互聯(lián)網(wǎng)OLT上聯(lián)流量自動均衡系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用

陳郁周

摘要：隨互聯(lián)網(wǎng)著家寬和電視業(yè)務(wù)爆發(fā)性增長，承載互聯(lián)網(wǎng)流量的運營商OLT承載的鏈路利用率不斷上升或超閾值，使網(wǎng)絡(luò)原來的雙路由流量不均衡等問題放大。雖擴容帶寬可以解決，但資源消耗大且效率低。由于用戶行為難以預(yù)測，只能實時根據(jù)鏈路利用率對流量進(jìn)行調(diào)整，于是我們用python研發(fā)了自動調(diào)整流量系統(tǒng)，解決流量均衡問題，也節(jié)約資源并提升用戶業(yè)務(wù)感知。

關(guān)鍵詞：OLT;Python; 寬帶;自動均衡;

1、系統(tǒng)研發(fā)必要性

從寬帶業(yè)務(wù)上網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖（圖一）我們可以看出，寬帶用戶通過客戶端的ONU（光貓）接入到運營商的OLT設(shè)備，OLT通過鏈路上聯(lián)到BNG設(shè)備。在實踐中，OLT雙上聯(lián)不同BNG的鏈路經(jīng)常出現(xiàn)流量不均衡情況，導(dǎo)致資源浪費且影響客戶感知。隨互聯(lián)網(wǎng)的家庭寬帶和電視業(yè)務(wù)爆發(fā)性增長，使原來的雙路由流量不均衡等問題放大，通常我們將家寬內(nèi)層VLAN細(xì)分到OLT兩條上行鏈路，使用戶數(shù)大致相近來實現(xiàn)流量均衡，但由于用戶行為的不確定性， olt仍出現(xiàn)流量不均衡問題而需頻繁擴容鏈路，成本較高。因此我們自主研發(fā)此流量自動均衡系統(tǒng)，旨在通過采集設(shè)備鏈路利用率并實時設(shè)置家寬用戶撥號響應(yīng)時延來進(jìn)行用戶流量的均等分配。

2、系統(tǒng)總體方案

2.1系統(tǒng)功能

本方案通過利用Python程序控制方式，實現(xiàn)軟件級別的負(fù)載均衡處理效果，以達(dá)到充分利用設(shè)備資源，提高設(shè)備利用率的設(shè)計目標(biāo)。實現(xiàn)功能有：

1、流量采集：采用SNMP或Telnet協(xié)議自動采集BNG下聯(lián)OLT端口流量數(shù)據(jù)。

2、流量監(jiān)控：通過開源監(jiān)控系統(tǒng)將流量數(shù)據(jù)整理到數(shù)據(jù)庫。通過自動核查OLT鏈路帶寬利用率是否超限，并記錄到電路表中。

3、流量調(diào)整：流量調(diào)整程序定時核查電路表，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鏈路超限時，則自動加大超限鏈路對應(yīng)BNG下聯(lián)端口時延，使后續(xù)新增用戶撥號走其它鏈路，從而實現(xiàn)流量均衡。

4、用戶數(shù)均衡：絕大多數(shù)家寬用戶幾乎24小時上線，為提升均衡效率，我們讓在每天凌晨3點進(jìn)行用戶數(shù)的均衡調(diào)整，即踢掉用戶數(shù)較高的一側(cè)的部分用戶并讓其在另一邊重新?lián)芴柹暇€。

2.2 系統(tǒng)創(chuàng)新點

本自動均衡系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)服務(wù)創(chuàng)新點如下：

1）易部署：整套系統(tǒng)由Python作為底層代碼、結(jié)合Mysql數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)無需其他第三方中間件，只需簡單拷貝并配置目標(biāo)設(shè)備則可執(zhí)行監(jiān)控。

2）運行效率高：全部采用Python進(jìn)行開發(fā)建設(shè)，無需其他技術(shù)體系輔助實現(xiàn)，運行效率高，占用資源很少。

3）兼容性好：監(jiān)控模塊既支持常見SNMP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，也支持Telnet方式。

4）展示多樣化：以web.py作為web服務(wù)器后臺結(jié)合easyui做前端顯示，可多種圖表展示。

3、系統(tǒng)應(yīng)用效果

3.1 系統(tǒng)均衡效果

該系統(tǒng)自研發(fā)成型以來就開始在廣東某地市運營商網(wǎng)絡(luò)上測試，至今已部署在多臺BNG上，對BNG下所有OLT設(shè)備的上聯(lián)鏈路進(jìn)行監(jiān)控與均衡。

開啟流量均衡后24小時內(nèi)目標(biāo)olt雙上聯(lián)鏈路帶寬利用率走勢折線圖，可見兩條鏈路的帶寬利用率折線基本平齊，最大利用率差不超過3%。而關(guān)閉流量均衡后24小時目標(biāo)olt雙上聯(lián)鏈路帶寬利用率之差最大超過10%。系統(tǒng)流量均衡效果明顯。

3.2 系統(tǒng)經(jīng)濟效益

根據(jù)經(jīng)驗，由于用戶行為的不確定性，經(jīng)常出現(xiàn)olt雙上聯(lián)鏈路利用率分別為30%與50%，即平均利用率僅為40%的情況。若進(jìn)行擴容，則每次擴容后（增加20G帶寬）的可穩(wěn)定使用帶寬僅為20*40%=8G，按照廣東某市運營商每個月互聯(lián)網(wǎng)OLT上聯(lián)峰值帶寬的增長量大概為40G計算，每月至少應(yīng)擴容5次;而使用了自動均衡系統(tǒng)之后，OLT雙上聯(lián)的利用率基本相同，平均利用率可達(dá)50%，此時再進(jìn)行擴容，每次擴容的可使用帶寬為20*50%=10G，每月只需要擴容4次，每年最大可節(jié)省成本約為一百萬元，經(jīng)濟效益明顯。

3.3 系統(tǒng)的社會效益

互聯(lián)網(wǎng)OLT上聯(lián)流量自動均衡系統(tǒng)通過流量均衡，能有效提高家寬用戶的上網(wǎng)體驗，提高廣大用戶的互聯(lián)網(wǎng)體驗，提升用戶滿意度等。

4、結(jié)束語

互聯(lián)網(wǎng)OLT上聯(lián)流量自動均衡系統(tǒng)針對寬帶用戶感知痛點，采取Python開發(fā)，通過流量采集、流量監(jiān)控、流量調(diào)整、用戶數(shù)均衡等系統(tǒng)功能實現(xiàn)對OLT上聯(lián)流量自動均衡。該系統(tǒng)應(yīng)用上具有易部署、運行效率高、兼容性好等特點，同時該系統(tǒng)均衡效果優(yōu)良，具有豐厚的經(jīng)濟效益和一定的社會效益，建議互聯(lián)網(wǎng)運營商推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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