集團互聯(lián)網(wǎng)專線動態(tài)容災(zāi)保障方案的研究

中國移動通信集團江蘇有限公司鎮(zhèn)江分公司 劉志堅 宋嘯天 秦爾楠 王易戈

集團互聯(lián)網(wǎng)專線動態(tài)容災(zāi)保障方案的研究

中國移動通信集團江蘇有限公司鎮(zhèn)江分公司 劉志堅 宋嘯天 秦爾楠 王易戈

在客戶側(cè)寬帶路由器和不同BRAS/SR（寬帶遠程接入服務(wù)器/全業(yè)務(wù)路由器）上部署鏈路檢測，基于優(yōu)先級和MED（多出口標識）值的主備路由并發(fā)，以及檢測和路由更新相結(jié)合的自動倒換等機制，構(gòu)建動態(tài)容災(zāi)保障體系，提高集團互聯(lián)網(wǎng)專線容災(zāi)保障能力。

集團業(yè)務(wù)動態(tài)容災(zāi)；雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測；多出口標識

近年來，隨著移動全業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)用戶得到了快速增長，尤其是互聯(lián)網(wǎng)專線用戶，因為高價值已成為和競爭對手爭奪的主要對象，因此，集團客戶保障標準要求更高。但是，一直以來受專線特征限制，業(yè)務(wù)只能單歸屬在一臺BRAS/SR（寬帶遠程接入服務(wù)器/全業(yè)務(wù)路由器）上，無法實現(xiàn)類似寬帶業(yè)務(wù)的雙歸屬保護。

1 傳統(tǒng)實施方案

1.1 集團互聯(lián)網(wǎng)專線的特點

1）IP地址：采用固定公網(wǎng)IP，網(wǎng)關(guān)共享，BRAS/SR統(tǒng)一發(fā)布，同一地址段不能在其他BRAS/SR上進行發(fā)布，集團客戶接入受限于BRAS/SR；

2）接入方式：主要包括大部分采用PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）方式、部分集團采用SDH（同步數(shù)字體系）方式、少量集團采用PTN（分組傳送網(wǎng)）方式進行接入。

2.2 傳統(tǒng)方案存在的問題

1）共享IP地址受限于BRAS/SR。因共享IP地址網(wǎng)段不能在其他BRAS/SR上進行發(fā)布，導致現(xiàn)有集團客戶互聯(lián)網(wǎng)專線只能接入在指定的BRAS/SR下面，即使存在BRAS/SR下掛OLT（光線路終端）和交換機等設(shè)備在另一臺BRAS/SR上有備用線路接入，但只有出現(xiàn)類似主用BRAS/SR或節(jié)點機房等極端故障才需手動整體切換到備用BRAS/SR上，況且現(xiàn)網(wǎng)因傳輸資源問題還不具備兩臺BRAS/SR下掛設(shè)備一樣的情況。

2）小網(wǎng)段劃分不能做到自動發(fā)現(xiàn)和倒換。部分重要集團采用小網(wǎng)段（28、19位掩碼的地址段）地址，即使傳輸條件具備接入在兩臺BRAS/SR上，但是受目前地址發(fā)布限制，兩臺BRAS/SR上不可能同時進行地址發(fā)布，只有當發(fā)現(xiàn)故障時，手動修改兩臺BRAS/SR的地址發(fā)布配置實現(xiàn)業(yè)務(wù)倒換，不利于推廣，無法做到自動發(fā)現(xiàn)自動倒換。

3）容災(zāi)保護能力不足。采用PON方式接入的業(yè)務(wù)，OLT上行鏈路已具備容災(zāi)保護能力，現(xiàn)網(wǎng)大部分OLT都已雙路由接入兩臺BRAS/SR進行保護，但目前只支持采用動態(tài)地址方式的寬帶業(yè)務(wù)，對于固定地址的專線業(yè)務(wù)無法實現(xiàn)自動倒換；采用SDH或PTN方式接入的業(yè)務(wù)，雖然在接入網(wǎng)絡(luò)存在雙路由或環(huán)網(wǎng)保護，但是業(yè)務(wù)還是匯聚在單臺BRAS/SR上，也不具備容災(zāi)保護能力。

2 集團互聯(lián)網(wǎng)專線動態(tài)容災(zāi)保障方案

集團互聯(lián)網(wǎng)專線動態(tài)容災(zāi)保障體系的主要功能包括雙線容災(zāi)接入、鏈路檢測、路由動態(tài)選擇、業(yè)務(wù)自動倒換等功能，滿足集團互聯(lián)網(wǎng)專線的雙線冗余接入和監(jiān)測以及故障發(fā)生時的業(yè)務(wù)快速倒換等容災(zāi)保障需求。

2.1 集團互聯(lián)網(wǎng)專線接入現(xiàn)狀

目前，集團互聯(lián)網(wǎng)專線主要通過EPON（以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)）、PTN、SDH等傳輸方式進行接入，接入流程大致如下：

