移動(dòng)核心網(wǎng)IP承載方案研究

王一

【摘要】 本文主要是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)核心網(wǎng)IP化改造的承載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)問(wèn)題進(jìn)行深入探討。并通過(guò)各廠家路由器的相關(guān)配置，詳細(xì)描述承載網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)功能，以及核心網(wǎng)IP化過(guò)程中核心網(wǎng)設(shè)備對(duì)于承載網(wǎng)絡(luò)的要求。

【關(guān)鍵詞】 IP 本地承載網(wǎng) 核心網(wǎng)

ABSTRACT：This paper mainly on the basis of the experiment， the core network IP transformation of the bearer network construction issues in-depth discussion. And through the relevant configuration of the manufacturers router， detailed description of the functions of the bearer network， as well as the requirements of the core network IP network equipment for the core network.

KEY WORDS：：IP bearer network core network

概述

隨著電信業(yè)務(wù)和IP技術(shù)的的發(fā)展，核心網(wǎng)IP化是未來(lái)電信網(wǎng)絡(luò)的重要發(fā)展趨勢(shì)之一。運(yùn)營(yíng)商對(duì)現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行核心網(wǎng)IP化改造，可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化與優(yōu)化，使組網(wǎng)更加靈活，傳輸帶寬得到充分利用，并可為基于IP的下一代移動(dòng)技術(shù)的到來(lái)做好充分準(zhǔn)備。

核心網(wǎng)IP化改造涉及多專業(yè)之間的相互配合，存在很多技術(shù)細(xì)節(jié)，比如承載網(wǎng)的建設(shè)、核心網(wǎng)設(shè)備的接入、IP話路與TDM話路的轉(zhuǎn)換等等。其中承載網(wǎng)的建設(shè)是核心網(wǎng)IP化改造的重要環(huán)節(jié)，本地的承載網(wǎng)絡(luò)既要負(fù)責(zé)與骨干網(wǎng)絡(luò)銜接，又要支持核心網(wǎng)設(shè)備的有效接入，需要滿足電信業(yè)務(wù)所需的各項(xiàng)要求，本文主要研究移動(dòng)核心網(wǎng)IP化改造過(guò)程中的IP承載方案。

一、移動(dòng)核心網(wǎng)IP化的業(yè)務(wù)要求

為保證電路域業(yè)務(wù)順利有效的開展，對(duì)于移動(dòng)核心網(wǎng)上聯(lián)的本地承載網(wǎng)來(lái)說(shuō)，必須滿足以下幾個(gè)方面的要求：

1.1網(wǎng)絡(luò)的可靠性

網(wǎng)絡(luò)的可靠性，即在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出現(xiàn)故障或鏈路出現(xiàn)中斷的情況下，仍能保障電路域業(yè)務(wù)不會(huì)中斷。由于電路域業(yè)務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求很高，因此，網(wǎng)絡(luò)的可靠性對(duì)于用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

1.2網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性

對(duì)于大規(guī)模的全國(guó)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，應(yīng)盡可能地減少其他本地網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及改變對(duì)本地承載網(wǎng)的影響，保持網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。滿足這樣的要求，就可以有效減少本地承載網(wǎng)及核心網(wǎng)設(shè)備的處理資源，減輕網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的壓力，為保證電路域業(yè)務(wù)的穩(wěn)定奠定基礎(chǔ)。

1.3對(duì)QoS的有效保障

由于電路域業(yè)務(wù)對(duì)于QoS要求相對(duì)較高，對(duì)于本地承載網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，應(yīng)盡可能地保證電路域業(yè)務(wù)的Qos，包括信令及媒體數(shù)據(jù)。

1.4網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需求

本地承載網(wǎng)應(yīng)該具備可擴(kuò)展性，即可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，平滑地?cái)U(kuò)大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，并盡可能地減少對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的影響。

二、IP承載網(wǎng)建設(shè)方案

2.1本地承載網(wǎng)建設(shè)方案

本地承載網(wǎng)由接入路由器（SR）和匯聚路由器（MR）設(shè)備組成，業(yè)務(wù)設(shè)備（如CS域、PS域設(shè)備等）通過(guò)接入路由器接入，并經(jīng)過(guò)匯聚路由器匯聚后統(tǒng)一接入IP全國(guó)骨干網(wǎng)。本地承載網(wǎng)內(nèi)部鏈路之間啟用ISIS路由協(xié)議，并啟用MPLS VPN方式進(jìn)行不同業(yè)務(wù)之間的隔離。

本地承載網(wǎng)與IP承載網(wǎng)骨干網(wǎng)之間，啟用EBGP協(xié)議互通，采用OPTION A的方式實(shí)現(xiàn)跨域鏈接。組網(wǎng)拓?fù)淙缦聢D1所示。

