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1、1,移动IP承载网,中国移动通信集团四川有限公司 网络管理中心技术支持中心 2009年3月,2,IP承载网络结构,IP承载网的作用,IP承载网的现网设备基础知识,IP承载网的性能指标,IP承载网的高可靠性方案,业务接入的流量疏导,典型案例,必须熟记的几个名词,3,IP承载网位置,业务层面,业务网络,IP承载网络,传送网,其他业务,移动数据业务,互联网业务,梦网短信,MMS,Email,WWW,增值业务网络,信令网络,IT系统支撑网,GPRS核心网,3G核心网,其他网络,汇接软交换网,IP专网,CMNET,IP VPN业务网,VOIP,IP VPN,互联网业务网,VOIP网,SDH,WDM,CN
2、GI,中国移动广义的IP承载网概念,四川移动的IP专网概念,6,建设了两张网络,一张是省内,一张是省际,早期建设中省内承载网承载了部分话务,但最终信令和话务会全部割接到省际网上。,四川移动的IP承载网概念,7,四川省际IP承载网由2台RR(NE40),2台CR(NE5000E),40台AR(NE80E)组成。在成都府青机房、高升桥机房2个节点设置汇接节点。,省内IP承载网由2台RR(NE40),2台BR(NE5000E),42台AR(NE80E)组成。在成都府青机房、高升桥机房2个节点设置汇接节点;,四川做为省际IP承载网八大核心节点省份之一,IP专网(省际IP承载网),我们最常提到的IP承载
3、网通常是指IP专网,也就通常我们提到的省际IP承载网,Page 9,移动IP专用承载网8大核心节点,二期网络核心节点设计,在北京、上海、广州、沈阳、南京、武汉、成都和西安8个城市分别配置2台核心路由器NE5000E(CR),构成8对核心节点; 核心节点CR之间采用对称的不完全网状连接方式;根据光缆路由的实际走向及彼此业务的相关性,任何1对同城市的核心节点CR路由器至少与2对其它城市核心节点的CR路由器相联;在每对核心节点CR1、CR2之间建立互联链路;,北京,沈阳,西安,南京,上海,武汉,成都,广州,Page 10,汇聚节点到核心节点连接方案,BR/AR设备采用NE80/NE80E,构成各省市
4、的汇聚和接入节点 方式一:继续保持目前接入节点到核心节点的连接方式,主要是有大区核心的BR/AR节点; 方式二:对于部分存在流量迂回的节点采用跨大区连接方式; 方式三:对于部分存在流量迂回且传输资源有限的节点。,CR1,BR/AR,CR1,CR2,BR/AR,CR1,CR2,BR/AR,BR/AR,方式一 现网方案,方式二,方式三,IP专网,Page 12,移动IP专用承载网核心网元路径信息表,通过路径信息表了解网络流量模型,是维护中的重要使用工具,四川移动省际IP承载网,Page 14,四川移动IP承载网四大资源表格,资源表反映了整个承载网的情况,是故障分析,故障影响范围判断的极其重要的工具
5、。,地市公司省际IP承载网结构,在AR设备以下是CE设备,CE设备以下才是软交换设备,在CE上目前承载媒体和信令的业务,华为CE设备组网方案,CE1,Multi-Instance OSPF,CE2,AR1,AR2,GE/PoS,1XGE,1XGE,2XGE,Media,signaling,NGN Bearer Backbone,MSoftX,UMG,通过子接口区分媒体和信令业务,软交换业务系统,Page 18,媒体信令CE设备外部连接方案,媒体 vrf,信令 vrf,网管 vrf,媒体 vrf,信令 vrf,媒体 vrf,信令 vrf,网管 vrf,媒体 vrf,信令 vrf,媒体流,MGW,
6、主,主,信令模块,备,主,MSC SERVER,信令模块,备,主,AR路由器,业务节点,媒体信令 CE设备,OSPF1,OSPF2,OSPF1,OSPF2,OSPF1,OSPF2,LDP,LDP,LDP,媒体信令CE设置两个vrf,对应PE路由器的vrf,作为业务节点的路由网关,CE与PE路由器之间运行vrf to vrf多实例OSPF路由协议; PE路由器将vrf的OSPF路由引入到MP-BGP,并且将远端通过MP-BGP发布过来的路由引入OSPF; CE设备之间根据需要启动VRRP协议。,VRRP,19,IP承载网络结构,IP承载网的作用,IP承载网的现网设备基础知识,IP承载网的性能指标
