IP承载网可靠性问题的探讨.doc
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1、IP承载网可靠性问题的探讨新疆电信有限公司乌鲁木齐分公司客响中心 黄 晴摘 要:基于IP建设下一代电信承载网在固网运营商的网络转型中已经达成了一个共识。但是现有IP技术在可靠性方面无法满足电信级业务的承载。本论文阐述了如何对现有IP技术进行改进,从而使之在可靠性方面满足电信级业务承载要求。关键词:IP承载网 快速故障检测机制 BFD VRRP前言当前固网运营已经发展到了一个比较尴尬的境界,用户数量在急速上升、网络流量也在急速增加,但是收入却增加寥寥。如何使固网运营走上更健康的道路,如何实现管理转型、服务转型、营销转型、业务转型、网络转型,这些成为了固网运营商目前最关注的问题。经过长时间的思考、
2、探索和讨论,基于IP建设下一代电信承载网在固网运营商的网络转型中已经达成了一个共识。最开始IP网络主要用于Internet接入和Intranet互连,如果要将IP网络作为下一代承载网,有几个关键技术需要变革,主要体现在可靠性方面。本文将重点针对IP承载网可靠性进行探讨。一、电信级业务对网络可靠性的要求IP网络的可靠性,是影响业务提供的重要因素。未来的3G、IMS/NGN、IPTV等业务都将基于IP统一承载。承载网需要能够同时支持语音、视频、数据、企业互联等多种业务,实现音频、视频、数据三类媒体流的传送,这三类媒体流对承载网的运行指标要求如下:l 语音业务:时延和时延抖动小、丢包率小。l 视频业
3、务:高带宽、传输时延和时延抖动小。l 数据业务:非实时、突发性的业务,对时延、抖动要求低,但要求差错率低。用类型典型业务端到端单向平均时延端到端单向平均抖动端到端单向丢包率带宽需求实时语音/视频NGN语音/视频150ms20ms0.1%保证实时数据信令150msN/A0.1%保证流媒体视频IPTV/VoD1000msN/A0.1%保证对于信令和网管,带宽需求与业务流相比是很小的,延时要求比语音要求低,但差错率要求更高,归为高要求的数据业务。尽管普通IP网络有动态协议、冗余连接等可靠性技术,但是其程度远没有达到电信级要求,从可靠性的指标看,一个普通的IP网络故障,将导致业务中断几秒到分钟量级,这
4、种指标可以满足传统Internet数据业务传送要求,但是无法满足实时话音、视频业务的服务质量需求。二、网络可靠性的设计思路首先,在网络设计规划中,应在单个网元中设计大量的冗余机制。在网络路由器和交换机中应包含可热切换的备份硬件元件。除此之外,还要设计智能的软件机制,它使得节点能从故障中快速恢复,对应用体验的影响最小化。其次,提高网络可用度(Availability)的一个关键措施是在网络设计中包含冗余。即,创建一个包含了备用节点和候选链路的网络拓扑。当一个节点或者链路故障,应该存在一个快速检测到故障的机制,以触发把业务流转移到备用路径上的处理。在PSTN中,一个用户交换机通常连接到两个或更多的
5、汇接交换机(Transit Exchanger)。当一个汇接交换机故障或者电路中继(circuit trunk)中断,正在进行的大量通话会中断。用户一般会尝试重新发起通话,如果存在其他路由可以供交换机使用,则用户的再次尝试可以成功。IP网络允许迅速地改变业务流的传输路径,这意味着,只要能足够快地切换话音业务流到一条具有相同带宽的备用路径上,语音通话不会中断。在可用度方面,IP网络有能力超越PSTN。如何设计一个能容忍任何链路和节点故障而不中断业务的低成本的网络,是一个新的挑战。我们把站点和站点之间的可靠通讯分解为两个部分:(1)站点到骨干网的可靠通讯;(2)骨干网内部的可靠通讯。三、快速故障检
6、测对于典型的链路,如以太网,SDH,路由器都可以利用链路层协议快速检测到故障。例如,当和路由器端口连接的以太网线被拔出,路由器可以在10ms内检测到以太网端口处于DOWN状态。以前,路由器使用IP路由协议里的HELLO报文来判断与之邻接的路由器或基础设施是否正常。不过,路由协议的HELLO检测机制太迟钝,通常需要数十秒才能判定是否存在故障。IETF已经开发了双向转发检测(BFD)协议实现快速检测和邻居节点之间的连通性状态。BFD实际上是一个快速的HELLO协议。支持BFD的2个节点之间相互快速发送数据包,当节点没有接到预先设定数量的数据包时,它推断BFD所监视的基础设施发生故障,基础设施可以是



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