省級(jí)OSS承載網(wǎng)組網(wǎng)研究

高明飛 2008/08/01

圖1網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

圖2組網(wǎng)圖

　　同樣以移動(dòng)網(wǎng)為例，例子中移動(dòng)交換機(jī)到維護(hù)終端支持TCP／IP方式，分公司具有本地維護(hù)終端和網(wǎng)管終端兩種類型的維護(hù)臺(tái)。本地維護(hù)終端通過(guò)以太交換機(jī)直接與移動(dòng)交換機(jī)相連；網(wǎng)元和網(wǎng)管終端通過(guò)以太網(wǎng)接入邊緣路由器，經(jīng)路由器接．el轉(zhuǎn)化以El方式接入到時(shí)隙抽取設(shè)備中，由于傳送網(wǎng)管信息占用帶寬較小， E1中只需要占用幾個(gè)時(shí)隙，如4個(gè)時(shí)隙即占用TSl一 TS4，移動(dòng)交換機(jī)至?xí)r隙抽取設(shè)備的El中仍舊承載正常的話音業(yè)務(wù)，只是把TSl一TS4時(shí)隙空閑出來(lái)，用 TS5一TS31傳送話音。時(shí)隙交叉設(shè)備把從路由器過(guò)來(lái)的El中的TSl一TS4時(shí)隙和把從移動(dòng)交換機(jī)過(guò)來(lái)的 TS5一TS31時(shí)隙組合成TSl一TS31的完整的El電路，利用長(zhǎng)途傳輸網(wǎng)，接入到省中心移動(dòng)匯接局。在接入?yún)R接局前，再次利用時(shí)隙交叉設(shè)備把傳送網(wǎng)管信息的 TSl一TS4分離出來(lái)，接入到路由器中至網(wǎng)管服務(wù)器；其它時(shí)隙接入到移動(dòng)交換機(jī)匯接局完成話音傳送。分公司2、分公司3等也同樣的把網(wǎng)管信息送到省中心路由器上，完成網(wǎng)管承載。采用這種方法，增加了時(shí)隙抽取設(shè)備，節(jié)省了長(zhǎng)途資源，適用對(duì)帶寬要求不高的網(wǎng)管。

　　1．3 存在問(wèn)題

　　由于歷史原因，各專業(yè)網(wǎng)管承載網(wǎng)是按需求自行建設(shè)。不同專業(yè)存在不同承載網(wǎng)，同一專業(yè)由于設(shè)備廠商不同又分為多個(gè)承載網(wǎng)。造成承載業(yè)務(wù)多種多樣，基礎(chǔ)設(shè)施種類繁多，有多種標(biāo)準(zhǔn)和多家供應(yīng)商。每套承載網(wǎng)結(jié)構(gòu)類似，但組網(wǎng)設(shè)備不同，承載傳輸鏈路不同，速度慢，故障點(diǎn)多，維護(hù)工作量大。有些承載網(wǎng)建網(wǎng)多年，設(shè)備陳舊，已經(jīng)無(wú)法提供售后服務(wù)，隱患較大。缺少對(duì)承載網(wǎng)的監(jiān)控和管理手段。每一次增加新類型的網(wǎng)管都需要新建一套承載網(wǎng)絡(luò)，既增加維護(hù)量又增加了重復(fù)投資。

　　建立一個(gè)獨(dú)立的OSS承載網(wǎng)，以上問(wèn)題都會(huì)迎刃而解，并且一勞永逸。

2.新建0SS承載網(wǎng)總體規(guī)劃

　　OSS承載網(wǎng)是一張獨(dú)立的物理網(wǎng)絡(luò)，專門(mén)用于承載網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行支撐系統(tǒng)。需要承載的網(wǎng)絡(luò)包括移動(dòng)綜合網(wǎng)管系統(tǒng)和專業(yè)網(wǎng)管系統(tǒng)，傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)和專業(yè)網(wǎng)管系統(tǒng)，綜合資源管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)網(wǎng)綜合網(wǎng)管系統(tǒng)，動(dòng)力環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)，信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。

　　承載網(wǎng)總體規(guī)劃定位是采用IP技術(shù)構(gòu)建的、覆蓋全省、面向OSS提供服務(wù)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。能夠承載各專業(yè)網(wǎng)管系統(tǒng)、提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸通道，實(shí)現(xiàn)“實(shí)體物理網(wǎng)、虛擬業(yè)務(wù)網(wǎng)”，以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)可靠性、提高網(wǎng)絡(luò)安全、降低維護(hù)成本。與業(yè)務(wù)網(wǎng)相比，OSS承載網(wǎng)絡(luò)不需要特別高的網(wǎng)絡(luò)帶寬及設(shè)備檔次，但對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全性、可靠性、可管理性等均有較高的要求。