用戶側(cè)：用戶側(cè)基本采用PON方式接入、部分重要集團根據(jù)用戶需求也可采用SDH或PTN方式接入；

BRAS/SR側(cè)：根據(jù)用戶側(cè)接入網(wǎng)絡(luò)匯聚到相應(yīng)片區(qū)的單臺BRAS/SR上，由該臺BRAS/SR為用戶分配相應(yīng)的公網(wǎng)IP地址并承載集團互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。

現(xiàn)網(wǎng)集團互聯(lián)網(wǎng)專線接入拓撲見圖1。

2.2 集團互聯(lián)網(wǎng)專線動態(tài)容災(zāi)保障體系

2.2.1 基本原理

基本原理如下。

冗余接入：用戶側(cè)和主備用BRAS/SR之間通過三層網(wǎng)絡(luò)進行互聯(lián)，并通過靜態(tài)路由方式中轉(zhuǎn)用戶地址路由，傳輸方式不限。

檢測機制如下：

單臂檢測：用戶設(shè)備和BRAS/SR之間分別進行單臂BFD（雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測）檢測，并聯(lián)動靜態(tài)路由。

雙向檢測：用戶設(shè)備和BRAS/SR之間同步進行雙向BFD檢測，并聯(lián)動接口和路由，需支持BFD雙向檢測功能的設(shè)備，目前支持的設(shè)備要求較高，比如華為Eudemon系列防火墻，成本較高。不建議。

路由動態(tài)選擇：靈活運用基于MED值的IBGP（內(nèi)部邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）路由選擇機制實現(xiàn)同一用戶地址路由在主備用BRAS/SR之間的動態(tài)選擇。

業(yè)務(wù)自動倒換：通過鏈路檢測，聯(lián)動用戶側(cè)路由倒換和BRAS/SR側(cè)IBGP動態(tài)路由更新，實現(xiàn)用戶設(shè)備和BRAS/SR的同步業(yè)務(wù)倒換。

基本原理見圖2。

2.2.2 組網(wǎng)實施拓撲

圖3為組網(wǎng)拓撲，實施要求如下。

1）用戶側(cè)：根據(jù)用戶需求和傳輸?shù)臈l件，采用PON/PTN/SDH等方式進行接入，具備條件的可提供用戶側(cè)雙路由保護接入。用戶側(cè)寬帶路由器進行主備用鏈路檢測功能的配置，默認業(yè)務(wù)優(yōu)先通過主用鏈路承載業(yè)務(wù)，一旦主用鏈路出現(xiàn)故障時自動倒換到備用鏈路。用戶IP地址采用單個或子網(wǎng)網(wǎng)段的公網(wǎng)IP地址。

2）傳輸匯聚層：對于PON方式的，OLT雙歸屬接入主備用BRAS/SR；對于PTN方式，通過PTN環(huán)網(wǎng)分別接入主備用BRAS/SR。

3）BRAS/SR側(cè)：主備用BRAS/SR上進行容災(zāi)接入、鏈路檢測、動態(tài)路由選擇和聯(lián)動機制等配置，優(yōu)先通過主用BRAS/SR承載業(yè)務(wù)。一旦當主用鏈路出現(xiàn)故障時，業(yè)務(wù)自動倒換到備用BRAS/SR進行承載。

2.2.3 容災(zāi)保障實現(xiàn)機制

1）主備同時檢測，優(yōu)選主用鏈路。主備鏈路選擇見圖4。

2）主用鏈路中斷，自動倒換到備用鏈路。主備鏈路切換見圖5。

3）主用鏈路中斷恢復，自動倒回主用鏈路。

3 總結(jié)

本研究利用了鏈路檢測和BGP（邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）靈活的路由更新機制，并通過BRAS/SR強大的狀態(tài)聯(lián)動更新機制，實現(xiàn)了檢測、發(fā)現(xiàn)和倒換于一體的容災(zāi)保障體系，解決了集團互聯(lián)網(wǎng)專線容災(zāi)保護的難題。

檢測：在用戶側(cè)設(shè)備與主備BRAS/SR之間進行雙向鏈路質(zhì)量檢測，為及時發(fā)現(xiàn)鏈路故障提供依據(jù)；

發(fā)現(xiàn)：用戶側(cè)設(shè)備和BRAS/SR根據(jù)鏈路檢測結(jié)果，及時發(fā)現(xiàn)主備用鏈路連通性狀態(tài)，并與相應(yīng)的聯(lián)動操作進行關(guān)聯(lián)，及時觸發(fā)倒換操作；

倒換：根據(jù)發(fā)現(xiàn)結(jié)果，實時進行倒換操作，包括用戶側(cè)上行默認路由倒換，主備用BRAS/SR用戶地址段路由IBGP動態(tài)更新，由此同步實現(xiàn)上下行業(yè)務(wù)的自動倒換。 ◆