基于故障隱患深度挖掘的IP化網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

李松坡

【摘 要】在多業(yè)務(wù)融合和高帶寬需求的驅(qū)動(dòng)下，通信網(wǎng)絡(luò)向IP化演進(jìn)已經(jīng)成為業(yè)界共識(shí)。但這同時(shí)也給網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)提出了新的要求，隨著IP化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，各專業(yè)之間的界面越來(lái)越模糊，此前各專業(yè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化概念也需要轉(zhuǎn)變，需要專業(yè)之間的聯(lián)動(dòng)來(lái)進(jìn)行全局性的優(yōu)化，以達(dá)到提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的目的。本文提出了基于故障隱患深度挖掘的IP化網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案。

【關(guān)鍵詞】故障隱患；深度挖掘；IP化網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

1.項(xiàng)目背景

目前核心網(wǎng)IP化進(jìn)程已達(dá)到85%的情況下，如何降低網(wǎng)絡(luò)故障率，故障發(fā)生后如何快速的定位故障，提高定位準(zhǔn)確性成為網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作面臨的一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，從故障隱患點(diǎn)深度挖掘出發(fā)，逐一梳理IP化網(wǎng)絡(luò)的故障隱患，對(duì)故障隱患進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化和監(jiān)控。

重點(diǎn)期望解決的問(wèn)題有：

（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰化，對(duì)不同廠家的設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一分析，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，降低維護(hù)復(fù)雜性。

（2）故障隱患深度挖掘，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的分析，分析引起系統(tǒng)故障的隱患所在，進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化和監(jiān)控，降低網(wǎng)絡(luò)故障率，并保障故障發(fā)生時(shí)能及時(shí)監(jiān)控。

（3）故障定位時(shí)效及準(zhǔn)確性，發(fā)生故障后，通過(guò)重點(diǎn)排查故障隱患點(diǎn)，提高故障定位時(shí)效性和準(zhǔn)確性，保障故障處理能力。

2.項(xiàng)目?jī)?nèi)容

2.1網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化

對(duì)于軟交換IP化網(wǎng)絡(luò)，要提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，需從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層面具有容災(zāi)機(jī)制。以MSCServer為例，一般采用1+1主備方式即一套工作在主用狀態(tài)，另一套工作在備用狀態(tài)。1+1互為備份方式即兩套MSCServer同時(shí)工作在主用狀態(tài)，互為備份。N+1方式進(jìn)行容災(zāi)即N套MSCServer工作在主用狀態(tài)，共享一套備份MSCServer。

三種容災(zāi)方式架構(gòu)不同，針對(duì)不同的組網(wǎng)需求，應(yīng)綜合考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)功能，倒換需求及可靠性等因素選用最適合的實(shí)現(xiàn)方案。軟交換站點(diǎn)采用了N+1備份方式。N+1備份方式，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰，建網(wǎng)和運(yùn)營(yíng)成本少。N為同時(shí)處于運(yùn)行狀態(tài)下的激活的MSC server，1為備份的MSC server，在正常操作狀態(tài)下，備份的MSC server在網(wǎng)絡(luò)上是不可見(jiàn)的，但同時(shí)對(duì)N個(gè)激活的MSC server進(jìn)行配置數(shù)據(jù)的同步，當(dāng)有某一個(gè)MSC server出現(xiàn)故障或判定與平面內(nèi)MGW的Mc接口失去通信時(shí)，則由備份的MSC server進(jìn)行業(yè)務(wù)接管。

2.2故障隱患分析

2.2.1 MC接口故障隱患

Mc接口一般通過(guò)二層交換機(jī)進(jìn)行收斂，再接入到CE路由器或者直接接入到CE路由器。MSCServer和媒體網(wǎng)關(guān)處理H.248的呼叫控制板卡均有兩個(gè)物理接口，其中兩個(gè)物理接口綁定為一個(gè)IP地址。對(duì)于MC接口如果發(fā)生故障，一般包括如下幾種情況：

（1）當(dāng)處理板主用端口和二層交換機(jī)之間的鏈路出現(xiàn)故障，則倒換到備用端口，倒換時(shí)間必須優(yōu)化，符合業(yè)務(wù)需求，在300ms以內(nèi)。

（2）當(dāng)主用二層交換機(jī)出現(xiàn)故障，由于二層的心跳信號(hào)不通，則處理板進(jìn)行主用到備用端口的倒換，倒換時(shí)間必須優(yōu)化，符合業(yè)務(wù)需求，在300ms以內(nèi)。

（3）當(dāng)主用CE路由器出現(xiàn)故障，則處理板的端口不需要倒換，但主用二層交換機(jī)會(huì)通過(guò)備用二層交換機(jī)和備用的CE路由器通信。依賴于VRRP的倒換速度，倒換時(shí)間小于1s。

（4）當(dāng)AR或AR-CE間鏈路出現(xiàn)故障，CE上OSPF路由丟失，依據(jù)OSPF路由重新收斂，CE1將改道CE2走備份鏈路，倒換時(shí)間依賴于路由的收斂速度。

2.2.2 Nc接口故障隱患

Nc接口可以承載BSSAP，ISUP，TUP，MAP，RANAP等信令，媒體網(wǎng)關(guān)利用信令板卡支持Mc-Sigtran接口。媒體網(wǎng)關(guān)側(cè)的Sigtran接口，每個(gè)物理端口可以綁定一個(gè)或多個(gè)IP地址，每對(duì)物理端口進(jìn)行主備路徑的保護(hù)，機(jī)制采用SCTP的偶聯(lián)多歸屬機(jī)制，即采用心跳信號(hào)的檢測(cè)機(jī)制，其保護(hù)機(jī)制同MSCServer側(cè)的Nc接口的保護(hù)機(jī)制。對(duì)于MC接口如果發(fā)生故障，一般包括如下幾種情況：

