電信級(jí)多業(yè)務(wù)IP承載網(wǎng)需求及關(guān)鍵技術(shù)

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當(dāng)前國(guó)內(nèi)外運(yùn)營(yíng)商正處于向綜合信息服務(wù)提供商轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期。因此建設(shè)一個(gè)能夠承載多種電信業(yè)務(wù),能夠靈活地實(shí)現(xiàn)各種新業(yè)務(wù)的承載,能夠?yàn)榧瘓F(tuán)用戶方便地提供VPN和專線,并具有QoS、安全、高可靠性的承載網(wǎng)非常必要,也非常緊迫。
    1、電信級(jí)承載網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀
    1.1MPLSTE
    優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能的過程被稱為流量工程(TrafficEngineering),它使用先進(jìn)的路由選擇算法規(guī)定骨干網(wǎng)內(nèi)部的業(yè)務(wù)流干線和規(guī)劃業(yè)務(wù)流,將業(yè)務(wù)流映射到物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中,從而充分提高網(wǎng)絡(luò)的整體效率。流量工程可以平衡網(wǎng)絡(luò)中不同鏈路、路由器和交換機(jī)之間的業(yè)務(wù)負(fù)載,有效地利用網(wǎng)絡(luò)所提供的帶寬資源。
    MPLS的流量管理機(jī)制主要包括路徑選擇、負(fù)載均衡、路徑備份、故障恢復(fù)、路徑優(yōu)先級(jí)及碰撞等。
    1.2MPLS可靠性
    ◆OAM
    實(shí)現(xiàn)OAM功能可以有幾種方式,第一種是定義專用的OAM標(biāo)簽進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)控,故障告警,類似于ATM中的信元和SDH中的開銷;第二種使用來實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)。此外,還包括故障恢復(fù)機(jī)制(Y.1720),網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)管理的功能。
    ◆MPLSLSP故障的檢測(cè)
    近年來,ITU-T 和IETF均在LSP故障檢測(cè)和恢復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)化方面開展了大量工作,并分別開發(fā)了不同的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。ITU-TY.1711規(guī)范了連通性確認(rèn)(CV, ConnectivityVerification)功能,而IETF則正在定義雙向前向探測(cè)(BFD, BidirectionalForwardingDetection)機(jī)制。
    ◆MPLSLSP故障的定位
    與CV和BFD這兩種故障檢測(cè)方法相對(duì)應(yīng),還可以配套使用兩種故障定位分析方法:MPLSLSPPing和MPLSLSP追蹤路由(Traceroute)。
    ◆TEFRR(快速重路由)
    TEFRR是一種基于TE的LSP保護(hù)技術(shù),可以提供基于鏈路和節(jié)點(diǎn)的保護(hù),使用一條備份隧道保護(hù)被保護(hù)節(jié)點(diǎn)和鏈路。
    TEFRR是一種局部和物理拓?fù)湎嘟Y(jié)合的保護(hù)技術(shù),因此和業(yè)務(wù)是不相關(guān)的。對(duì)于一些容易出故障的接點(diǎn),或是出故障影響范圍比較大的鏈路或節(jié)點(diǎn)提供50ms內(nèi)的保護(hù)切換。
    1.3MPLS高可用性
    (1)IGP快速收斂
    IGP快速收斂引進(jìn)了大量的新技術(shù),包括增量SP計(jì)算(i-SPF),局部路由計(jì)算(PRC)等。IGP路由協(xié)議引進(jìn)了大量的快速收斂,快速檢測(cè)技術(shù)大大的提高了路由的收斂速度,收斂時(shí)間一般可以達(dá)到1~2s左右(不同的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模,收斂時(shí)間有差異),基本上可以滿足數(shù)據(jù)電信級(jí)承載網(wǎng)要求。
    (2)虛擬冗余路由器協(xié)議(VRRP)
    VRRP協(xié)議將系統(tǒng)中多臺(tái)路由器組成VRRP組,該組中擁有一個(gè)虛擬默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址。但在任何時(shí)刻,一個(gè)組內(nèi)只有控制虛擬網(wǎng)關(guān)地址的路由器是活動(dòng)路由器(Master),由它來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。如果活動(dòng)路由器發(fā)生了故障,它將選擇一個(gè)優(yōu)先權(quán)的冗余備份路由器(Backup)來替代活動(dòng)路由器。由于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的終端配置了VRRP虛擬網(wǎng)關(guān)地址,發(fā)生故障時(shí),虛擬路由器沒有改變,主機(jī)仍然保持連接,網(wǎng)絡(luò)將不會(huì)受到單點(diǎn)故障的影響,這樣就較好地解決了網(wǎng)絡(luò)中路由器切換的問題。傳統(tǒng)的VRRP主備切換時(shí)間3秒以上,目前部分廠家提供快速VRRP切換,切換時(shí)間200ms以內(nèi),VRRP協(xié)議適合在業(yè)務(wù)系統(tǒng)接入時(shí)采用。
    (3)不間斷轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)
    不間斷轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)包括NSF(不間斷轉(zhuǎn)發(fā))、NSR(不間斷路由)和GR(平穩(wěn)重啟),這些技術(shù)保證在設(shè)備主控板發(fā)生故障時(shí)能夠保持正常轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文。
    ◆NSF技術(shù)在主控板發(fā)生故障時(shí)不更新線卡上的轉(zhuǎn)發(fā)表,保證數(shù)據(jù)報(bào)能夠繼續(xù)正常轉(zhuǎn)發(fā)。該技術(shù)為設(shè)備內(nèi)部實(shí)現(xiàn),不涉及協(xié)議擴(kuò)展。
    ◆NSR技術(shù)要求主控板1+1冗余,正常工作時(shí),主用板卡將路由信息和狀態(tài)信息同步給備用板卡,當(dāng)主用板卡故障時(shí),備用板卡快速接管路由工作,保證數(shù)據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)不受影響。該技術(shù)為設(shè)備內(nèi)部實(shí)現(xiàn),不涉及協(xié)議擴(kuò)展。
    ◆GR技術(shù)是路由器與鄰居之間路由協(xié)議的擴(kuò)展,當(dāng)某路由器主控板故障時(shí),通知鄰居路由器,保持?jǐn)?shù)據(jù)報(bào)文的正常轉(zhuǎn)發(fā),當(dāng)故障路由器恢復(fù)后通知鄰居路由器,依靠鄰居路由器重新取得路由信息。
    1.4MPLS業(yè)務(wù)管理
    ◆業(yè)務(wù)端到端的管理:MPLSL3VPN、MPLSL2 VPN、MPLS QoS、MPLS TE。
    ◆覆蓋業(yè)務(wù)生命周期:便捷的業(yè)務(wù)規(guī)劃、快速的業(yè)務(wù)發(fā)放、完善的業(yè)務(wù)監(jiān)控、TroubleShooting。
    ◆其他:多廠商設(shè)備管理、客戶自助管理的窗口(CNM)、完備的北向接口。
    1.5MPLS服務(wù)質(zhì)量
    ◆Diffserv和IntServ模型