IP城域網(wǎng)家寬業(yè)務(wù)高效容災(zāi)保護(hù)方案的研究與應(yīng)用

張?jiān)ユ?周鵬 解倩倩 葛川

【摘要】? ? 隨著互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，CMNET（China Mobile Network）城域網(wǎng)已快速發(fā)展為中國移動(dòng)業(yè)務(wù)最復(fù)雜、流量最大的一張網(wǎng)，隨著電信云、物聯(lián)網(wǎng)、云網(wǎng)融合、5G智能等新業(yè)務(wù)的涌現(xiàn)，業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)可靠性要求不斷提升。為了滿足上述業(yè)務(wù)迅速上升的需求，這就要求網(wǎng)絡(luò)建設(shè)向?qū)拵Щ⒅悄芑较虬l(fā)展。使得CMNET城域網(wǎng)成為適應(yīng)上述業(yè)務(wù)需求亟待加快建設(shè)的一種網(wǎng)絡(luò)。本文探索一種高效容災(zāi)保護(hù)方案，OLT（Optical Line Terminal）雙上聯(lián)到不同的BRAS（Broadband Remote Access Server）設(shè)備，實(shí)現(xiàn)故障時(shí)用戶無感知自動(dòng)切換。

【關(guān)鍵詞】? ? CMNET 城域網(wǎng)? ? 容災(zāi)保護(hù)

一、概述

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，信息傳輸?shù)氖侄伟l(fā)生了極大的變化。人們對各種業(yè)務(wù)的需求也越來越提高，要求業(yè)務(wù)的種類越來越多樣化，如語音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻、可視化會議等各種業(yè)務(wù)，使得寬帶網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定需求迅速上升。目前主流的組網(wǎng)是OLT單上聯(lián)或雙上聯(lián)到同一臺BRAS設(shè)備，如下圖1和圖2所示：

OLT單上聯(lián)無法實(shí)現(xiàn)容災(zāi)備份效果，OLT雙上聯(lián)同一臺BRAS只能實(shí)現(xiàn)OLT到BRAS之間的鏈路級保護(hù)，當(dāng)由于斷電、BRAS設(shè)備本身故障重啟等各種原因?qū)е碌腂RAS設(shè)備故障、BRAS雙上聯(lián)故障時(shí)，BRAS退出服務(wù)，下掛的業(yè)務(wù)直接中斷，無法實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用，因此探索一種新的BRAS設(shè)備保護(hù)容災(zāi)機(jī)制：OLT雙跨至不同的BRAS，實(shí)現(xiàn)鏈路級、設(shè)備級的業(yè)務(wù)保護(hù)。

二、 OLT雙跨至不同的BRAS組網(wǎng)方案

2.1方案描述

OLT出2條或者多條鏈路上聯(lián)至不同的BRAS設(shè)備，如下圖3和圖4所示。

當(dāng)其中一臺BRAS設(shè)備所有上聯(lián)均中斷或者發(fā)生BRAS設(shè)備掉電宕機(jī)、重啟等導(dǎo)致業(yè)務(wù)不可用時(shí)，家寬、OTV等動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)用戶通過自動(dòng)重新?lián)芴枌?shí)現(xiàn)雙BRAS接入，當(dāng)OLT單邊接入故障時(shí)，用戶自動(dòng)重新?lián)芴柕搅硪慌_BRAS，用戶無感知。

單播業(yè)務(wù)包括家庭寬帶、電視點(diǎn)播業(yè)務(wù)和語音固話，業(yè)務(wù)故障時(shí)，需要寬帶用戶重新發(fā)起PADI請求，電視和語音業(yè)務(wù)重新發(fā)起DHCP請求。鏈路故障時(shí)，該OLT下的部分用戶會到另一BRAS接口重新上線。業(yè)務(wù)中斷后，寬帶用戶能自動(dòng)撥號，電視和語音用戶需要重啟STB和ONU，重新發(fā)起DHCP請求上線。如圖5和圖6所示。

