻辑信道交换实现数据分组的转发。3.1.2
不面向连接ConnectionlessPacketSwitched一种端到端通信的工作方式，不需要有建立通信连接、通信、拆除通信连接3个过程。通信中沿途节点设备通过目的网络地址实现数据分组的转发。3.1.3
链路层LinkLayer
OSI7层模型中的一个功能层，完成点到点的数据通信，包括成顿、链路复用和可靠性传输。3.1.4
网络层NetworkLayer
OSI7层模型中的一个功能层，完成端到端的数据通信，具有面向连接和不面向连接2种工作方式。建筑321-一标准查询下载网
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数据平面DataPlane
网络中用于传输数据、具有若干相同特征的虚拟网络资源集合。数据平面之间信息隔离。赋予特定标识的数据平面用于提供虚拟专用网络（VPN）业务。3.1.6
控制平面
Control Plane
一类特殊的数据平面，用于传输与控制相关实体操作的信息流以及支持此类控制所需的功能集，3.1.7
管理平面ManagementPlane
一类特殊的数据平面，用于传输与管理相关实体操作的信息流以及支持此类管理所需的功能集。3.1.8
用户平面UserPlane
类特殊的数据平面，用于传输用户信息。用户平面所传递的用户信息是用户间的内容和数据。3.1.9
逻辑信道LogicalChannel
一种点到点的复用机制。的逻辑信道号来标识点到点数据流，不同的逻辑信道号标识不同的数据流。每一个数据流占用一个逻辑信道。3.1.10
虚电路VirtualCircuit
一种端到端的复用机制，只存在于面向连接的工作方式中。由一串首尾相连的逻辑信道组成的虚拟意义上的电路。
交换Switch
网络节点设备的功能，只存在于面向连接的工作方式中，根据逻辑信道号的交换实现数据分组的转发。3.1.12
路由Routing
网络节点设备的功能，只存在于不面向连接的工作方式中，根据网络地址实现数据分组的转发。3.1.13
地址Address
地址是一种标识，用于标识网络中的节点和终端。在网络中，地址用于对终端和节点的寻址。3.1.14
编址Addressing
赋予网络实体地址的过程。
3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
ADdress Translator
AccessRouter
地址翻译器
接入路由器
AsynchronousTransferMode
ConnectionlessPacketRouting
Connection Oriented Packet SwitchingCoreRouter
Cyclical Redundancy Check
EdgeDevice
FrameRelay
Generic Framing Procedure
High Level Data Link ControlIdentifier
Logic Channel Number
MergeRouter
Network Management
Open SystemInternetwork
Packet Data Network
PacketTelecommunicationDataNetworkQuality of Service
Virtual Circuit
Virtual Private Network
4分组通信数据网（PTDN）
4.1参考模型
异步传输模式
不面向连接分组路由
面向连接分组交换
核心路由器
循环穴余码校验
边缘设备
桢中继
通用成帧过程
高级数据链路控制
逻辑信道号
汇聚路由器
网络管理
开放式系统互联
分组数据网
分组通信数据网
服务质量
虚电路
虚拟专网
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PTDN是由核心层、汇聚层和接入层等组成的层次化网络（如图1所示），其中CR是PTDN核心路由器，MR是PTDN汇聚路由器，AR是PTDN接入路由器，ED是PTDN边缘设备，NM是PTDN网管，ADT是PTDN地址翻译器。
4.2参考点
