電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)邊緣設(shè)備故障分析與處理

谷 良，孟亞寧

（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司信通公司，山西 太原 030001）

電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)邊緣設(shè)備故障分析與處理

谷 良，孟亞寧

（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司信通公司，山西 太原 030001）

通過(guò)分析電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的常見(jiàn)故障，研究并總結(jié)出了一套高效的故障排查及解決方法。該方法按照網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的組網(wǎng)層次分別從內(nèi)部路由協(xié)議、外部路由協(xié)議、標(biāo)簽轉(zhuǎn)換協(xié)議方面入手，分別進(jìn)行說(shuō)明，適用于目前使用較為廣泛的思科和華為廠家生產(chǎn)的高端路由器。

數(shù)據(jù)網(wǎng)；標(biāo)簽轉(zhuǎn)換；故障處理

0 引言

電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是支撐公司信息、管理、監(jiān)控等業(yè)務(wù)穩(wěn)定運(yùn)行的綜合型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，是保障電力安全生產(chǎn)的重要輔助工具。S公司電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)自投入運(yùn)行以來(lái)就采用全網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)邊緣設(shè)備PE（provider edge） 的結(jié)構(gòu)，組網(wǎng)設(shè)備涉及思科、華為、華三等多個(gè)品牌，其上承載了近20種不同的業(yè)務(wù)，具有覆蓋范圍廣、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、業(yè)務(wù)種類(lèi)多的特點(diǎn)。下面將以該公司所在省典型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為基礎(chǔ)，從內(nèi)部路由協(xié)議、外部路由協(xié)議等方面分別闡述相關(guān)的故障與處理。

1 故障處理一般流程

數(shù)據(jù)通信網(wǎng)邏輯結(jié)構(gòu)由上到下一般為多標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)MPLS（multi-protocol label switching） 鄰居、邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議 BGP（border gateway protocol） 鄰居、內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP（internal gateway protocol）鄰居、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議 PPP（point to point protocol）鄰居，產(chǎn)生故障的影響關(guān)系與之相反，分別為PPP故障影響IGP、BGP和MPLS鄰居關(guān)系的建立，IGP故障影響B(tài)GP和MPLS鄰居關(guān)系的建立，BGP故障影響MPLS鄰居關(guān)系的建立[1]。另外，結(jié)合各層邏輯結(jié)構(gòu)不同的難易程度，故障查找與處理一般遵循先內(nèi)后外的順序。

2 IGP常見(jiàn)故障及處理方法

內(nèi)部路由協(xié)議是運(yùn)行在物理層鏈路層之上，實(shí)現(xiàn)小區(qū)域范圍網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)互通的功能。目前省內(nèi) IGP僅采用中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng) IS-IS（intermediate system to intermediate system） 和開(kāi)放式最短路徑優(yōu)先OSPF（open shortest path first） 2種協(xié)議實(shí)現(xiàn)域內(nèi)的互聯(lián)與互通。另外，由于BGP鄰居關(guān)系是建立在傳輸控制協(xié)議面向連接的TCP（transmission control protocol） 之上的，也就是說(shuō)如果要建立BGP鄰居關(guān)系，如果兩個(gè)連接沒(méi)有實(shí)際的物理鏈路，就需要IGP來(lái)提供路由[2]，因此必須先確認(rèn)IGP路由是否正確。

2.1 IS-IS常見(jiàn)故障及處理方法

IS-IS故障按照部署位置可以劃分為接口故障和協(xié)議故障兩個(gè)部分，排查故障按照從協(xié)議到接口的順序?qū)訉由钊?，具體步驟如下。

2.1.1 查看IS-IS路由表信息

排查IS-IS故障，首先需要查看對(duì)應(yīng)的路由表信息，如圖1所示。對(duì)核心P2操作后發(fā)現(xiàn)沒(méi)有相應(yīng)的路由條目，此類(lèi)問(wèn)題多為全局下的IS-IS協(xié)議存在問(wèn)題，此問(wèn)題多為全局配置模式下，沒(méi)有正確的指定IS-IS層次或ISIS協(xié)議地址存在問(wèn)題。需要檢查并配置正確的網(wǎng)絡(luò)層次，本例中骨干區(qū)域內(nèi)全部為level-2，因此在全局模式及接口下均需要指定對(duì)應(yīng)的層次類(lèi)型。正確的配置如圖2所示。

