华为高可用性NGN承载网解决方案

华为高可用性NGN承载网解决方案2006年，“AllIP”在运营商的网络建设中正在成为现实，各运营商已经基本停止新建传统话音交换网络，现有业务也开始逐渐向IP承载方向改造。无论是新建还是改造，NGN承载网都必须首先解决可靠性问题，但是在传统IP网络中，故障的检测和保护响应都是秒级的，无法满足NGN承载网50～200ms保护倒换的基本要求。建设IP承载网，必须首先消除可靠性和保护倒换技术的瓶颈。华为是业界少数几家能够提供数通、固网、光网络、移动通信等全网运营商产品与解决方案的厂家，凭着多年来对电信运营网络业务和技术特点的深入理解，华为在IP承载网高可靠性技术方面已经颇有心得，并已成熟运用于自己的数据通信产品与解决方案中。本文将对华为在建设NGN承载网中采用的高可靠性技术及组网方案做一简介。上图是NGN承载网的典型拓扑。如图：承载网接入的NGN设备主要包括固网接入网关AG、通用媒体网关UMG、软交换设备SoftX（上述设备业界或称为TMG、MGW和MSCServer，本文中采用华为习惯，此注），路由器依照网络层次可大致分为接入层路由器AR和核心层路由器CR。IP承载网通常应用MPLSVPN来区分不同业务和流量，例如NGN业务中的信令流量和语音媒体流量就可以分别划为一个VPN，不同的VPN由TE分别承载，以保证端到端的可用性和QoS保证，并实现不同业务的安全隔离。在MPLSVPN中，AG/UMG/SoftX作为CE设备，AR作为PE设备，CR作为P设备。NGN承载网的可用性要求如下表：恢复时间对语音业务的影响50ms无影响50~200ms连接丢失概率小于5%,对信令无影响2s(连接丢失门限)语音会话和专线连接中断实现可用性的前提是能够快速检测到故障。故障检测技术可以分为链路检测技术和网络检测技术两大类。华为路由器支持的链路故障检测技术有物理接口故障检测、POS端口检测、RPR技术、EthernetOAM(802.3ah/ag)等。华为路由器支持的网络检测故障技术有MPLSOAM、BFD等。其中，华为路由器支持BFD与MPLSLDP和多种路由协议的关联，可以对链路、隧道、MPLSLSP、网络协议邻居关系等多种连接状态进行快速故障检测，检测时间最短可以达到30ms。当多种故障检测技术同时使用时，检测的原则是先依赖底层的链路故障检测技术进行，当底层故障检测不适用时再依赖上层的网络故障检测技术。通过多种故障检测技术的组合可实现故障的快速发现，为快速保护倒换提供必要条件。华为路由器支持丰富的保护倒换技术方案。对于单点设备的保护，华为提供关键部件冗余，实现转发平面与控制平面分离，实现热补丁和在线升级，支持NSF（不间断转发）技术和GR（优雅重启）技术。在NGN设备接入承载网的部分，一般采用CE双归到PE的方案，目前，华为的路由器均支持二层特性，因此AG/UMG/Softswitch可以直接接入AR，省掉汇聚交换机。华为路由器均支持BFD故障快速检测和BFD与路由协议关联，因此可以采用E-VRRP、IPFRR等技术实现CE在双PE间的快速保护倒换。VPNFRR是一项华为特有的技术，它旨在解决CE双归属网络中PE设备故障时业务快速收敛的技术，它能将PE节点故障情况下的PEPeer之间的保护倒换时间缩短至毫秒级别。在IP核心网中，华为采用TEFRR或IGP/LDPFC的技术组合，来保证核心网的高可用性。TEFRR是MPLS骨干域中实现网络快速保护倒换的技术之一。实际使用时，TEFRR可以配合以BFD技术，在快速故障检测的基础上实现快速保护倒换。TunnelBackup在TE隧道的两端PE—P—P—PE设备之间为主用隧道建立备份隧道，在主隧道发生故障时，数据流能迅速的切换到备份隧道上，从而保证业务能迅速恢复。华为将MPLSOAM或多跳BFD快速故障检测技术与之相结合，创造了PEtoPETunnelBackup毫秒级保护倒换的新记录，大大提高了MPLSTE骨干网的网络可用性。路由信息是IP承载网中最重要的基础信息，IGPFC（路由快速收敛）技术是保证IP承载网实现端到端快速保护倒换的前提。同时，华为路由器还支持LDPFC，可以保证MPLSLSP与路由收敛同步完成，为骨干网实现高可用性提供了坚实的基础。组合应用FC、TEFRR、TunnelBackup等高可用性技术，可以使全网端到端的典型保护倒换时间在200ms～1000ms之间。目前，华为的NGN高可用性解决方案已大规模应用于中国网通、中国移动、泰国True、阿联酋Etisalat等运营商的商用网络，取得了良好的使用效果。