IP承载网的高效性解决方案

IP承载网的高效性解决方案

【摘 要】 本文作者结合自己多年的实际工作经验，对承载网相关问题进行分析探讨，着重论述了承载网的高可靠性技术及如何实现的解决方案，同时提出了自己的看法和意见，仅供参考。

【关键词】 互联网 技术 承载

IP承载网是各运营商以技术构建的一张专网，用于承载对传输质量要求较高的业务（如软交换、视讯、重点客户VPN等）。承载网一般采用双平面、双星双归属的高可靠性设计，精心设计各种情况下的流量切换模型，采用等技术，快速检测网络断点，缩短故障设备/链路倒换时间。网络设计要求其承载的业务轻载，并部署二层/三层QoS，保障所承载业务的质量。通过采取以上措施，使承载网既具备网络的低成本、扩展性好、承载业务灵活等特点，同时具备传输系统的高可靠性和安全性。

1 网元设备的高可靠性技术

1.1 技术

是在路由器控制层面故障时保持数据不间断转发的技术。路由器控制层面故障的原因主要有软/硬件故障导致的路由器故障或重启，以及软件升级时通过配置命令导致的主备切换等。作为一种可靠性技术也有局限性，如：邻居路由器需同时具备GR感知接受能力：若重启路由器时邻居路由器也同时发生重启，则无法实现NSF功能。

1.2 技术

是提高路由器可用性的技术。主控卡切换时能不中断路由、转发及业务，邻居路由器也不受影响。技术较传统NSF+主控板平滑重启方式具有更好的系统可用性和可操作性，能实现不中断业务、保证路由器主备控制卡平滑切换。因其不影响邻居路由器，无需路由协议扩充，故简单易行。正常时主用板卡将路由和状态信息同步给备用板卡，主用板卡故障时，备用板卡快速接管路由工作，保证数据报文转发不受影响。该技术在设备内实现，不涉及协议扩展。

1.3 技术

因技术能在不对服务造成任何影响的情况下实现精确的软件升级（从软件维护升级到重要功能升级），且只有那些在升级包中发生改动的流程才会被改变，从而缩短了测试周期、提高了系统可靠性。技术优势明显：消除了软件升级引起的业务中断和网络停顿；以更快的速度实施新特性、硬件和修复功能；消除了与软件升级有关的“深夜”维护；通过快速回退特性消除升级风险；能降低运营成本、提高服务水平。

2 网络的高可靠性和快速收敛性

2.1 链路故障快速侦测技术和保护方案

（1）传输保护。可通过物理线路（如SDH）的保护机制来增强物理层的稳定性，例如：线路故障时可在内恢复：对及其以下链路实施保护；条件具备时，对及其以上链路实施保护。

（2）端口状态检测和状态变化通知上层协议。端口的自动故障检测机制可在内检测到故障；条件具备时，可对FE、GE等端口采用快速和双向转发检测等技术来加快链路中断的检测速度。

2.2 快速收敛性技术

链路状态协议的收敛时间包括检测链路或邻节点故障、生成更新标签交换路径（LSP）、将广播到全网、单机检测到故障到触发最短路径优先（SPF）计算及计算等，其中：将广播到全网的时间主要与网络规模有关.目前主流路由器的计算时间几乎可以忽略。优化技术主要包括以下几方面。

（1）链路或邻居失败检测。采用调整时问和等技术，以加快链路的失败检测速度：将GE链路接口设置为点到点类型，以减少协议开销、加快协议收敛。

（2）快速扩散技术。协议实现方式是：当收到其他路由器发来的比自己标签交换数据库中的要新时，用1个定时器定时地将内的扩散出去，故的同步较缓慢。而当配置快速扩散特性的路由器收到1个或多个较新的时，在路由计算前就先将小于指定数目的扩散出去。这无疑加快了的同步过程，在很大程度上提高了整个网络的收敛速度。

2.3 快速收敛性技术和部署

收敛效果主要受标签维护影响参数优化包括以下几个方面：a）标签采用自由保持模式，允许设备保存从邻居接收来的所有标签映射信息。即使这些信息未被使用，当失去会话时也能快速响应链路变化；b）只对的环回地址分配标签（承载网内部互联链路地址可不分配标签），以减少设备维护的标签转发表数目、缩短收敛时间；c）实现同步，以避免因收敛快、收敛慢导致的流量吞噬问题；d）对时间参数（如时间间隔定时器、保持定时器、会话存活时间间隔定时器及会话存活时间保持定时器）做相应调整。通过上述措施，的收敛时间可达亚秒级。

2.4 技术和实现

（1）保护方式。是中的一套链路/节点保护机制。链路或节点故障时在故障节点进行保护，允许流量从保护链路或节点隧道中通过，使数据传输不发生中断。有和种实现方式。

（2）方式实例。基于TE的网络有全局和局部2种保护类型，其中全局保护是针对端到端TE隧道的保护。由于全局保护需建立端到端全网状连接的、配置数目为（Ⅳ为AR的总数）的，对网络的维护、扩展性、设备性能（维护软状态机）压力较大，因此运营商一般只在承载网核心路由器（CR）和省级路由器（PR）间部署TE通道，以实现“一跳式”保护。

（3）保护方案。保护方案的设计原则有以下几个方面：a）主应为所有间的直连链路建立严格的显式，显式路径（备用）应使用严格的路由，且不能与主隧道使用相同的传输电路。b）对同一条被保护链路，双方向备用经过的节点需保证一致。c）备用路径应选择跳数最少的，跳数相同时应选择实际传输记录中最短的。d）备份和主路径不能使用相同的传输方向。e）尽量平衡1个节点同为多节点备份的数目。

（4）传输保护和FRR 保护的互动。传输和保护间的互动方式有以下2种：a）传输优先保护方式。传输保护时间一般在内。层面设置等待传输保护。传输保护成功时层面不保护，业务中断时间一般小于；传输保护失败或对传输无法保护的故障，则依赖于IGP快速收敛，收敛时间一般在亚秒级以内。b）优先保护方式。接口设置参数使层面优先保护，保护时间小于，同时传输开始保护。传输保护成功层面叮恢复到原来链路状态；传输保护失败或对传输无法保护的故障，则一直选择层面保护链路，直到故障恢复。

3 结语

通过在网上部署上述网元、网络技术及方案，可大大提高承载网络的可靠性。满足电信级核心业务的丢包及时延要求。但是，随着业务的不断开展及网络技术的不断进步，将会提出更多的需求，承载网还需要进一步优化。