應對全業(yè)務運營中國移動打造全國性IP承載網(wǎng)

中國移動集團網(wǎng)絡部 | 盧煜 孔令山 賴小龍

IP承載網(wǎng)覆蓋全國，所有網(wǎng)絡設備位于同一個域內(nèi)；采用扁平化分層網(wǎng)絡結構，分為核心層、匯聚層、接入層；全網(wǎng)開通MPLS VPN，實現(xiàn)業(yè)務隔離。

近年來，網(wǎng)絡技術飛速發(fā)展，業(yè)務越來越豐富，物理承載技術突飛猛進（3G、4G），新技術不斷涌現(xiàn)，網(wǎng)絡承載技術向All over IP的方向發(fā)展。隨著業(yè)務和技術的發(fā)展，對IP網(wǎng)的業(yè)務需求不斷增加，體現(xiàn)在業(yè)務的IP化、網(wǎng)絡的IP化。軟交換IP化已經(jīng)開始實施，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡，以及3G電路域和信令網(wǎng)也具有IP化趨勢。

如何在IP網(wǎng)絡上運營電信業(yè)務，是電信運營商必須面對和解決的問題。新的電信業(yè)務要求具有以下特點，封閉性，內(nèi)部通信比較多，不需要或很少訪問Internet；高服務質(zhì)量要求；高安全性和可靠性要求。

中國移動IP承載網(wǎng)建設規(guī)劃

單一互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)無法滿足中國移動業(yè)務需求的變化，需要建設IP專網(wǎng)來承載不適合在互聯(lián)網(wǎng)上承載的IP業(yè)務。根據(jù)業(yè)務需求和技術發(fā)展情況，《中國移動技術發(fā)展路標 2004，2005，2008年版》提出在較長時間內(nèi)需要兩種IP電信業(yè)務承載網(wǎng)絡，互相補充共同滿足業(yè)務的需要。

專用IP承載網(wǎng)，承載高要求、高價值、可控性高的具有封閉特性的電信業(yè)務。

公眾互聯(lián)網(wǎng)，承載安全要求不高的電信業(yè)務。作為全球互聯(lián)網(wǎng)的一部分，繼續(xù)提供傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務。

因此，中國移動專用IP承載網(wǎng)是中國移動新一代面向多種業(yè)務的、能夠同時支持語音、視頻、數(shù)據(jù)等多業(yè)務的核心承載網(wǎng)絡，是中國移動新的全國性IP網(wǎng)絡。中國移動IP專網(wǎng)主要面對中國移動自身業(yè)務系統(tǒng)和大客戶，IP專網(wǎng)所承載的業(yè)務系統(tǒng)要求具有封閉或半封閉特性，IP專網(wǎng)應提供對業(yè)務的較高服務質(zhì)量和安全可靠性保證。IP專網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)互相補充共同提供對中國移動業(yè)務的承載，IP專網(wǎng)定位于高價值和高要求的電信業(yè)務，移動互聯(lián)網(wǎng)定位于互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務和中低要求的電信業(yè)務。隨著技術的發(fā)展，未來應考慮多網(wǎng)合一的可能。

根據(jù)IP承載網(wǎng)建設思路，IP承載網(wǎng)總體組網(wǎng)要求如下。

滿足業(yè)務需求，保證專網(wǎng)承載業(yè)務的服務質(zhì)量；面向高價值業(yè)務，保障網(wǎng)絡擁有完善的保護機制，具有電信級高可靠性；結構設計要充分考慮業(yè)務特性，尤其是3G網(wǎng)的業(yè)務模型；在滿足業(yè)務QoS和可靠性要求的基礎上，盡量節(jié)省資源占用，降低建網(wǎng)成本；網(wǎng)絡組網(wǎng)應盡量減少規(guī)劃、運維和管理的難度；IP專網(wǎng)組網(wǎng)必須充分考慮長遠業(yè)務需要，具備可擴展性；網(wǎng)絡結構應盡可能簡化、清晰。

IP承載網(wǎng)覆蓋全國，所有網(wǎng)絡設備位于同一個域內(nèi)；采用扁平化分層網(wǎng)絡結構，分為核心層、匯聚層、接入層；全網(wǎng)開通MPLS VPN，實現(xiàn)業(yè)務隔離。

POS接口IP承載優(yōu)勢較大

目前IP承載網(wǎng)使用的路由器網(wǎng)絡接口類型比較少，主要是以太接口和POS接口。以太接口包含F(xiàn)E、GE、10GE，POS接口包含155M、2.5G、10G。