7、,IP承载网的高可靠性方案,业务接入的流量疏导,典型案例,20,本节需要熟记的名词,省际IP承载网的作用,21,中国移动软交网络采用控制与承载相分离的软交换构架,并承载在IP专网上。因此就目前来说IP承载网的作用就是承载软交换信令和媒体及CE设备网管数据流。,眉山语音业务结构图,22,目前的IP化只是长途话务和信令的IP化,长途话务按照一定比例在TMG和传统汇接间疏导。,眉山GM5乐山GS8,23,传输展开图,24,将上图标注为红色部分展开后,得到下图:,移动软交换接口-协议-功能表,红框部分就是目前实现IP化的协议,省际IP承载网软交换业务承载情况,26,目前省内IP承载网的主要作用,27,
8、主要用于网管数据承载,例如爱立信的APG改造,28,IP承载网络结构,IP承载网的作用,IP承载网的现网设备基础知识,IP承载网的性能指标,IP承载网的高可靠性方案,业务接入的流量疏导,典型案例,IP承载网设备选型,中国移动IP承载网目前全网采用华为、思科和阿尔卡特公司的网络设备进行网络部署; 8个核心汇接节点的核心路由器(CR)全部采用华为NE5000E;在汇聚节点中,广州(BR1、BR2)、深圳(BR1、BR2)、青岛(BR1、BR2)采用华为NE5000E,无锡(BR1、BR2)采用思科GSR12816,其他BR采用华为NE80E;各省接入节点中,采用华为NE80E/NE40E、思科GS
9、R12416、阿尔卡特7750作为接入路由器(AR) 四川全部采用华为设备,CR(NE5000E),AR(NE80E,CE,RR(NE40E),华为NE5000E&NE80E,30,NE80,眉山AR设备面板,NE5000,华为NE40E,31,眉山设备面板,设备面板表,32,CE设备的设备面板表,33,单板功能,34,NE80E业务板接口属性速查表,35,华为产品速查手册,36,37,IP承载网络结构,IP承载网的作用,IP承载网的现网设备基础知识,IP承载网的性能指标,IP承载网的高可靠性方案,业务接入的流量疏导,典型案例,IP承载网性能指标,设备可用率(=99.999%) CPU平均负荷
10、(=50%) 内存平均利用率(=50%) 网内任意两个路由器之间时延(1000公里以内=40ms,2000公里以内=60ms,3000公里以内=80ms); 网内任意两个路由器之间标准方差时延(1000公里以内=4ms,2000公里以内=6ms,3000公里以内=8ms); 网内任意两个路由器之间丢包率(=0.1%); 任意两路由器间的链路平均带宽利用率(=50%); 任意两路由器间的链路峰值带宽利用率(=70%)。 上述IP承载网及CE运行质量指标项目与设定门限可根据实际的网络运行维护需要做适当的调整,集团公司下发的IP承载网及CE网络运行质量指标如下:,IP网络是“尽力而为”的包交换网络,
11、对于网络质量是不提供保证的,因此,对于利用IP网络提供话音承载,影响质量最主要的是时延、时延抖动、丢包,业界默认的工程实施指标为:端到端时延小于400ms(包括终端、MGW等的处理时延在内),时延抖动小于20ms,丢包率小于1%。,指标定义及公式,抖动算法,时延抖动平方(ms2): (A+D)(C+F)-(B-E)(B-E)/(A+D)(A+D) + (G+J)(I+L)-(H-K)(H-K)/(G+J)(G+J) 时延抖动(ms): 平方根 of 时延抖动平方,性能指标对业务的影响,41,抖动对话音的影响,丢包率对话音的影响,Page 42,故障切换时间对业务的影响,注意:可靠性指标为:全网
12、端到端的1s左右故障切换保护,充分满足语音业务的高可靠要求。,Page 43,中国移动IP专网性能指标(语音为例),二期工程QoS目标,语音业务QoS要求: 单向端到端传输时延小于50ms; IP承载网的抖动应小于10ms; 丢包率要求小于1%;,信令业务QoS要求: 传输时延小于100ms; 时延抖动小于10ms; IP网络丢包率小于0.1%;,Average End to End voice time delay assignment:,IP BACKBONE,BSS/RAN,MGW,MGW,BSS/RAN,75ms,75ms,25ms,25ms,50ms,250ms,44,IP承载网络结
13、构,IP承载网的作用,IP承载网的现网设备基础知识,IP承载网的性能指标,IP承载网的高可靠性方案,业务接入的流量疏导,典型案例,Page 45,故障检测 SDH 传输告警 敏感 APDP(华为私有) BFD 业务快速恢复 APDP&接口备份 IP FRR LDP FRR MPLS TE FRR VPN FRR (华为私有) 网络快速收敛 IS-IS FC(fast convergence) BGP FC,承载网高可靠性技术,Page 46,网络设计端到端主备路径带宽预留,MGW,MGW,MGW,MGW,MSC Server,MSC Server,MSC Server,H.248,AR,AR,