3.建設(shè)目標(biāo)和原則

　　(1)OSS承載網(wǎng)應(yīng)具備承載各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)所需的性能、各種特性及業(yè)務(wù)能力，具備較強(qiáng)的處理能力、業(yè)務(wù)演進(jìn)及擴(kuò)展能力；

　　(2)保證各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)在承載網(wǎng)中傳送時(shí)的可靠性、完整性和保密性，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的安全隔離；

　　(3)保證各業(yè)務(wù)的可靠承載，實(shí)現(xiàn)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)高可靠性；

　　(4)具有流量統(tǒng)計(jì)與監(jiān)測(cè)、故障定位、故障排查等功能。

4.OSS承載網(wǎng)建設(shè)方案

　　為滿足OSS承載網(wǎng)的建網(wǎng)要求，實(shí)現(xiàn)“物理實(shí)體網(wǎng)，虛擬業(yè)務(wù)網(wǎng)”，OSS承載網(wǎng)可采用MPLS VPN方式建網(wǎng)。

　　4．1 MPLS VPN總體建設(shè)方案

　　采用MPLS VPN技術(shù)可以把現(xiàn)有的物理實(shí)體IP網(wǎng)絡(luò)分解成邏輯上隔離的網(wǎng)絡(luò)，各隔離開(kāi)的網(wǎng)絡(luò)之間感知不到對(duì)方網(wǎng)絡(luò)的存在。在物理上是同一硬件設(shè)備承載，但在邏輯上網(wǎng)絡(luò)是完全隔離的。0SS承載網(wǎng)正是需要這樣的一種承載方式，把各專業(yè)各廠家的多種網(wǎng)管配置到不同的邏輯業(yè)務(wù)區(qū)VPN中，如移動(dòng)華為交換網(wǎng)管配置到VPNl中，移動(dòng)三星無(wú)線網(wǎng)管配置到VPN2中，傳輸烽火網(wǎng)管配置到VPN3中，對(duì)每一套網(wǎng)管系統(tǒng)都使用同樣的物理承載不同的VPN完成從地市分公司的網(wǎng)元或終端到網(wǎng)管服務(wù)器的連接，各VPN之間相互獨(dú)立、相互隔離。

　　4．2 MPLS VPN方式選擇

　　MPLS BGP VPN基于BGP擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)的三層 VPN，是應(yīng)用較多的一種MPLS VPN技術(shù)，目前各主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商都支持。L2 MPLS VPN的用途和 ATM／FR網(wǎng)絡(luò)類似，可以提供一種二層通道，能夠適用于廣泛的鏈路層，但L2 MPLS VPN標(biāo)準(zhǔn)目前還處在發(fā)展階段。

　　兩種方式的比較如下。

　　(1)二者實(shí)質(zhì)上都是采用了MPLS LSP(標(biāo)簽交換路徑)作為隧道，但承載的是不同層次的協(xié)議，MPLS BGP VPN是三層，L2 MPLS VPN是二層；

　　(2)L2 MPLS VPN不參與vPN的路由，VPN 的路由是由業(yè)務(wù)系統(tǒng)自己來(lái)維護(hù)。MPLS BGP VPN 則完全接管了VPN路由，用戶只要以某種方式接入就可以；

　　(3)MPLS BGP VPN需要維護(hù)每個(gè)VPN的路由表，對(duì)PE內(nèi)存節(jié)點(diǎn)要求較高；L2 MPLS VPN在PE 上需要為每個(gè)VPN的每個(gè)Site分配一個(gè)接口(物理接口或邏輯接口)，對(duì)接口資源的消耗較大；

　　(4)L2 MPLS VPN較適用于VPN的站點(diǎn)之間采用相同的鏈路層協(xié)議，目前不能實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)和El之間的互通。而MPLS BGP VPN對(duì)接入鏈路類型沒(méi)有特殊要求；

　　(5)L2 MPLS VPN在增加網(wǎng)狀拓?fù)鋠PN站點(diǎn)時(shí)存在Ⅳ平方問(wèn)題；MPLS BGP VPN不存在Ⅳ平方問(wèn)題。增加一項(xiàng)新業(yè)務(wù)系統(tǒng)時(shí)不會(huì)影響已有的業(yè)務(wù)，可實(shí)現(xiàn)平滑擴(kuò)展。

　　綜上分析，采用MPLS BGP VPN方案來(lái)實(shí)現(xiàn)OSS 承載網(wǎng)的建設(shè)。

　　4．3 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

　　OSS承載網(wǎng)平臺(tái)骨干網(wǎng)絡(luò)包括省級(jí)匯聚節(jié)點(diǎn)、地市中心節(jié)點(diǎn)以及地市接入網(wǎng)絡(luò)，需要承載的系統(tǒng)包括各專業(yè)網(wǎng)管和綜合網(wǎng)管系統(tǒng)。