由于IP承載網(wǎng)對于各種接入業(yè)務采用VPN隔離，業(yè)務接入的設備接口必須綁定到VPN中。當某個物理接口上承載兩種以上的業(yè)務形式時，必須將該物理接口分成子接口形式，將子接口綁定到VPN中。

以太網(wǎng)接口采用802.1Q VLAN技術劃分子接口，但以太網(wǎng)接口帶寬跳躍大，從GE直接到達10GE，對于總帶寬需求為2G的多個業(yè)務共用一個物理接口的要求無法直接滿足。現(xiàn)在部分廠商可以通過2個GE接口捆綁劃分子接口實現(xiàn)，但是采用GE接口捆綁有比較明顯的缺點。不是所有廠商目前都支持該能力，而且兼容性不高；捆綁接口中一個接口故障，易導致鏈路擁塞。

而POS接口具有2.5G的帶寬能力，可以解決2G帶寬需求的用戶接入。但目前IP承載網(wǎng)上尚沒有在POS接口上劃分子接口的規(guī)范形式，故沒有正式應用。從技術上看，對于POS接口劃分子接口有以下兩種方式。對于CPOS接口，使用通道化時隙技術劃分子接口；對于POS接口，使用幀中繼技術劃分子接口。

對于CPOS接口通過通道化時隙技術實現(xiàn)子接口，主要的缺點如下。對于2.5G以上POS接口的通道化時隙技術，部分廠商不支持；通道化時隙技術帶寬分配固定，不易動態(tài)調(diào)節(jié)。

對于POS接口通過幀中繼技術實現(xiàn)子接口，理論上是可行的。幀中繼（Frame Relay）是較新的一種準寬帶數(shù)據(jù)通信方式，是在X.25技術基礎之上發(fā)展起來的一種快速分組交換技術。其利用幀對變長數(shù)據(jù)進行封裝，使用統(tǒng)計復用技術使之在網(wǎng)絡中傳輸，可使多個用戶同時使用一條線路的數(shù)據(jù)業(yè)務，動態(tài)分享網(wǎng)絡介質(zhì)和可用帶寬。因此，利用幀中繼，在POS端口上支持虛鏈路，可使多個用戶共享同一物理介質(zhì)。

采用幀中繼技術實現(xiàn)POS子接口的測試方案

通過在POS鏈路上封裝FR并支持POS子接口，首先解決了POS鏈路多VPN接入的需求，其次解決了POS鏈路多用戶跨域VPN的需求。

測試內(nèi)容包括：POS子接口不同封裝方式的基本轉發(fā)，L3VPN OP-A方式場景下POS子接口應用，針對現(xiàn)網(wǎng)應用，測試POS子接口接入L3 VPN，轉發(fā)及路由學習，POS子接口應用IP FRR基本功能測試，異廠商的互通情況。

測試產(chǎn)品

廠商 測試時間 型號 配套測試的配套版本起始時間 結束時間 產(chǎn)品名稱與版本號華為 2009-07-27 2009-07-31 NE80E V300R003C02B697阿爾卡特 2009-07-27 2009-07-31 7750SR TiMOS-C-4.0.R20 Juniper 2009-07-27 2009-07-31 M320 Junos 9.0 Cisco 2009-07-27 2009-07-31 12000 12.0(32)SY2

測試過程

幀中繼使用的封裝格式主要有兩種：IETF、Cisco，IETF封裝形式各廠商都支持，Cisco是思科定義的格式，主要廠商都支持。

幀中繼接口類型有兩種：DCE和DTE。

幀中繼的接口信令稱為本地管理接口(LMI)，交換機使用LMI來確定哪一些DLCI已被定義以及它們的當前狀態(tài)，類型有三種：ANSI、Cisco、Q933。

兩臺路由器的接口使用幀中繼協(xié)議進行連接時，基本要求包括三個方面。

其一，幀中繼的封裝格式要一致，都是IETF，或都是Cisco。

其二，一個接口采用DCE，另一個接口采用DTE。

其三，幀中繼的LMI類型要一致。

根據(jù)幀中繼技術的工作原理和IP承載網(wǎng)的組網(wǎng)形式，設計如下測試用例，采用華為設備進行了全面測試，并使用阿爾卡特設備、Cisco設備、Juniper設備進行了互通性測試。

根據(jù)上述測試方案和測試用例，采用多廠商設備進行了測試，測試結果表明在POS子接口上使用幀中繼技術實現(xiàn)子接口劃分是完全可行的。