14、CR,CR,CR,CR,UMG,UMG,主用路径,次优路径,本期工程语音业务流量主要横向流量,网状结构;,逻辑双平面,为重要业务规划端到端主用路径和次优路径,预留带宽,兼顾可靠性和服务质量。,Page 47,IP专网带宽使用策略,端口带宽,语音,NC 信令,网管,其它,网络按照NC业务和语音信令业务总和规划带宽 NC和信令业务严格优先保证,不限制带宽使用上限 语音业务可以抢占带宽,但是不超过其上限,其带宽可供其它业务使用 网管和七号信令检测等其它业务在剩余带宽中按照权重比进行分配 其它业务尽力转发,Page 48,Diff-serv业务优先级标记,AR/BR路由器基于端口开启优先级标记,采用E
15、-LSP方式; CR路由器实现内层LSP和外层LSP之间映射。,Page 49,IP专网QoS设计方案,Page 50,承载网高可靠性技术,主路径,快速检测,流量快速切换 到临时路径,网络快速收敛 并将流量 切换到次优路径,Page 51,MPLS TE应用,AR,AR,CR,CR,CR,CR,UMG,UMG,主用路径,次优路径,临时路径,在长途传输链路故障情况下,采用TE(主备TE)作为端到端IGP/LDP 收敛过程中业务的临时转发路径,提供端到端业务的故障快速保护: 如果传输故障恢复先于IGP/LDP快速收敛,流量恢复到主用路径 如果传输故障恢复后于IGP/LDP快速收敛,流量先切换到次优
16、路径,Page 52,PoS告警敏感快速检测PoS链路故障,链路故障,没有配置PoS告警敏感的情况下无法快速感知 需要等待PPP Keepalive超时,配置PoS告警敏感的情况下一旦收到告警信号 快速将端口置为Down,告警信号:Lais Lrdi Pais等,告警信号:Lais Lrdi Pais等,告警信号:Lais Lrdi Pais等,告警信号:Lais Lrdi Pais等,Page 53,端口抑制,Carrier up-hold-time x Carrier down-hold-time x,1: 防止端口的频繁变化引起协议的频繁计算 2:感知到链路故障后 先观望一段时间 给传输
17、提供自我恢复的机会,Page 54,iSPF PRC 智能定时器 BGP FC,ARAR端到端故障保护(ISIS FC BGP FC),Page 55,IGP快速收敛,iSPF:增量SPF计算。除第一次计算时需要计算全部节点外,每次链路的变化只 计算受到影响的部分并能保证最短路径树(SPT)的完整,PRC:部分路由计算,常常与iSPF结合在一起工作,如经过iSPF计算后SPT发生了 改变,此时由PRC来更新变化的节点上的所有叶子即可。路由器代表节点 路由器宣告的路由代表叶子,Page 56,IGP快速收敛,LSP快速扩散: 收到LSP后 ,快速将LSP扩散出去 LSP生成智能定时器:发生链路变
18、化后,快速生成新的LSP并发送出去 SPF智能定时器:timer spf max-intervalinitial-intervalincre-interval,Page 57,BGP 快速收敛:(Next-Hop Address Tracking),PE,PE,P,路由收敛,软交换VPN RD: 100:1 10.1.1.0/24,软交换VPN RD: 100:1 10.1.2.0/24,RIB: 1.1.1.1/24 NH:E0 BGP VPNv4 100:1-10.1.1.0/24 NH:1.1.1.1,Loopback 0:1.1.1.1,E0,RIB: 2.2.2.2/24 NH:E1
19、 BGP VPNv4 100:1-10.1.1.0/24 NH:2.2.2.2,Loopback 0:2.2.2.2,E1,NHT技术通过IGP与BGP的联动(IGP的变化信息及时的通告给BGP)加快了BGP路由的收敛速度,Page 58,VLAN Damping(华为私有),VLAN Damping 特性是专门针对本次工程中软交换UMG设备的主备GE口问题。 UMG的主备GE口一个主用一个备用,两个GE接口对应1个IP地址,对AR来说需要将这两个接口划到一个VLAN中,但是UMG主备GE口倒换的时候会存在一个两个端口同时Down掉的瞬间,而NE40侧的VLAN会随之Down掉再恢复,这个时间