2.2數(shù)據(jù)規(guī)劃

OLT雙上行連到兩臺BRAS，兩臺BRAS可以做冷備，也可以做熱備。

根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)情況，針對現(xiàn)網(wǎng)的靜態(tài)、PPPoE 用戶業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)備份。通過主備方式雙歸到兩臺BRAS上實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)保護(hù);管理通道通過VRRP 協(xié)議選舉出主備鏈路，實(shí)現(xiàn)障檢測和主備切換;業(yè)務(wù)通道通過奇偶MAC延時(shí)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)負(fù)載分擔(dān)和保護(hù)。通過鏈路捆綁運(yùn)行 LACP 協(xié)議，避免單纖故障;根據(jù) ARP自動(dòng)刷新周期時(shí)間，刷新下掛用戶的 MAC 表項(xiàng)，奇偶MAC延時(shí)接入策略控制實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)上下行流量引導(dǎo)。

在雙鏈路都正常時(shí)，OLT上行認(rèn)證請求報(bào)文向兩臺BRAS都會發(fā)，OLT會選擇最先回應(yīng)的BRAS作為后續(xù)用戶流量轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，通常會配置奇偶MAC延時(shí)，比如奇MAC地址的優(yōu)先上A設(shè)備，偶MAC地址的優(yōu)先上B設(shè)備，實(shí)現(xiàn)流量基本負(fù)載均勻。

當(dāng)A設(shè)備的鏈路DOWN了，經(jīng)過該鏈路的用戶流量斷流后，會掉線再上線到B設(shè)備。

2.3實(shí)施方案

BRAS-1和BRAS-2部署奇偶MAC延遲接入，偶MAC用戶在BRAS-1接入時(shí)有1s（可配置）的延時(shí)，因此優(yōu)先從BRAS-2接入，同理奇MAC用戶在BRAS-2接入時(shí)有1s（可配置）的延時(shí)，因此優(yōu)先從BRAS-1接入。由于奇偶MAC的隨機(jī)性，日常兩邊流量基本能達(dá)到均衡。

三、現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用

自2018年以來，各地市OLT雙跨組網(wǎng)改造試點(diǎn)效果顯著，在歷次的BRAS設(shè)備中斷故障中，由于雙跨的OLT下掛用戶可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，大大減少對業(yè)務(wù)的影響，投訴量并未大幅上升，提高了用戶感知和用戶滿意度。鑒于在歷史故障中的應(yīng)用效果，OLT雙跨組網(wǎng)的推動(dòng)改造非常值得推廣。

四、結(jié)束語

近5年是國家"寬帶中國"戰(zhàn)略的優(yōu)化升級階段，也是寬帶網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，技術(shù)提升，客戶服務(wù)質(zhì)量發(fā)展的重要階段.最后，根據(jù)評估分析的結(jié)果，提出相對應(yīng)的措施和建議，以提高移動(dòng)家寬業(yè)務(wù)的客戶滿意度，提出針對性的改進(jìn)措施，從而促進(jìn)其家寬業(yè)務(wù)的發(fā)展，有效提升企業(yè)競爭力. 通過分析可以得知，建立災(zāi)備可以有效保護(hù)家寬。

隨著IP技術(shù)的飛速發(fā)展，各種增值業(yè)務(wù)在互聯(lián)網(wǎng)上得到了廣泛的應(yīng)用。新興的IPTV、5G、大客戶專線和VPN互聯(lián)等重要的電信級業(yè)務(wù)，對IP電信網(wǎng)的可靠性提出了很高的要求。電信級業(yè)務(wù)對于IP網(wǎng)絡(luò)的可靠性主要包括三個(gè)層面：設(shè)備可靠性、鏈路可靠性和網(wǎng)絡(luò)可靠性。在城域網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可用性要求達(dá)到99.999%，大致相當(dāng)于設(shè)備在一年的連續(xù)運(yùn)行中因各種可能原因造成停機(jī)維護(hù)的時(shí)間少于5分鐘。

家寬業(yè)務(wù)容災(zāi)保護(hù)方案對于故障發(fā)生時(shí)業(yè)務(wù)不受影響，用戶無感知自動(dòng)切換，即實(shí)用又符合當(dāng)下集團(tuán)公司降本增效的號召，值得推廣。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]Todd Lammle.CCNA 學(xué)習(xí)指南[M].北京： 電子工業(yè)出版社.

[2]張耿， 周璇.華為接入網(wǎng)維護(hù)寶典[Z].華為技術(shù)有限公司.

[3]Mark A·Sportack.IP 尋址技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社.

[4]張旺，王茹.華為寬帶接入服務(wù)器 BRAS 維護(hù)寶典[Z].華為技術(shù)有限公司.