本地承載網(wǎng)總體建設(shè)原則如下：

（1）本地IP承載網(wǎng)內(nèi)設(shè)置一對(duì)匯聚路由器與IP承載網(wǎng)骨干網(wǎng)連接。根據(jù)本地網(wǎng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)及業(yè)務(wù)量情況，匯聚路由器可與本地業(yè)務(wù)接入路由器合設(shè)也可以單獨(dú)設(shè)置。

（2）各業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)成對(duì)設(shè)置業(yè)務(wù)接入路由器，本地業(yè)務(wù)接入路由器與本地匯聚路由器之間以“口字型”連接。

（3）本地IP承載網(wǎng)內(nèi)啟用MPLS VPN及Qos策略，實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的隔離及QoS保障。

（4）本地業(yè)務(wù)接入路由器設(shè)備原則上按照局址成對(duì)設(shè)置，同局址多設(shè)備可以共用，如同局址設(shè)置一對(duì)接入路由器設(shè)備容量/端口受限，受限因素包括設(shè)備能力受限（槽位數(shù)量達(dá)到擴(kuò)容極限值、單板端口數(shù)量達(dá)到擴(kuò)容極限值等）或網(wǎng)絡(luò)組織受限（包括傳輸電路調(diào)度、以太網(wǎng)傳輸距離受限、機(jī)房條件受限）時(shí)，可考慮設(shè)置第二對(duì)業(yè)務(wù)接入路由器。

軟交換設(shè)備直接接入同局址的移網(wǎng)本地IP承載網(wǎng)業(yè)務(wù)接入路由器（信令部分也可經(jīng)匯聚后接入）。原無(wú)線側(cè)的業(yè)務(wù)連接保持現(xiàn)狀。

（5）對(duì)于AR與MR設(shè)備間可開啟BFD機(jī)制以保障鏈路的安全，加快對(duì)鏈路中斷的檢測(cè)速度，從而盡快實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的路由收斂。

（6）為了減少本地網(wǎng)絡(luò)配置時(shí)的工作量，建議將MR設(shè)備成對(duì)設(shè)置成VPN路由反射器，本地承載網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備同路由反射器建立鄰居關(guān)系。

2.2本地組網(wǎng)方案的優(yōu)點(diǎn)

本地組網(wǎng)承載網(wǎng)建設(shè)方案有如下優(yōu)點(diǎn)：

2.2.1業(yè)務(wù)的隔離與QoS

通過(guò)設(shè)置MPLS VPN，可以有效地將不同業(yè)務(wù)進(jìn)行隔離，避免不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間的相互影響。同時(shí)可以引入QoS保障機(jī)制，以保證在網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況下，語(yǔ)音業(yè)務(wù)仍能有效安全地傳輸。

2.2.2網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性

由于本地承載網(wǎng)與骨干網(wǎng)間啟用EBGP協(xié)議，該協(xié)議有效地對(duì)骨干網(wǎng)域與本地網(wǎng)域之間的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了隔離，減少了由于本地網(wǎng)絡(luò)變動(dòng)而對(duì)骨干網(wǎng)絡(luò)的影響，使網(wǎng)絡(luò)中的路由設(shè)備穩(wěn)定。

2.2.3便于維護(hù)及可擴(kuò)展性

所有核心網(wǎng)軟交換設(shè)備統(tǒng)一接入局址內(nèi)的一對(duì)業(yè)務(wù)接入路由器，并通過(guò)匯聚路由器實(shí)現(xiàn)與IP承載網(wǎng)骨干網(wǎng)的連接。這樣做可以屏蔽軟交換和IP承載網(wǎng)骨干網(wǎng)之間異廠家的差異、分清維護(hù)界面、有利于整網(wǎng)的維護(hù)。

并且，將MR設(shè)備成對(duì)設(shè)置成VPN路由反射器，有利于減少本地承載網(wǎng)內(nèi)各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的鄰居關(guān)系的配置，從而便于以后的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)。

2.2.4減少對(duì)IP骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的壓力

通過(guò)本地組網(wǎng)，本地業(yè)務(wù)可以通過(guò)本地承載網(wǎng)進(jìn)行疏通，不用經(jīng)過(guò)骨干網(wǎng)AR設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，從而有效地減少IP骨干網(wǎng)的處理壓力。由于本地業(yè)務(wù)經(jīng)過(guò)本地匯聚路由器匯聚，可以減少對(duì)骨干IP承載網(wǎng)AR設(shè)備的端口需求。