20、较长(秒级)。 VLAN Damping特性可以设置VLAN在多长时间内,即使VLAN内所有端口都Down掉VLAN仍能保持UP,本次工程Damping时间统一设置为3,Page 59,链路捆绑负载分担(IP-Trunk),通过设置门限,可以保证在捆绑的链路总带宽小于一个阀值时将IpTrunk接口Down掉,流量收敛到其他链路。避免了带宽不足时流量依然拥挤到这条链路上。 IPtrunk方式节省IP地址。并能天然规避IGP负载分担 IPtrunk方式方便进行链路扩容。新增的链路只需加入原有的IPtrunk即可。,业务流,业务流,业务流,业务流,链路捆绑,PoS,IP-Trunk,60,IP承载网
21、络结构,IP承载网的作用,IP承载网的现网设备基础知识,IP承载网的性能指标,IP承载网的高可靠性方案,业务接入的流量疏导,典型案例,PE1,PE2,NGN Bearer Backbone,CE5到MGW链路中断,CE5,CE6,Media:MGW,M,B,VRRP IP1,IP4,VRRP Master 聚合10.131.243.0/24,二、三层混合链路,IP2,IP3,VRRP Backup 聚合10.131.243.0/24,BGP中network 10.131.243.0/24,BGP中network 10.131.243.0/24,PE1,PE2,NGN Bearer Backbo
22、ne,CE5到AR1链路中断,CE5,CE6,Media:MGW,M,B,VRRP IP1-1,IP1-4,VRRP Master 聚合10.131.243.0/24,二、三层混合链路,IP1-2,IP1-3,VRRP Backup 聚合10.131.243.0/24,BGP中network 10.131.243.0/24,BGP中network 10.131.243.0/24,发布的地址撤销,承载网会收敛到AR2,远端的PE按照承载网原则BGP选择AR2,远端的PE按照承载网原则BGP选择AR2,丢失,PE1,PE2,NGN Bearer Backbone,CE5到CE6链路全部中断,CE5
23、,CE6,Media:MGW,M,B,VRRP IP1,IP4,VRRP Master 聚合10.131.243.0/24,二、三层混合链路,IP2,IP3,VRRP Master 聚合10.131.243.0/24,BGP中network 10.131.243.0/24,BGP中network 10.131.243.0/24,远端的PE按照承载网原则BGP选择AR1,远端的PE按照承载网原则BGP选择AR2,PE1,PE2,NGN Bearer Backbone,CE5到AR1物理链路+MGW到CE5链路中断,CE5,CE6,Media:MGW,M,B,VRRP IP1,IP4,VRRP M
24、aster 聚合10.131.243.0/24,二、三层混合链路,IP2,IP3,VRRP Backup 聚合10.131.243.0/24,BGP中network 10.131.243.0/24,BGP中network 10.131.243.0/24,远端的PE按照承载网原则BGP选择AR2,远端的PE按照承载网原则BGP选择AR2,发布的地址撤销,PE1,PE2,NGN Bearer Backbone,模拟CE5掉电,CE5,CE6,Media:MGW,M,B,VRRP IP1,IP4,VRRP Master 聚合10.131.243.0/24,二、三层混合链路,IP2,IP3,VRRP
25、Master 聚合10.131.243.0/24,BGP中network 10.131.243.0/24,BGP中network 10.131.243.0/24,远端的PE按照承载网原则BGP选择AR2,远端的PE按照承载网原则BGP选择AR2,发布的地址撤销,PE1,PE2,NGN Bearer Backbone,华为软交换和华为CE设备:CE5到CE6链路全部中断,CE5,CE6,Media:MGW,M,M,IP1-1,IP2-1,聚合10.131.243.0/25,二、三层混合链路,IP1-2,IP2-2,聚合10.131.243.128/25,BGP中network 10.131.24