　　由于網(wǎng)管網(wǎng)絡(luò)僅涉及到網(wǎng)元、終端和網(wǎng)管服務(wù)器間的配置、性能、告警等維護(hù)數(shù)據(jù)的傳送，信息量并不是很大，對(duì)帶寬的需求相對(duì)不高，經(jīng)測(cè)算100Mbit／s級(jí)的帶寬即可，但核心設(shè)備需要支持吉比特級(jí)擴(kuò)展。

　　從建網(wǎng)的模式上，采用雙星型的組網(wǎng)方式，在省中心設(shè)置兩臺(tái)核心節(jié)點(diǎn)P路由器，各地市中心機(jī)房設(shè)立兩臺(tái)匯聚節(jié)點(diǎn)PE路由器。

　　核心節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)之間采用雙鏈路組網(wǎng)，形成主備。組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

　　4．4 承載同傳輸方式

　　從全省傳輸資源條件和組網(wǎng)的技術(shù)來(lái)看，目前在核心網(wǎng)上可以采用承載在SDH上的STM-1、E1和承載在MSTP上的以太網(wǎng)3種組網(wǎng)方案。

　　4．4．1 MSTP方案

　　MSTP技術(shù)具有將分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高效地映射到SDH虛容器的能力，即可以利用MSTP技術(shù)直接在傳輸SDH設(shè)備上提供以太網(wǎng)口。這種方式的顯著優(yōu)點(diǎn)是可以省去配置POS口的路由器，并且可以進(jìn)行帶寬的靈活配置，在投資上可雜瀉艽蟮慕檔汀?/p>

　　4．4．2 155Mbit／s POS組網(wǎng)

　　POS組網(wǎng)是目前采用較多的組網(wǎng)方式，技術(shù)成熟，會(huì)有較好的QoS保證，但是POS組網(wǎng)必須配置具備POS 板卡的路由器，其組網(wǎng)成本相對(duì)較高，并且要求傳輸提供155Mbit／s端口，對(duì)傳輸設(shè)備端口容量產(chǎn)生壓力。

　　4．4．3 E1組網(wǎng)

　　每個(gè)地市到省中心配置多條El鏈路，這種組網(wǎng)方式適應(yīng)于帶寬需求在20Mbit／s以下的網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，對(duì)于 OSS承載網(wǎng)而言鏈路數(shù)量較多，增加了維護(hù)、管理的難度。

　　經(jīng)過(guò)對(duì)比，選擇MSTP傳輸方案。

　　4．5 省中心結(jié)構(gòu)

　　省中心核心節(jié)點(diǎn)配置兩臺(tái)高端路由器作為承載網(wǎng)的核心P路由器，同時(shí)配置兩臺(tái)高性能三層交換機(jī)作為PE設(shè)備，對(duì)省中心的各網(wǎng)管核心服務(wù)器進(jìn)行接入。 P路由器和PE設(shè)備為口字形連接，各自通過(guò)VRRP 協(xié)議進(jìn)行熱備。P設(shè)備直接通過(guò)FE口接入MSTP傳輸網(wǎng)。

　　省中心核心節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

　　4．6 地市分公司結(jié)構(gòu)

　　在地市分公司的中心節(jié)點(diǎn)配置兩臺(tái)中端PE路由器和兩臺(tái)以太網(wǎng)交換機(jī)，負(fù)責(zé)各個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)元、終端的規(guī)范接入，通過(guò)在交換機(jī)上劃分不同的VLAN對(duì)各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行隔離，各業(yè)務(wù)接入到各自的VPN中。PE 路由器也通過(guò)VRRP協(xié)議進(jìn)行熱備。組網(wǎng)圖如圖5所示。

圖4組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

圖5組網(wǎng)圖

　　4．7 lP地址的規(guī)劃

　　IP地址的合理分配是保證網(wǎng)絡(luò)順利運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)資源有效利用的關(guān)鍵，IP地址空間分配，需與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵哟谓Y(jié)構(gòu)相適應(yīng)，既要有效地利用地址空間，又要體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和靈活性，同時(shí)能滿足路由協(xié)議的要求，以便于網(wǎng)絡(luò)中的路由聚類，減少路由器中路由表的長(zhǎng)度，減少對(duì)路由器CPU、內(nèi)存的消耗，提高路由算法的效率，加快路由變化的收斂速度，同時(shí)還要考慮到網(wǎng)絡(luò)地址的可管理性。

　　網(wǎng)絡(luò)IP地址規(guī)劃要重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)部分。