圖1 IS-IS故障展示圖

圖2 IS-IS全局配置

2.1.2 查看接口下配置信息

對(duì)于指定設(shè)備，如圖3所示，可以指定設(shè)備的環(huán)回地址查看路由信息，確認(rèn)與該設(shè)備是否建立了鄰居關(guān)系。此處需要注意的是目前IS-IS僅支持點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)和廣播網(wǎng)絡(luò)，正確的接口配置如圖4所示。

圖3 IS-IS鄰居關(guān)系圖

圖4 接口IS-IS配置

2.2 OSPF常見(jiàn)故障及處理方法

OSPF故障按照部署位置也可以劃分為接口故障和協(xié)議故障，同IS-IS，按照從全局協(xié)議到局部接口的順序排查，具體步驟如下。

2.2.1 查看OSPF路由表信息

OSPF路由表中能夠看到除直連以外的OSPF路由信息，如圖5所示，其中包含更新源接口，建立時(shí)間等內(nèi)容，如果存在單獨(dú)的路由條目狀態(tài)為L(zhǎng)OADING，則需要查找相應(yīng)的宣告地址是否正確，接口配置是否正確。

圖5 OSPF鄰居路由表

2.2.2 查看接口下配置信息

為縮短O(píng)SPF協(xié)議收斂時(shí)間，本例中指定參與OSPF組織的設(shè)備接口類(lèi)型統(tǒng)一為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，如圖6所示，另外對(duì)于環(huán)回地址和互聯(lián)地址，只宣告相應(yīng)的網(wǎng)段，精確路由條目。OSPF通過(guò)互相交換鏈路狀態(tài)計(jì)算路徑，因此需要合理的劃分區(qū)域，降低OSPF計(jì)復(fù)雜程度，縮短路由收斂時(shí)間。正確的OSPF配置如圖7所示。

圖6 OSPF非點(diǎn)對(duì)點(diǎn)故障

圖7 全局和接口下OSPF配置

3 BGP常見(jiàn)故障及處理方法

本例中64600域與19746域采用背靠背方式進(jìn)行對(duì)接，所有路由器都運(yùn)行MPLS協(xié)議，都需要與各自的核心路由器建立BGP-vpnv4鄰居傳遞業(yè)務(wù)路由。因此首先要確認(rèn)故障路由器是否與核心路由器間建立了穩(wěn)定的BGP鄰居關(guān)系，其次是確認(rèn)域內(nèi)能否正?；ピL，最后排查跨域的互通。

BGP協(xié)議主要維護(hù)3張表[3]，因此相關(guān)的故障與處理也都基于這3張表完成，分別為鄰居表、轉(zhuǎn)發(fā)表和路由表，對(duì)應(yīng)如圖8所示的命令。如鄰居表中的數(shù)據(jù)發(fā)生異常，則直接查看異常路由器的BGP配置、IGP鄰居等是否正常；如轉(zhuǎn)發(fā)表中的數(shù)據(jù)發(fā)生異常，則需要確定該路由沒(méi)有最優(yōu)的原因，多為管理距離值異常導(dǎo)致[4]。

圖8 BGP三類(lèi)表查看命令

為保障多業(yè)務(wù)間的邏輯隔離，需要引入MPLS-VPN進(jìn)行組網(wǎng)，對(duì)于站端PE來(lái)說(shuō)，每一個(gè)業(yè)務(wù)都維護(hù)各自獨(dú)立的路由表。排查BGP故障，重點(diǎn)查看BGP-vpnv4是否正確建立，圖9所示分別為正確的鄰居關(guān)系及錯(cuò)誤的鄰居關(guān)系。如果鄰居關(guān)系錯(cuò)誤，則首先需要確定IGP路由表中是否存在正確的路由信息，或者通過(guò)PING的方式確定該設(shè)備環(huán)回地址的狀態(tài)是否正常，如果不正常需要查看OSPF或ISIS路由狀態(tài)；如果正常則需要查看BGP配置，在BGP下，首先要啟用全局BGP鄰居，默認(rèn)只會(huì)啟用BGP-ipv4鄰居，在公司的應(yīng)用場(chǎng)景中，需要啟用BGP-vpnv4鄰居來(lái)傳遞業(yè)務(wù)路由。因此需要查看BGP-vpnv4路由表，確定是否存在正常的BGP-vpnv4鄰居[5]。