4.2.1M参考点
M参考点是PTDN网管实体与PTDN网内所有被管网络设备之间的接口，进行各种网络设备管理。M参考点的主要功能是网管实体采集被管网络设备的配置信息、故障信息、性能信息、安全信息、网络状态信息（包括拓扑、资源占用等）和计费信息。向被管网络设备传递实体的配置信息和资源分配等控制信息。
4.2.2R参考点
R参考点是PTDN路由节点设备之间以及PTDN路由节点设备与PTDN边缘节点设备之间的接口。4.2.3T1参考点
T1参考点是ED与ADT之间的接口，其功能主要是：ED向ADT注册，并传递ED采集的接入网的路由信息，ED的地址解析请求以及ADT向ED传递注册响应和解析反馈。4.2.4T2参考点
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T2参考点是ADT与ADT之间的接口，主要是ADT之间传递注册信息以及地址的发布、地址的解析与响应。
4.2.5E参考点
E参考点是ED和分组数据网之间的接口，实现分组数据网向PTDN网的接入。PTDN
M参考点
核心层
T2参考点
T1参考点
5网络设备及功能描述
5.1PTDN路由/交换（R设备）
IP网、ATM、FR
物联网末梢网等
IP网、ATM、FR
物联网末梢网等
图1PTDN参考模型
R参考点
汇聚层
接入层
E卷考点
PTDN支持不面向连接的工作方式和面向连接的工作方式。R设备为PTDN中的路由/交换。PTDN工作于不面向连接的工作方式时，R是PTDN网络的分组转发设备，依据R中的路由表完成PTDN报文转发，即根据PTDN分组顿头中的目的地址查询R中的路由表，并根据此路由将报文转发至下跳。此时，R设备即为路由器。
PTDN工作于面向连接的工作方式时，使用控制平面的连接建立请求命令来建立由源端到目的端的虚电路。虚电路建立完成，数据分组即顺着虚电路完成由源端到目的端的传送，在沿途的R设备中实现逻辑信道号（LinkID）的交换。此时，R设备即为交换机。PTDM的R设备根据它的编址即可以确定其在网络中的位置（即AR、MR、CR等）。R设备的链路应有很强的认列管理能力，每一个队列应能以确定的力度来管理资源。4
5.2边界设备（ED）
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ED是用于连接分组数据网（如：P网）和PTDN网的关口设备，实现IP网向PTDN网的接入、接入控制与资源申请及分配。作为PTDN网的边界，ED不但要支持与ADT的交互功能，实现IP网与PTDN网络之间的地址翻译和协议转换，而且要能够支持分组数据网络（IP网）相应链路接口和协议，支持PTDN相应接口和控制协议。
当ED接收到IP报文时，使用地址映射表查询目的IP地址对应的出口ED地址，然后将IP报文封装为PTDN顿，其中目的地址为出口ED地址，源地址为本ED地址。对于原IP报文头直接进行封装后再发送。PTDN的路由信息来自于ED向ADT的查询，ED可以缓存地址映射数据信息，以提高地址查询效率。5.3地址翻译器（ADT）
ADT是PTDN网的地址映射设备，它具备地址翻译功能，接受ED的注册、查询，将查询到的路由信息返回到ED，同时传递ED采集的接入网的路由信息。ADT还要能够向其他ADT进行注册、查询和路由发布，从而达到网络路由信息的互通。ADT之间具有自已的网络结构，具有灵活的组网能力和可扩展性。ADT支持跨域交互，实现跨网络的地址映射信息传递。5.4网络管理（NM）
网络管理是对PTDN网络内部的各个实体进行管理，包含系统配置、故障处理、性能管理和安全管理和计费管理。
6PTDN网络技术
分组通信数据网（PTDN）主要涉及OSI7层模型中的链路层和网络层技术，支持面向连接和不面向连接工作模式。
6.1面向连接工作模式
6.1.1面向连接模式的控制流
在面向连接工作模式中，控制流为数据平面建立虚电路。控制流通过网络层寻路转发（如图2所示）。发起端
网络层
链路层
物理层
6.1.2面向连接模式的数据流
中间节点
网络层
链路层
物理层
中间节点
网络层
链路层
物理层
图2面向连接模式的控制平面转发示意目的端
网络层
链路层
物理层
