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加入者管理VLANアーキテクチャの概要

加入者管理の論理ネットワーク アーキテクチャは、物理ネットワーク アーキテクチャと同じくらい重要です。仮想ローカルエリアネットワーク(VLAN)を使用して、加入者管理ネットワークの論理部分を設定します。

顧客 VLAN

顧客VLAN(C-VLAN)は、1対1(1:1)の加入者間接続を提供します。1つのVLANは、ネットワーク上の各加入者にすべてのトラフィックを伝送します。加入者ごとに1つのVLANを使用することで、VLAN(テクノロジー)を加入者に1対1のマッピングで提供することで、運用が簡素化されます。また、加入者が使用しているアプリケーションをいつでも理解することもできます。各加入者にトラフィックを伝送するために使用する VLAN は 1 つだけであるため、新しいサービスを追加する際にこのアプローチは影響を受けません。ただし、純粋な C-VLAN モデルを使用すると、単一のテレビチャンネルが複数の加入者によって表示されるため、帯域幅が消費されます。これは、各 C-VLAN 上で 1 回だけ、複数の加入者によって表示されるテレビチャンネルがネットワーク上で複数回にわたり実行されるためです。このアプローチでは、数千の VLAN をサポートできる、より拡張性に優れた堅牢なエッジ ルーターが必要です。

C-VLAN を使用する設定では、VLAN ID とスタック VLAN(S-VLAN)ID を使用して加入者を一意に識別します。アクセス ノードから受信した加入者パケットは、VLAN ID で単一タグ付きか、S-VLAN ID と VLAN ID の両方で二重タグ付きになっている加入者パケットは、個々の加入者と VLAN カプセル化の間に 1 対 1 の対応を提供するため、C-VLAN 設定の例です。

C-VLAN アーキテクチャでは、各加入者宅内機器(CPE)または加入者ネットワークには、ルーターへの専用レイヤー 2 パスがあります。各加入者ネットワークは、特定の顧客専用の顧客 VLAN(C-VLAN)で分離されています。各顧客のサービスは、その顧客の C-VLAN によってルーターからアクセス ノードに送信されます。

VLANカプセル化によって加入者を一意に識別する機能により、認証、許可、アカウンティング(AAA)などのサービスの提供が容易になります。 サービスクラス (CoS)、フィルター(ポリサー)を加入者に提供します。

データおよび音声トラフィックにC-VLANを使用して、サービスを拡張する際の設定と管理を簡素化することを推奨します。ただし、一部の MSAN はサポート可能な VLAN の数に制限されており、C-VLAN を使用する機能が制限されています。

サービス VLAN

S-VLAN(サービス VLAN)は、多対 1(N:1)加入者とサービス間の接続を提供します。サービス VLAN は、異なるサービスで VLAN を共有するのではなく、すべての加入者にサービス(データ、ビデオ、音声など)を伝送します。新しいサービスを追加するには、新しいVLANを追加し、新しいサービスに帯域幅を割り当てる必要があります。サービス VLAN モデルでは、ブロードバンド ネットワーク(外部アプリケーション プロバイダなど)を使用してサービスを管理するさまざまなグループを使用できます。サービス VLAN の制限の 1 つは、VLAN レベルでのユーザー セッション間で論理的な分離が行われないことです。このような分離の欠如により、マルチサービス アクセス ノード(MSAN)とブロードバンド ネットワーク ゲートウェイ(BNG)が必要なセキュリティ フィルタリングを提供する必要があります。

サービスVLANにより、サービスプロバイダは異なるサービスを異なるルーターにルーティングして、ネットワークサービスを機能的に分離し、ネットワークの複雑さを軽減できます。

通常、動画および IPTV トラフィックには S-VLAN を使用します。

ハイブリッド VLAN

Hybrid C-VLAN—ハイブリッド VLAN は、ユニキャスト トラフィックを伝送するために加入者ごとに 1 つの VLAN を使用し、ブロードキャスト(マルチキャスト)テレビジョン トラフィックを伝送するために 1 つの共有マルチキャスト VLAN(M-VLAN)を使用して、両方の以前の VLAN のベストを組み合わせます。利用可能な帯域幅と MSAN 機能に応じて、ネットワークのさまざまな部分で 純粋な C-VLAN モデルと ハイブリッド C-VLAN モデルの両方を使用できます。

メモ:

C-VLAN という用語は、気軽に使用する場合、多くの場合、ハイブリッド C-VLAN の実装を指します。

MSAN 全体のブロードバンド加入者管理 VLAN

MSANとエッジルーター(ブロードバンドサービスルーターまたはビデオサービスルーター)の間で動作するようにVLANを設定します。ただし、MSANは、以下の方法で情報を加入者に転送する前にVLAN識別子を変更する場合があります。

メモ:

すべての MSAN がこれらのオプションをサポートしているわけではありません。

  • VLAN 識別子は ATM VTC 内で運ぶか、または削除することができます。VLANヘッダーを保持する価値は、IEEE 802.1pイーサネット優先ビットを伝送することです。これらの優先ビットは、家庭向けゲートウェイによってアップストリームのトラフィックに追加できるため、DSLAM はより重要なトラフィック(制御や VoIP トラフィックなど)を簡単に特定して優先度を設定できます。通常、この目的にはゼロ(0)のVLAN識別子が使用されます。

  • C-VLAN モデルでは、MSAN は VLAN 識別子を変更して、同じ VLAN を各加入者に送信することができます。これにより、すべての加入者に同じデジタル加入者回線(DSL)モデムと家庭向けゲートウェイ構成を使用でき、デバイスごとに異なる VLAN を定義する必要はありません。

メモ:

ほとんどの MSAN は、サービス VLAN モデルをサポートできます。

顧客 VLAN とイーサネット アグリゲーション

12ビットVLAN識別子(VLAN ID)は、最大4095人の加入者をサポートできます。C-VLAN トポロジーのアグリゲーション スイッチを使用し、1 つのエッジ ルーター ポートに接続する加入者数が 4095 人未満の場合、アグリゲーション スイッチはすべての VLAN を透過的に通過できます。ただし、VLAN がブロードバンド サービス ルーター ポート当たり 4,095 加入者を超える場合は、VLAN スタック(IEEE 802.1ad(Q-in-Q とも呼ばれる)を使用する必要があります。VLANスタックには、宛先MSANを識別する外部タグと、加入者を識別する内部タグの2つのVLANタグが含まれています。ダウンストリーム トラフィック(ブロードバンド サービス ルーターまたはイーサネット スイッチから MSAN まで)では、外部タグがトラフィックを転送するポートを決定します。そして、転送デバイスは、1 つのタグでトラフィックを転送する前に、このタグで VLAN pop 機能を使用します。リバース プロセスはアップストリームトラフィックで発生します。

VLAN スタッキングは、S-VLAN または M-VLAN では必要ありません。ただし、ハイブリッド(C-VLAN および M-VLAN)モデルの場合、イーサネット スイッチまたはサービス ルーターは、M-VLAN パケットを変更しながら、C-VLAN トラフィックにタグをポップまたはプッシュできる必要があります。