圖9 鄰居關(guān)系狀態(tài)圖

4 MPLS鄰居關(guān)系

BGP-vpnv4鄰居建立起來(lái)后，需要啟用業(yè)務(wù)路由轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)例VRF（virtual routing forwarding）。通過(guò)給不同的業(yè)務(wù)路由添加標(biāo)簽進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)，通過(guò)命令sh mpls ldp neighbor來(lái)查看與該設(shè)備建立鄰居關(guān)系的路由器是否正確。如果不正確則需要查看全局下、接口下是否都啟用了MPLS，全局下的MPLS鄰居類(lèi)別要相同，本例中全部采用LDP類(lèi)型。在MPLS鄰居關(guān)系建立正常的基礎(chǔ)上，需要針對(duì)不同的業(yè)務(wù)啟用相應(yīng)的VRF實(shí)例，并配置獨(dú)立的路由標(biāo)識(shí)RD（route-distinguisher） 號(hào)，最后將相應(yīng)的接口在BGP中進(jìn)行重分布。

5 結(jié)束語(yǔ)

公司數(shù)據(jù)通信網(wǎng)路由器的穩(wěn)定運(yùn)行是各類(lèi)業(yè)務(wù)正常動(dòng)作的基礎(chǔ)，電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)PE設(shè)備故障分析與處理從路由協(xié)議的角度出發(fā)，介紹了近些年運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中發(fā)生的典型故障及相應(yīng)的處理方法，以上處理方法已經(jīng)在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中得到了多次驗(yàn)證，在故障定位、解決方面取得了良好的效果。

[1] 王立軍，吳建平，徐格.解決策略沖突導(dǎo)致BGP路由發(fā)散的自適應(yīng)機(jī)制 [J].軟件學(xué)報(bào),2008，19(6)：1465-1472.

[2] 王偉明，董黎剛，諸葛斌.開(kāi)放可重構(gòu)路由器協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及軟件架構(gòu)技術(shù)方案探討 [J].信息工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，10 (1)：7-11.

[3] 龐玲.邊界路由器BGP協(xié)議的脆弱性 [J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2013，22(1)：157-161.

[4] 丁雄，謝鯤.基于多徑路由負(fù)載均衡的動(dòng)態(tài)源路由協(xié)議 [J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用,2010，27(6)：2249-2253.

[5] 吉萌，余少華，詹翊春.雙冗余結(jié)構(gòu)路由器故障恢復(fù)模型與方案研究 [J].通信學(xué)報(bào)，2006，27(6)：21-28.

Fault Analysis and Treatment of Network Side Equipment in Electric Power Data Communication Network

GU Liang,MENG Yaning
（State Grid Shanxi Electric Power Corporation Information and Telecommunication Company, Taiyuan,Shanxi030001,China）

By analyzing the common faults of power data communication network,a set of efficient troubleshooting methods and solutions are studied and summarized.This method is demonstrated in terms ofinternal routingprotocol,external routingprotocol and label conversion protocol respectively,according to the networking level of the network equipment.It is suitable for the high-end routers which are widelyused bymanufacturers ofCiscoand Huawei.

data network;label switching;fault treatment

TN915.853

B

1671-0320（2017）04-0057-03

2017-04-11，

2017-05-23

谷 良（1987），男，山西朔州人，2013年畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)軟件工程專(zhuān)業(yè)，碩士，工程師，從事數(shù)據(jù)通信廣域網(wǎng)運(yùn)維管理工作;

孟亞寧（1982），女，山西大同人，2005年畢業(yè)于太原理工大學(xué)通信工程專(zhuān)業(yè)，高級(jí)工程師，從事數(shù)據(jù)通信廣域網(wǎng)運(yùn)維管理工作。