26、3.128/25,BGP中network 10.131.243.0/25,远端的PE按照承载网原则BGP选择AR1,远端的PE按照承载网原则BGP选择AR2,PE1,PE2,NGN Bearer Backbone,华为软交换和华为CE设备:CE5到CE6链路全部中断,CE5,CE6,Media:MGW,M,M,IP1-1,IP2-1,聚合10.131.243.0/25,二、三层混合链路,IP1-2,IP2-2,聚合10.131.243.128/25,BGP中network 10.131.243.128/25,BGP中network 10.131.243.0/25,远端的PE按照承载网原则BGP
27、选择AR1,远端的PE按照承载网原则BGP选择AR2,68,IP承载网络结构,IP承载网的作用,IP承载网的现网设备基础知识,IP承载网的性能指标,IP承载网的高可靠性方案,业务接入的流量疏导,典型案例,Page 69,典型故障现象及案例分析,典型故障一:IP地址重叠导致路由表紊乱 典型故障二: IP专用承载网POS链路中断故障分析 典型故障三:链路能够ping通,但严重丢包,移动IP专用承载网做为软交换业务的承载网络,同时又依托于底层的传输链路来实现网络的连通,因此对于在发生业务故障的情况下,必须综合各方因素来进行网络故障定位。,Page 70,典型故障现象及案例分析,典型故障一:IP地址重
28、叠导致路由紊乱,IP专用承载网是集团公司统一规划的大规模网络 IP专用承载网承载多种VPN业务 业务的接入,都必须站在全局的高度来统一规划 常见故障特点: 路由转发表生成错误的路由条目,导致目的地址不可达 源与目的之间单向ping通:A不能ping通B,但B能够ping通A。,Page 71,典型故障现象及案例分析,典型故障一:IP地址重叠导致路由紊乱,具体案例:,Page 72,典型故障现象及案例分析,典型故障二:IP专用承载网POS链路中断故障分析,对IP专用承载网的维护过程中,链路中断是较为经常出现的故障现象。引起链路中断的可能性有多种,需要具体问题具体分析。 在发生链路中断的情况下,首
29、先检查路由器端口状态,看物理端口及PPP协议是否UP。如果物理端口down,说明该路由器端口没有收到光信号,那么原因可能是接收光缆中断,或是对端传输设备端口没有正常发光导致综上所述。需要着重检查光路和传输侧设备。 如果配置PPP协议的链路两端物理端口UP,而协议不断在up/down的状态,则有可能是两端IP地址配置有问题,Page 73,典型故障现象及案例分析,典型故障二:光缆连接中断导致IP专用承载网链路中断,Page 74,典型故障现象及案例分析,典型故障三:链路能够ping通,但严重丢包,具体案例: 某日,某省AR1-AR2链路被发现严重丢包故障。维护工程师通过检查发现该链路 两端互连P
30、OS端口有大量SDH错误,并不断增长。对该段链路进行端口测试和传输测试 ,测试结果发现其中一端的POS端口接收的光功率过大(2.5db)。通过在ODF上增 加光衰,端口的SDH错误包消失,传输上误码也消失,问题解决。,Page 75,典型故障现象及案例分析,典型故障三:链路能够ping通,但严重丢包,丢包率的相关定义: 对于丢包率的定义,一般通过ping对端设备进行连通性测试,测试的结果分为4级: 优良:丢包率=0并且延迟小于10ms 正常:丢包率小于2%或者时延 100ms 不正常:丢包率大于2%或者时延大于100ms 中断:丢包率为100% 其中,丢包率=收到的响应包数目/发送的测试包总数
31、,Page 76,典型故障现象及案例分析,导致链路质量不好的原因:,网络设备性能、配置问题: 路由器/交换机/服务器负载过重、配置不合理等 检查设备CPU利用率、内存使用率的情况来判断网络设备性能是否处在正常转发状态 物理链路质量引起:光纤/光模块/光电设备/连接器等质量问题 通过tracert命令进行测试判断在哪个节点产生丢包和延时 查看设备端口统计情况 在接收端口通过disp int 命令查看端口计数,如果有大量CRC、Error、Fragment、Jumbo等报文,则说明对端设备或者链路质量存在问题。此时通过同样的命令查看对端设备的输出统计信息,如果没有输出错误计数,则错包产生于链路线缆或中间设备 仪器测试 通过测试仪器可以进行链路误码测试、光功率、光衰减、线缆质量测试,08年IP承载网发生双节点脱网情况,08年IP承载网由于传输原因共发生双节点脱网故障22次,四川故障案例,79,感谢聆听!,
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