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北京师范大学:利用IPv6发展IPTV

时间:2011/7/12 9:03:34 点击:2145

  核心提示:校园网结构状况  北京师范大学校园网覆盖教学办公区、学生宿舍区和部分家属区,基本架构为双万兆核心环网、千兆到楼宇、百兆到桌面、IPv4/IPv6双协议上网,公网出口带宽300兆、教育网出口带宽1000兆,用户达30000余人。无线网覆盖教学科研区、学生宿舍区及室外空场,其建设规模及利用率位居全国高校...

  校园网结构状况

  北京师范大学校园网覆盖教学办公区、学生宿舍区和部分家属区,基本架构为双万兆核心环网、千兆到楼宇、百兆到桌面、IPv4/IPv6双协议上网,公网出口带宽300兆、教育网出口带宽1000兆,用户达30000余人。无线网覆盖教学科研区、学生宿舍区及室外空场,其建设规模及利用率位居全国高校前列。2005年北京师范大学以独立光纤1Gbps速率采用纯IPv6协议接入上联CNGI-CERNET2核心节点,接入CNGI-CERNET2 IPv6骨干网,拥有48位长度网络掩码的IPv6地址(2001:DA8:207::/48)。

  校园网教学区核心节点交换机为Cisco6509和H3C 9508,分别位于主楼、科技楼和教学楼,通过双万兆环网互联,同时千兆链路作为备份。学生区划分为两大区域,分别采用H3C 8505和H3C 7502E作为汇聚,通过双千兆上联到校园网出口设备。

  技术升级自上而下

  本次校园网IPv6技术升级主要涉及的硬件设备为核心设备1台,汇聚设备20台,接入设备529台。在2009年6月设备选型结束后,确定了核心设备为H3C 9508V,汇聚设备为H3C S5500-28C-EI,接入设备H3C E126A。在2009年11月硬件设备全部到货,并开始了该项目的实施。

  IPv6升级过程北师大采用自下而上的原则,从接入到汇聚再到核心,尽可能地缩短了网络中断时间,最小程度影响师生的教学、科研、生活对网络的需求。529台接入设备放置在北师大的学生宿舍区,替换了原有的H3C E026系列,实施过程中结合近几年网络运行的实际情况,着重考虑了防止ARP欺骗,屏蔽非法DHCP服务器,启用环路检测。同时接入层交换机配置了真实的IPv6地址,实现了IPv6的可网管。汇聚层和核心层设备在设计和实施IPv6网络时,考虑到需要承载校园网的IPv6、网络安全、无线等多种业务,尤其对视频、会议等应用的支撑,设计时注重了组播、真实IPv6地址、QoS等方面的规划,注重了路由的优化。

  IPv6过渡策略

  校园网IPv6技术升级完成后,网络的过渡策略为:

  1.有线网络通过IPv4/IPv6双协议栈技术实现,广大师生安装了IPv6双协议后,可以与IPv4节点通信,也可与IPv6节点通信。双协议栈主机通过对域名DNS的查询可获知目的地址采用哪一种地址,如返回IPv6地址,则源主机使用IPv6地址,否则就使用IPv4地址;

  2.无线网络则通过在核心交换机上配置自动隧道中的ISATAP隧道实现,ISATAP隧道使用特殊的地址格式,将IPv4地址嵌入IPv6地址中,使得双栈主机同IPv6网络的主机通讯时,可自动抽取IPv4地址建立隧道;

  3.实验网络则运行在单一的IPv6协议栈上,以提供给学校师生IPv6技术的研究使用的实验平台。

  应用支撑

  组播协议在IPTV的深入应用

  在IPv6技术升级过程中,网络上实现的视频点播(VOD)、可视电话、视频会议等视音频业务和一般业务相比,有着数据量大、时延敏感性强、持续时间长等特点,考虑到北师大IPTV的视音频业务,因此在汇聚层设备中将根据IPTV的服务属性部署PIM-SM或PIM-SSM协议,作为校园网内服务于IPv4/IPv6的动态组播路由协议,这时将组播源所在的汇聚交换机设置为RP,接入交换机向用户组播组加入的相应VLAN 及二层交换机启用相应的组播协议即可,即IPv4环境下启用IGMPv2或IGMPv3协议,在IPv6环境下启用MLD或MLDv2协议。

  为了接收网络节点发出的组播组加入、离开请求,在终端的网关交换机上相应的VLAN接口配置了IGMP和MLD协议,分别用于IPv4环境和IPv6环境下的二层组播协议,同时在接入交换机上全局配置IGMP SNOOPING属性。

  通过IGMP/MLD协议对组播组成员关系的管理,执行组播的路由器可以清楚地知道组播数据流接收者的具体分布,从而将组播数据发送到需要接受数据的节点所在的VLAN接口。而对于不存在接受节点的网络分支,组播协议将通过削减机制将相应枝干削减,不向其发送组播数据流。

  组播数据报文的传输路径与单播报文的传输路径相反,因此通过对校园网内OSPF、OSPFv3路由协议相关参数的设置,确保单播报文的传输路径可控,从而保证组播报文传输路径的可控。

  北师大IPTV建设一期包括6台服务器,3台视频分配器。每台服务器插有2张Osprey视频采集卡,每张视频采集卡输出4路模拟电视节目(12张采集卡中,有一张较好的Osprey530采集卡只出一路电视),一共输出45路电视节目。IPTV一期包含了所有央视频道,北京电视台各频道以及所有省市卫视频道。IPTV二期项目包括4台服务器和一台数字电视机顶盒,每台服务器接2张视频采集卡,每张视频采集卡出2路数字电视节目。其中10个是数字收费节目,其他6个是卫星电视节目,每台服务器配有双千兆网卡。

  提供基于IPv6的校园视频会议系统

  IPv6及其组播技术为视频会议系统提供了一个新的发展途径,从JMF原理入手,结合Java 2平台,架构了一套基于IPv6的B/S视频会议系统。

  此外,北师大积极开展IPv6环境下的应用系统和资源的建设和共享,还完成了计费网关系统,WWW主页服务、DNS服务、校内BT及其他一些系统的IPv6升级,更大范围地服务于师生的学习、生活和科研。

作者:IPv6edu.com 来源:中国教育和科研计算机网


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