4G核心網的以太端口模式配置

文/何葆豐

隨著業務的快速發展，LTE網絡規模越來越大，核心網端口數量和類型也越來越復雜。為了做好網絡維護，提高端口的運行質量和穩定性，我們探討了端口配置對LTE核心網性能的影響，并給出了端口配置原則和注意事項，希望能對提高LTE維護水平起到拋磚引玉的作用。

1 以太網工作模式

以太網卡可以工作在兩種模式下：半雙工和全雙工。半雙工：半雙工傳輸模式實現了用于多路訪問沖突檢測的以太網載波監控。傳統的共享LAN工作在半雙工，只能同時在單個方向上傳輸數據。當同時傳輸兩個方向上的數據時，發生沖突，這降低了以太網的效率。全雙工：全雙工傳輸是使用點對點連接，這種安排并不會發生沖突，因為它們在雙絞線中利用兩個完全獨立的線路。而在雙全工模式下，沖突檢測電路是不可用的，因此每個雙全工連接僅使用一個端口進行點對點的連接。

表1：自協商配置與固定配置的比較

2 端口模式配置對LTE網絡性能的影響

端口配置決定端口的工作模式，配置不當容易產生雙工不匹配的問題。當鏈路兩端的端口雙工不匹配時，將會嚴重影響我們的網絡性能。端口異常，自協商能力寄存器出廠設置錯誤，以及鏈路質量下降，誤碼率高導致雙方LCW交換錯誤都會導致自協商失敗。對于端口異常情況引起的自協商失敗，與具體的設備有關。一般情況下，端口異常跟硬件和驅動有關，可能會對端口造成各種各樣的影響，比如端口中斷、閃斷、大量誤碼等。由于硬件或者驅動等出問題的具體情況與具體的設備有關，本文無法進一步進行詳細分析。對于自協商能力寄存器出廠設置錯誤的情況，每次協商都會得到錯誤的結果。對于這種情況引起的問題會在初次連接時出現，因此比較容易發現排除。

對于第三種情況，也就是鏈路質量下降，誤碼率高導致雙方LCW交換錯誤，從自協商過程來看，幾率非常低。即使在鏈路誤碼率高達 的情況下，LCW交換錯誤的概率也在 數量級。自協商失敗會導致端口連接失敗。另外，由于自動協商的內容包括端口速率、雙工能力、流量控制能力等，相應地，自動協商失敗可能會導致由于自動協商的內容包括端口速度、雙工能力、流量控制能力等方面的不匹配。

3 LTE核心網以太端口模式配置探討

在對LTE核心網以太端口模式配置進行討論之前，根據上述分析，小結自協商配置和固定配置各自的特點。見表1。

從上面的分析可以看到，自協商配置與固定配置各有優缺點，很難說統一按哪種配置模式比較好，需要根據實際情況確定。

表2：LTE核心網端口配置

對于LTE核心網而言,為了保障核心網業務性能的穩定性、提高維護和故障定位的準確性，并減少潛在隱患，經過充分的研究和討論,確定以下以太端口模式配置標準原則：

（1）以太端口模式配置的首要原則是使端口工作在兩端端口同時能夠支持的最大速率下。

（2）兩端的以太端口模式配置保持一致。

（3）當傳輸線支持速率低于兩邊端口同時支持的最高速率時，不應該啟動自協商配置。

（4）達到上述前提下，對端口之間業務通信性質進行分別對待,即對端口之間業務通信的連通性與通信質量的不同要求進行區分優選，針對維護和故障定位需要確定：

1.如果優選連通性，使用自動協商工作模式。

2.如果優選通信質量，使用固定配置工作模式。

端口配置完畢后，一定要查看實際的運行狀態和配置期望是否一致，特別是采用自協商配置時。只有這樣才能盡早發現問題。

4 LTE核心網端口配置

4.1 LTE核心網端口配置

LTE核心網主要由MME、SGW、PGW、防火墻及交換機、路由器和服務器組成，設備之間采用以太網端口互聯。根據端口模式配置原則，從端口之間業務通信的穩定性與通信質量要求這兩方面考慮，我們可以將LTE核心網的端口分為兩大類型。一類是業務流量大，對通信質量要求較高的端口，這類端口包括交換機-PGW接口，交換機-PGW接口，交換機-防火墻 TRUST接口，主備交換機之間的TRUNK接口，防火墻 UNTRUST至外網交換機之間的接口，這里把這類端口稱為通信質量優先端口。對于通信質量優先端口采用固定配置模式。

另一類是流量不大，對連接穩定性要求較高的端口，包括交換機到各個服務器的接口，交換機至路由器的接口，以及交換機到其它網絡元件的管理端口等，這里把這類端口稱為連通性優先端口。對于連通性優先端口采用自協商配置模式。見表2。

4.2 端口配置原則應用效果

為了提高網絡維護質量，2016年5月份省公司組織LTE技術骨干、連同設備廠家工程師經過充分的研究和討論,確定以下以太端口模式配置標準原則,并根據此原則制定了LTE核心網以太端口模式具體配置標準，用于指導實際網絡配置和新設備入網驗收的標準。

6月初，根據標準統一了LTE核心網的端口配置，完成配置修改后，從應用情況來看，主要取得了兩方面的效果。效果一，全網消除了雙工不匹配的隱患，所有端口都工作在最佳方式下，提高了網絡的通信質量。效果二，將所有連通性優先端口都統一為自協商配置后，提高連接的穩定性。具體表現為，在固定配置模式下，個別路由設備重啟后其網管端口不能正常起來，需要在端口手工插拔網線才能起來。

5 結束語

LTE核心網以IP網絡為承載，以太端口工作模式的配置是一項基礎工作，網絡運行表明其配置可以直接影響LTE業務性能以及維護工作效率。我們在日常維護工作中一定重點做好端口的配置和加強對端口工作狀態的檢查，保障網絡的高質量穩定運行，不斷提升用戶對網絡的良好感知度。