　　(1)Loopback地址：在承載網(wǎng)中P、PE設(shè)備的 Loopback接口地址采用32bit掩碼的形式；

　　(2)設(shè)備互聯(lián)地址：互聯(lián)鏈路IP地址全部采用 30bit掩碼的形式；

　　(3)業(yè)務(wù)系統(tǒng)地址：原則上原網(wǎng)管地址保持不變，以前規(guī)劃有明顯不合理的地址可利用業(yè)務(wù)割接之際統(tǒng)一修改，以便路由信息的聚合，從而降低網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的復(fù)雜性；

　　(4)由于原有承載網(wǎng)各專業(yè)獨(dú)立建網(wǎng)，IP規(guī)劃自成體系，各專業(yè)IP地址分配有可能有重合，新建承載網(wǎng)應(yīng)能滿足各專業(yè)原IP地址不變的前提下割接入網(wǎng)。

　　4．8 路由設(shè)計(jì)

　　OSS承載網(wǎng)絡(luò)的MPLS VPN的劃分和管理均在PE 節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)，各地市的節(jié)點(diǎn)路由器和省中心的核心節(jié)點(diǎn)交換機(jī)作為PE設(shè)備，構(gòu)成MPLS域，IGP采用0SPF，同時(shí)還要運(yùn)行MP—IBGP協(xié)議，用來(lái)傳遞VPN內(nèi)部路由及VPN屬性等信息；各VPN的Site與PE之間，可采用靜態(tài)路由或運(yùn)行動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，考慮到網(wǎng)管結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，采用靜態(tài)路由配置。

　　在省中心P、PE核心設(shè)備和地市PE路由器上配置VRRP虛擬路由器冗余協(xié)議，正常情況下所有VPN 業(yè)務(wù)都運(yùn)行在左側(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，如果左側(cè)硬件故障， VRRP能夠提供動(dòng)態(tài)故障轉(zhuǎn)移機(jī)制，把業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到右側(cè)熱備設(shè)備，在網(wǎng)元側(cè)和網(wǎng)管服務(wù)器側(cè)都不需要任何改動(dòng)下，完成主備設(shè)備切換，對(duì)0SS業(yè)務(wù)不造成任何影響。

　　圖6為省中心到一個(gè)地市的路由結(jié)構(gòu)圖，OSS按照不同專業(yè)分為不同的VPN，各VPN利用同一個(gè)物理承載網(wǎng)，邏輯上完全獨(dú)立分開(kāi)。移動(dòng)華為交換網(wǎng)管系統(tǒng)被分配在VPNl中，所有地市的移動(dòng)華為交換網(wǎng)元和網(wǎng)管終端、省中心網(wǎng)管服務(wù)器都在這個(gè)VPNl中，利用MPLS BGP VPN協(xié)議完成多個(gè)地市到省中心的鏈接。同理移動(dòng)三星無(wú)線專業(yè)、傳輸烽火專業(yè)被相應(yīng)分配到VPN2、VPN3中。

圖6路由結(jié)構(gòu)圖

　　4．9 剖接方案

　　新建OSS承載網(wǎng)通過(guò)MPLS BGP VPN技術(shù)把各個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)在邏輯上分離開(kāi)來(lái)，相互之間沒(méi)有任何干擾，完全等同于每個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)管自己有單獨(dú)的一個(gè)承載網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)承載網(wǎng)絡(luò)和以前承載網(wǎng)相比，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何變化，這為割接帶來(lái)了便利條件。割接準(zhǔn)備工作為在省端和市端PE設(shè)備配置上原來(lái)各網(wǎng)管系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)地址，測(cè)試 pin9通。割接時(shí)只需要保持原來(lái)IP地址不變，把網(wǎng)元和網(wǎng)管服務(wù)器接入到對(duì)應(yīng)VPN分配的相關(guān)VLAN端口中。

5.結(jié)論

　　新建OSS承載網(wǎng)用一條高速公路替代了眾多的羊腸小道，徹底解決了原來(lái)承載網(wǎng)速度慢、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障點(diǎn)多、不易維護(hù)管理等問(wèn)題，把維護(hù)人員從繁雜的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)任務(wù)中解脫出來(lái)。新承載網(wǎng)配備的VPN Manager管理平臺(tái)可以方便的對(duì)承載網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)配置、告警監(jiān)控，解決了以前對(duì)承載網(wǎng)無(wú)法監(jiān)控的狀況。同時(shí)承載網(wǎng)的雙鏈路備份機(jī)制使OSS的網(wǎng)絡(luò)安全也得到了提升。承載網(wǎng)具有良好的業(yè)務(wù)擴(kuò)展性，對(duì)以后新增的網(wǎng)管系統(tǒng)也不需要再建承載網(wǎng)，只需再新增VPN即可。

泰爾網(wǎng)