在面向连接工作模式中，数据平面中的数据流通过在网络层已经建立的虚电路进行端到端的数据传输（如图3所示）。
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发起端
网络层
链路层
物理层
6.2不面向连接工作模式
中间节点
链路层
物理层
中间节点
链路层
物理层
图3面向连接模式的数据平面转发示意6.2.1不面向连接模式的控制流
目的端
网络层
链路层
物理层
在不面向连接模式下，控制流在网络层控制平面中按照源地址和目的地址逐跳转发（如图4所示）。发起端
网络层
链路层
物理层
中间节点
网络层
链路层
物理层
中间节点
网络层
链路层
物理层
图4不面向连接模式的控制平面转发示意6.2.2不面向连接模式的数据流
目的端
网络层
链路层
物理层
在不面向连接模式下，数据流在网络层数据平面中按照源地址和目的地址逐跳转发（如图5所示）发起端
网络层
链路层
物理层
6.3链路层
中间节点
网络层
链路层
物理层
中间节点
网络层
链路层
物理层
图5不面向连接模式的数据平面转发示意目的端
网络层
链路层
物理层
PTDN链路层用于分组通信数据网(PTDN)中点到点的通信，支持面向连接和不面向连接工作模式。本节主要提供点到点通信时的包封装方式、复用和差错检测能力的基本说明。6.3.1封装
在点到点的链路上，从源端到目的端需要对数据分组进行封装。链路层封装技术有三类：一标记定界封装法。HDLC采用标记定界封装法，它的标记为01111110，在2个标记间为分组数据。头同步、长度定界封装法。GFP和ATM就是采用头同步、长度定界封装法。一前导码、长度定界封装法。以太网的数据分组采用前导码、长度定界封装法。6
分组通信数据网(PTDN)可以采用上述3种链路层封装技术的任何一种。6.3.2复用
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在点到点的链路上，从源端到目的端需要对数据分组进行复用。链路层为每一对用户提供一个逻辑信道以满足复用的需要。逻辑信道号也称为链路ID。链路ID只有局部意义，只是点到点逻辑信道的标记。逻辑信道号（链路ID）只有面向连接的工作方式是才有意义。6.3.3差错检测
链路层具有差错控制功能，保证信息传输的可靠性。不同的链路封装技术采用不同检错技术，可能提供一定的纠错能力，以保证链路层传输的可靠性。例如在标记定界封装技术中，采用16位的循环亢余码校验（CRC）；而在以太网使用的前导码长度定界封装方法中，则使用32位的循环亢余码校验。链路层帧格式及技术要求应符合YD/T2329.2的规定。6.4网络层
6.4.1工作方式
网络层实现端到端的通信，PTDN的网络层可支持2种工作方式。即：面向连接的工作方式和不面向连接的工作方式。
6.4.1.1面向连接工作方式
在面向连接的工作方式下，对点到点的通信状态控制和管理在链路层的控制面实现：端到端连接建立过程和连接状态的维护是由网络层的控制面来完成的，其中包括端到端的虚电路建立、拆除和状态报告等：数据传送则是由链路层来完成。在面向连接的工作方式下，数据分组的传送由链路层的数据面来承担，点到点的通信控制和管理由链路层的控制面来承担，端到端连接的控制和管理由网络层的控制面来提供。
6.4.1.2不面向连接工作方式
在不面向连接的工作方式下，端到端的数据通信是网络节点设备凭借数据分组中携带的网络地址（全局地址）进行转发的，通信无需建立端到端的虚电路来实现，数据分组的转发直接由网络层实现；网络层的控制面实现：差错报告、VPN建立、多播建立。在不面向连接的工作方式下，点到点的通信控制和管理由链路层的控制面来承担。6.4.2地址结构
网络层地址为全局地址，以实现端到端的数据分组的传递。6.4.2.1面向连接的地址结构
在面向连接的工作方式中，网络层地址出现在呼叫控制分组中，根据源地址和目的地址建立从源端到目的端的连接（也称VC）、或拆除从源端到目的端的连接等。一旦连接建立，数据分组就无需网络层地址，而仅凭逻辑信道号（链路ID）进行数据的转发，逻辑信道号（链路ID）在沿途的节点中进行交换。6.4.2.2不面向连接的地址结构