（1）當(dāng)主用鏈路出現(xiàn)物理故障，則立即倒換到備用路徑，切換時(shí)間決定于SCTP的參數(shù)設(shè)定。

（2）當(dāng)主用CE路由器出現(xiàn)故障，依賴于SCTP的多歸屬特性，則從主用路徑倒換到備用路徑。切換時(shí)間決定于SCTP的參數(shù)設(shè)定。

（3）當(dāng)AR出現(xiàn)故障，則通過(guò)AR和L3Switch之間的路由收斂進(jìn)行保護(hù)，端口不用切換。

2.2.3 Nb接口故障隱患

Nb接口一般為千兆電口或光口，配置主備用板卡，主用板卡的端口為主用鏈路，備用板卡為備用鏈路，主備板卡共用IP地址，即每對(duì)主備鏈路共用IP地址。每對(duì)鏈路可以同一網(wǎng)段內(nèi)的不同的IP地址也可以用不同VLAN劃分開(kāi)。Nb接口通過(guò)定時(shí)發(fā)送APR檢測(cè)CE路由器是否正常，當(dāng)出現(xiàn)故障之后，進(jìn)行主備板卡的倒換保護(hù)。對(duì)于Nb接口如果發(fā)生故障，一般包括如下幾種情況：

（1）當(dāng)主用鏈路出現(xiàn)故障，Nb接口產(chǎn)生告警并進(jìn)行主備板卡倒換，倒換時(shí)間小于100ms。

（2）當(dāng)CE路由器出現(xiàn)故障，依賴ARP的檢測(cè)機(jī)制，主用倒換到備用鏈路，倒換時(shí)間小于500ms。

（3）當(dāng)AR出現(xiàn)故障，主備不發(fā)生倒換，切換時(shí)間依賴于路由的收斂時(shí)間。

2.2.4隱患點(diǎn)分析

通過(guò)對(duì)軟交換站點(diǎn)接入IP承載網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)重要故障點(diǎn)的分析，共挖掘總結(jié)出以下重點(diǎn)故障隱患點(diǎn)。

AR路由器故障，根據(jù)站點(diǎn)接入方案，CE路由器與AR路由器之間采用的是ospf多實(shí)例，一臺(tái)AR出現(xiàn)故障時(shí)，需要依賴于路由收斂。重點(diǎn)優(yōu)化路由收斂時(shí)間，減小對(duì)業(yè)務(wù)的影響。

AR-CE鏈路故障，同樣需要進(jìn)行路由收斂。重點(diǎn)優(yōu)化路由收斂時(shí)間，減小對(duì)業(yè)務(wù)的影響。

CE路由器故障，通常采用VRRP組網(wǎng)或主備組網(wǎng)，由于VRRP的天然缺陷，優(yōu)化建議不采用。

3.實(shí)用效果

3.1梳理網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，有力支撐網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化

不同廠家的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路不同，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)各異，給網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)、維護(hù)工作增加了一定難度。通過(guò)各專業(yè)聯(lián)合分析，總結(jié)出軟交換站點(diǎn)接入IP承載網(wǎng)時(shí)的最優(yōu)統(tǒng)一架構(gòu)，并且對(duì)廠家提出的各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)解決方案中，對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了重點(diǎn)溝通，希翼在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和優(yōu)化中，朝目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)，提高網(wǎng)絡(luò)性能穩(wěn)定性，降低故障隱患點(diǎn)，簡(jiǎn)化維護(hù)難度。

3.2故障隱患深度挖掘，明晰網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重點(diǎn)

通過(guò)對(duì)軟交換站點(diǎn)架構(gòu)分析，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中存在的各故障隱患點(diǎn)進(jìn)行深度挖掘，并對(duì)隱患點(diǎn)可能引起的故障影響進(jìn)行了評(píng)估。同時(shí)，通過(guò)故障點(diǎn)的逐一分析，也明確了IP化網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化方向，通過(guò)對(duì)此類重要故障隱患點(diǎn)的重點(diǎn)優(yōu)化，將提高IP化網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，對(duì)承載的業(yè)務(wù)提供更高可靠性支撐。

3.3豐富故障排查手段，提高故障響應(yīng)速度

IP化網(wǎng)絡(luò)故障隱患點(diǎn)的分析、優(yōu)化給網(wǎng)絡(luò)維護(hù)提供了依據(jù)，同時(shí)，維護(hù)人員針對(duì)故障隱患點(diǎn)制定了相應(yīng)的故障處理方法，提前制定最優(yōu)化的故障處理手段。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，依據(jù)制定的故障處理方法，可以提高故障定位成功率和處理速度，改善用戶感知。

4.總體效益與推廣

實(shí)施后，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，IP化網(wǎng)絡(luò)故障定位準(zhǔn)確工單占IP化網(wǎng)絡(luò)故障工單總數(shù)的99.3%，比實(shí)施前提高了近10%。由于故障定位準(zhǔn)率率大大提高，故障得到及時(shí)有效地處理，月平均故障歷時(shí)減少32.9-27.8=5.1小時(shí)，影響通信平均用戶數(shù)由1324人下降為1118。

項(xiàng)目實(shí)施后，故障專業(yè)定位準(zhǔn)確率大大提高，降低了因故障專業(yè)定位不準(zhǔn)而影響的故障處理時(shí)長(zhǎng)，提高了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，在客戶中進(jìn)一步樹(shù)立了優(yōu)質(zhì)服務(wù)的良好形象，提高了用戶滿意度，加強(qiáng)了競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，取得了良好的社會(huì)效益。