2.3本地組網(wǎng)承載網(wǎng)方案的相關(guān)配置

為滿足移動(dòng)核心網(wǎng)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)需求，本地承載網(wǎng)需要做如下配置：

2.3.1 EBGP的協(xié)議配置

由于本地承載網(wǎng)與骨干網(wǎng)間需要配置成兩個(gè)不同的自治域，因此建議MR與AR間開啟EBGP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)Option A模式的跨域VPN，同時(shí)MR與SR間開啟IBGP協(xié)議。

2.3.2 BFD配置

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，開啟BFD協(xié)議有助于提高鏈路故障的檢測(cè)效率，從而在網(wǎng)絡(luò)鏈路出現(xiàn)故障的時(shí)候，能夠及時(shí)收斂路由表從而切換到其他的有效鏈路。

2.3.3 MPLS LDP以及VPN相關(guān)配置

本地承載網(wǎng)內(nèi)鏈路之間啟用ISIS路由協(xié)議，內(nèi)部啟用MPLS VPN方式進(jìn)行不同業(yè)務(wù)之間的隔離。

2.3.4 QoS配置

本地IP承載網(wǎng)內(nèi)啟用MPLS VPN及QoS策略，實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的隔離及QoS保障。QoS設(shè)置應(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)的需要?jiǎng)澐植煌臉I(yè)務(wù)保障等級(jí)，并采用PQ或WFQ等多種策略組合實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況下，仍能有效保證重要數(shù)據(jù)的傳輸。由于語(yǔ)音業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸要求較高，因此在網(wǎng)絡(luò)組建的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)將語(yǔ)音業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)至于較高的優(yōu)先級(jí)。

但應(yīng)予以注意的是，各廠家設(shè)備對(duì)于Qos優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的默認(rèn)設(shè)置不同，華為、中興設(shè)備的第6優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、思科設(shè)備的第1優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、愛立信設(shè)備的第0優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、貝爾設(shè)備的第7優(yōu)先級(jí)隊(duì)列被設(shè)置成供協(xié)議報(bào)文使用的優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。因此，在規(guī)劃QoS優(yōu)先級(jí)隊(duì)列時(shí)，應(yīng)根據(jù)各廠家設(shè)備的不同情況，盡量避免在協(xié)議報(bào)文存在的優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中同時(shí)允許業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的通過(guò)，以避免因業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)容量超過(guò)限制而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中斷。

三、本地IP承載改造中應(yīng)注意的問(wèn)題

3.1 VPN的規(guī)劃

根據(jù)業(yè)務(wù)隔離的原則，核心網(wǎng)軟交換IP化改造以后，信令及媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要?jiǎng)澐衷诓煌腣PN內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隔離。由于Nc、Nb接口為端局間以及端局與匯接局（CMN）設(shè)備間的接口，因此各核心網(wǎng)設(shè)備的Nc、Nb接口所在的VPN需要統(tǒng)一，否則將無(wú)法建立呼叫。

MC接口為MSS與MGW間的內(nèi)部控制接口，綜合考慮池組化以及減少全國(guó)核心網(wǎng)地址學(xué)習(xí)的壓力的需要，在設(shè)備可以將Nc、MC接口地址分離時(shí)，則可以考慮該接口在省內(nèi)或本地網(wǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行VPN的統(tǒng)一。

3.2對(duì)骨干網(wǎng)及本地承載網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)的保護(hù)

本地承載網(wǎng)與骨干網(wǎng)間采用EBGP協(xié)議，由于EBGP協(xié)議的穩(wěn)定性導(dǎo)致該鏈路在進(jìn)行路由收斂時(shí)會(huì)較慢，因此建議本地網(wǎng)匯聚路由器（MR）與骨干網(wǎng)接入路由器（AR）設(shè)在同一局址，以降低鏈路中斷的可能性。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文詳細(xì)分析了本地承載網(wǎng)的組網(wǎng)需求，描述了本地承載網(wǎng)的配置原則。但由于本地承載網(wǎng)的建設(shè)要綜合考慮與骨干網(wǎng)、核心網(wǎng)設(shè)備及互聯(lián)問(wèn)題，同時(shí)還要考慮網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)拓展等因素，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展演進(jìn)過(guò)程中，還存在著很多問(wèn)題有待解決。因此，我們還需要在以后的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過(guò)程中不斷完善本地承載網(wǎng)的配置，以滿足未來(lái)的業(yè)務(wù)發(fā)展需要。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] [美]Charles M.Kozierok 《TCP/IP指南底層核心協(xié)議》 人民郵電出版社

[2]何保宏 田輝 等 《IP虛擬專用網(wǎng)技術(shù)》 人民郵電出版社