在不面向连接的工作方式中，网络层地址既出现在控制分组中，也出现在数据分组中，沿途的节点根据网络层地址（路由）进行数据的转发。PTDN采用以地域划分的层次化网络地址体系，形成有序的地址结构。基本地址长度是64bit，可根据需要扩展到96bit和128bit。
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6.4.3网络层分组格式
网络层分组格式及各字段定义应符合YD/T2329.3中的规定。7路由
7.1路由模型
PTDN网络可采用以下3种路由模型。7.1.1最短路由模型
最短路由模型的特点是路由转发跳数最少，双向同路。在正常情况下域的出节点不变，在故障时才倒换到另-个出节点。
7.1.2双路由模型
双路由模型的特点是采用红/蓝路由，双向同路。红路由为主路由，当红路由出现故障时切换到蓝路由。双路方式可以保证路由的安全性。7.1.3多路由模型
多路由模型是当网络出现节点、链路故障或资源不足，最短路由和双路由均失效的情况下，采用的路由方式。多路由模型的特点是利用多重路由迁回方式，保证网络的可通达性。7.2路由的确定
PTDN网络具有层次化的结构，PTDN的编址依据地域和层次化形成有序的地址结构。网络中的每一个节点设备在入网时，根据网络规划获得一个确定地址。PTDN网络节点设备根据它的编址即可以确定其在网络中的位置（即AR、MR、CR等）。每一个节点与其直接相连的节点交换节点地址，根据节点地址的前缀结构，可确定相邻节点的关系（同层节点、上级层节点、下级层节点）及其连接关系。PTDN路由的确定是根据不同的路由模型采用不同的算法得出的。最短路由采用域内和域间节点通过节点信惠的交换形成。双路由采用图论算法得出。多路由采用域内、域间重路由方法形成。PTDN路由应符合YD/T2329.4中的规定8可靠性
PTDN是个全新的分组电信数据网，可以承载现有所有电信业务。因此，PTDN网络不但要保证电信业务的高带宽、低时延、低丢包率等服务质量要求，还要满足电信级99.999%的可靠性要求。本节提出了PTDN网络的可靠性目标，规定了节点和物理链路的可靠性基本要求。具体提出了PTDN网络可靠性技术要求。
可靠性应符合YD/T2329.5中的规定。9安全与服务质量
本节主要描述了PTDN网络涉及的安全和服务质量（QoS）问题。9.1安全
安全是通过采用合适的安全技术与安全管理措施，确保网络上的信息和服务不被未经授权的用户使用。PTDN网络安全的目的是保证信息传递的完整性、可用性和保密性。PTDN网络安全机制应保障所有8o
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信息网内部的资源不受意外事件的侵装。PTDN从网络的控制平面、管理平面和数据平面采取相应的安全机制，在安全接入和网络监管等方面解决安全问题。9.2服务质量
服务质量（OoS）是指数据分组在网络传输的过程中所表现的各种性能，它是对各种性能参数的具体描述。这些性能参数包括：延迟、抖动、吞吐量和分组丢失率等。PTDN网络的QoS机制通过控制平面、管理平面和数据平面分别采用不同策略，实现网络的服务质量要求。安全与服务质量要求应符合YD/T2329.6中的规定。10网络互通
PTDN可以承载目前已存在的和未来产生的全部通信业务，因此PTDN与现有分组数据网（PDN）必须互联互通，实现网络之间的无缝衔接和业务平移。本节规定PDN之间经由PTDN互通、PTDN与PTDN之间互通，以及PTDN与PDN业务之间互通的基本要求。-PDN之间经由PTDN互通，互通信息通过PTDN边缘设备（ED）与地址翻译器（ADT）共同实现。
-PTDN与PTDN之间互通是指不同运营商之间的PTDN互通，2个运营商的PTDN网络之间通过关口设备实现互通。
-PTDN与PDN业务之间互通需要一个中间设备来完成PTDN与PDN之间的业务互通，利用中间设备分析业务请求，根据业务类型匹配相应网络的目的地址进行转发，实现业务之间的互通。互联互通技术要求应符合YD/T2329.7中的规定。建筑321一一标准查询下载网
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