城域网公用接入平台可靠性保护解决方案.doc

城域网公用接入平台可靠性保护解决方案窗体顶端请您评价此文窗体底端在城域网公用接入平台中，华为公司目前提供全面的电信级保护解决方案，既包括在环网状态下的RPR/RRPP解决方案，也包括在数型组网下的SMART LINK解决方案，另外，利用MPLS对业务的良好承载及所具有的快速故障检测和倒换技术，通过在城域网公用接入平台部署MPLS技术，达到对业务电信级保护的要求。RPR城域网公用接入平台解决方案RPR技术概述RPR（Resilient Packet Ring）弹性分组环技术集中了多种技术的优点，包括IP的智能化、以太网的经济性和光纤环网的高可靠性等。RPR的物理层可以是SDH/SONET，也可以是以太网，RPR环网采用了类似SDH的环形结构，内外分别是互逆的1环和0环，环上的每段光路工作在同一速率上，和SDH环网不同的是，RPR的双环都能够传送数据，提高了环网带宽的利用效率，同时RPR环也继承了SDH环的一大特点，就是故障倒换、自愈能力非常强，能够实现50ms时间内的故障保护切换。在RPR环上，当任意一点故障时，相应节点迅速感知，并启动倒换机制，在故障链路两端的节点内部把0环和1环连接在一起，重新形成一个新的环网，RPR的倒换分为绕回倒换和就近倒换，华为公司结合了两种倒换的优点，首先进行绕回倒换，待拓扑稳定后，倒换改为就近倒换，这种机制可以最快速度倒换链路并最大限度避免报文的丢弃，当环上故障消除后，RPR环可以自动感知并采取适当的措施恢复原来的环网数据传送。除了RPR优秀的故障倒换和自愈功能外，RPR帧结构中包含了大量用于性能管理、故障管理和配置管理的多种参数，为RPR的运行维护管理（OAM）奠定了良好的基础，另外，RPR还可以实现QOS调度，公平算法以及即插即用等功能，是一种功能强大的环网技术。华为公司产品对RPR的支持华为公司多款产品对RPR技术都有很好的支持，包括NE系列路由器中的大部分产品，如NE40&NE40E，NE80&NE80E等，另外S8500系列交换机也对RPR技术有全面的支持，NE40&NE80支持2.5G RPR环，NE40E&NE80E可以支持10G的RPR环，S8500系列交换机可以支持GE 、2.5G和10G RPR环，根据运营商接入网的实际情况，这些设备可以灵活搭配，在接入网实现不同带宽的RPR环网保护，NE80E系列路由器一般在核心网中使用，接入网RPR环网不考虑。RPR在公用接入平台中的应用在城域网公用接入平台中，综合考虑用户数量、建网成本等实际情况，可以选择不同的RPR组网方案，包括S85单独组网，NE40E&NE40单独组网或NE40E&NE40+S85的RPR混合组网等多种方式。上图是几种典型的RPR组网方案，主要选用了NE40E和S85设备，分别组成了GE、2.5G及10G的RPR环网，位于接入网汇聚出口位置的RPR交换机需要和BAS、SR设备分别相连，作为所有业务的出口，一般选用大容量的S85交换机或功能丰富的NE40E路由器，环上的其它交换机一般直接面对客户或做业务汇聚接入，一般使用中小容量S85交换机即可，普通业务的接入设备一般通过单链接入RPR交换机，一些重要业务，如NGN中的AG设备往往通过双链接入RPR交换机（AG通常自身具有主备双上行链路），在正常情况下，各种业务流按照预先分配的通道在0环或1环传输，到BAS或SR终结，当网络出现故障时，RPR迅速启动倒换机制，业务通过另外一个环沿相反方向传送到业务终结点，对于单链接入RPR环的设备，如果直连的RPR交换机故障，也务将不能继续，对于双链接入的设备，如AG，当直连的RPR交换机故障时，配合AG自身的主备倒换能力，业务可以切换到另外一台RPR交换机上，进一步增加了对重要业务的可靠性保护。整个RPR环网故障切换迅速、及时，完全满足了电信级业务的需求。RRPP城域接入网解决方案RRPP概述RRPP(Rapid Ring Protection Protocol) 技术是一种专门应用于以太网环的链路层协议，RRPP环网上存在一个控制VLAN和多个数据VLAN，控制VLAN负责维护环网状态协议报文的传送，数据VLAN负责转发业务流量，控制VLAN通过传送协议报文，很好的防止数据环路引起的广播风暴，当以太网环上链路或设备故障时，能迅速切换到备份链路，保证业务快速恢复，以太环网上任一链路或节点发生故障时，RRPP解决方案能保证倒换时间在50-200ms之内。相对于RPR环网解决方案，RRPP最明显的特点就是现有的城域以太网设备不用做任何改变，仅对软件进行适当升级就可以支持RRPP协议，不需要增加和改变硬件，最大程度保护了现有投资。华为产品对RRPP的支持华为公司S3500、S6500及S8500系列交换机全面支持RRPP，S3500系列交换机是华为公司为充分满足高QOS保证的需求而推出的智能型以太网交换机，支持RRPP协议，可以用在小型的城域接入RRPP环网或企业不同驻地互联的RRPP环网中，S6500系列高端多业务路由交换机是华为公司面向IP城域网、大型企业网及园区网用户开发的大容量、高密度、模块化的二、三层线速以太网交换机产品，支持RRPP，可在城域网公用接入平台的RRPP环网中使用，S8500系列核心路由交换机（以下简称S8500）是由华为公司自主开发的高性能核心路由交换机产品，提供大容量、高密度、模块化的二到四层线速转发性能，具有强大的IP路由性能，可广泛应用于构建IP城域网、大型园区网的网络骨干、交换核心和汇聚中心。S8500交换机支持RRPP，可以在大型的城域网公用接入平台汇聚层的RRPP环网中使用。RRPP在接入平台中的应用和RPR组网应用非常类似，只是组成环网的设备档次要求相对较低，S35，S65,S85或几种交换机的组合都可以组成RRPP环网，S35 RRPP环网一般用在园区网或公用接入平台汇聚层RRPP环网下挂的接入层的RRPP环网，S65 RRPP环网一般应用在用户规模相对较低的城域接入网接入层面，S85 RRPP环网一般应用在用户规模相对较大及其他QOS要求相对较高的城域接入网汇聚层面。RRPP环网端口以TRUNK方式连接，允许所有VLAN的数据通过，包括控制VLAN以及数据VLAN，正常情况下，所有数据流量不能通过主节点的副端口，防止流量环路，同时主节点的副端口处理控制VLAN的数据，维护环路状态，当环网任何一点发生故障时，相应传输节点发出通知报文，主节点就会放开副端口，保证数据正常传输，当链路恢复时，相应传输节点发出通知报文，主节点采取相应机制，使报文按正常环路传输，整个链路切换过程在200ms之内完成，最大限度的保护了承载业务的完整性。其实，在RRPP的使用环境中,还可能有更复杂的组网，比如相交环，双归属相交环等，对于这些组网，华为公司也全面支持，具体实现细节，请参看“RRPP技术白皮书”。SMART LINK城域接入网解决方案SMART LINK概述SMART LINK是华为公司专为双上行树型网络的可靠性保护开发的，可以实现主备链路冗余备份及快速迁移，是一个简单实用的链路快速保护技术。和STP相比，Smart Link有如下特点： 专用于双上行组网的主备备份。 响应速度快，达到电信级保护的要求。 配置及操作简单。华为公司产品对SMART LINK技术的支持华为公司S8500系列交换机全面支持SMART LINK技术，SMART LINK在S85交换机上配置简单，只需要在一个LINK组里配置两个端口，一个为主端口，一个为备份端口，正常情况下主端口转发，主端口故障时，业务切换到备份端口转发，S85交换机判断主端口是否故障主要包括端口DOWN，、单通以及OAM机制，端口DOWN是传统以太网判断链路状态的依据，以太OAM机制丰富了以太网链路状态判断的手段，可以进行端到端的链路状态判断，避免链路中间加入有源设备后状态判断的不准确性，单通判断也使用了以太OAM技术，主要适用于光口单通的判断，OAM机制的实现确保了链路状态判断的准确性和及时性，确保倒换在最短时间内进行。另外，S85交换机增加了上、下行链路的联动机制，即MONITOR LINK机制，当上行链路出现故障时，会强制MONITOR组中下行LINK端口状态失败，确保数据不再往此链路上转发，MONITOR LINK对端口故障的判断和SMART LINK采用的机制一样。华为公司SMART LINK在城域接入网中的应用如上图所示。S85交换机组成了树型双上行网络，在左侧的拓扑图中，S85上行两条链路分别接入上层不同的两台交换机，两条上行链路启用SMART LINK功能，一主一备，正常情况下用户业务沿着主用链路传送，当主用链路故障时，业务迅速切换到备用链路上，切换速度在亚秒级范围内，保证了电信业务的正常转发，对于一些重要的业务，比如NGN业务，业务接入设备AG本身就具有双链路上行，在这种情况下，可以采用上图右侧的拓扑，AG两条链路分别接入上层的两台S8500设备，在S8500上启用MONITOR LINK功能，当监控到上行链路故障时，强制下行链路故障，AG感知后，会自动通过备用链路把业务上送到另外一台上层交换机，保证语音业务的正常运行，避免了当无法感知的上层链路故障后业务仍盲目地朝此方向发送业务的错误。城域网接入平台MPLS到边缘解决方案MPLS到边缘概述在接入网的建设中，目前推出了MPLS部署到边缘的概念，它在保证多业务安全开展的同时，利用MPLS的一些保护技术如LDP FRR、TE FRR或MPLS OAM等，对网络故障可以提供电信级保护倒换，MPLS到边缘目前主要包括静态LSP和VPLS到边缘两种方案： 静态LSP方案概述在静态LSP方案中，汇聚交换机和接入交换机上需要启用VLL功能，每个接入交换机和两个汇聚交换机之间分别建立静态LSP，一主一备，通过MPLS OAM对LSP进行监控，发现主用LSP故障后，业务立即切换到备用LSP上，倒换时间可以控制在毫秒级别。 VPLS到边缘概述在VPLS到边缘方案中，接入交换机和汇聚交换机设备上需要启用VPLS功能，在接入交换机到两个汇聚交换机之间分别建立PW，当接入交换机和汇聚交换机之间的节点或链路故障时，采用IGP快速收敛、LDP FRR技术对PW进行保护，当汇聚交换机或者汇聚交换机之上的设备或链路故障时，依靠VRRP切换对业务进行保护。备注：以上主要是指单播业务的保护，组播业务保护请参考华为相关资料。 静态LSP解决方案，简单实用，适合国内运营商的实际情况，VPLS技术目前还在发展之中，各个设备厂家在实现过程中还存在标准统一问题，目前主要在国外一些运营商有少量应用，华为公司提供对以上两种方案的全面支持。华为公司产品对MPLS到边缘方案的支持静态LSP方案，实现方法简单，接入交换机选用中小容量的S8500交换机，汇聚交换机使用大容量的S8500交换机即可。S8500交换机支持主备静态LSP的配置，可以保证正常情况下业务在主用LSP转发，备用LSP不转发业务，通过MPLS OAM对接入交换机和汇聚交换机之间的LSP监控，在主用LSP故障时，业务迅速切换到备用LSP通道上，切换时间控制在毫秒级，满足电信业务的需求。VPLS到边缘方案，接入交换机和汇聚交换机要求支持VPLS功能，一般使用路由器完成组网，比如NE40E等。MPLS到边缘方案在接入网平台中的应用（1）静态LSP解决方案在接入网平台中的应用如上图所示，接入交换机和汇聚交换机上启用VLL功能，每个接入交换机到两个汇聚交换机分别建立一个静态LSP，一主一备，每种业务在LSP通道上建立对应的VLL，用户业务在接入交换机之下和汇聚交换机之上是以太表示方式（一般使用QinQ对业务进行区分），用户业务在接入交换机和汇聚交换机之间通过主用VLL透明传送，接入平台启用MPLS OAM功能，对LSP通道进行监控，一旦发现主用通道故障，业务迅速切换到备用LSP通道，切换速度在ms级别，可以满足电信级业务的需求。另外，两个业务控制层设备之间启用VRRP+BFD功能，当汇聚交换机之上的链路或业务控制层设备故障时，业务随VRRP状态切换到新的链路，业务控制层设备切换时，PPPOE用户需要重新拨号，其他业务比如VOIP和VOD不会感知。（2）VPLS到边缘解决方案在接入网平台中的应用如上图所示，在VPLS到边缘解决方案中，接入交换机和汇聚交换机设备上全部启用VPLS功能，在汇聚交换机和接入交换机上为每个业务建立一个VSI，每个接入交换机到两个汇聚交换机分别建立PW，同时提供两个上行通道，不分主备，业务控制层设备启用VRRP协议，保证同时只有一台设备主用，用户业务在接入交换机之下和汇聚交换机之上是以太表示方式（一般使用QinQ对业务进行区分），用户业务在接入交换机和汇聚交换机之间通过VPLS透明转发。当汇聚交换机、业务控制层设备及他们之间的链路出现故障时，主要靠VRRP状态切换触发业务沿另外一个通道上行，当接入交换机和汇聚交换机之间的链路或设备故障时，主要靠IGP快速收敛以及LDP FRR对通道进行保护。业务控制层设备切换时，PPPOE用户需要重新拨号，其他业务比如VOIP和VOD不会感知。RPR/RRPP都是当前在接入网环网中使用的主流技术，他们可以确保接入网承载业务的电信级可靠性，RPR需要专门的硬件支持，但RRP提供了相对更严格的电信级保护要求，另外，通过RPR控制报文，承载