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省级OSS承载网组网研究

时间:2008-07-31 14:22:39

OSS指服务于网络运行维护的运行支撑系统,即各种网管系统,通常包括移动网网管、传输网网管、数据网网管、电子运维、动力环境监测等。

OSS中各专业的网管系统都是独立自行建设,这就造成承载网也是独立建设、分散管理,而且设备多样、传输承载各异。过多的承载网络、复杂的网络结构、陈旧的设备、不同的供应商给承载网的维护管理造成很大困难。随着全省运行维护工作向着集中监控、集中维护、集中数据制作逐步迈进,作为支撑手段的网管系统越来越显示其重要性,建立一个统一、安全、高效、易管理、易维护的规范化的网管系统承载平台,为所有网管系统提供一个高速公路刻不容缓。

本文主要对省级OSS承载网组网进行探讨。

1 OSS承载网现状

1.1承载业务

OSS承载网承载的业务主要有两部分。

(1)承载各专业网元至网管服务器的链路。网管要管理本省同一类型的所有网元,由于移动、传输、数据等业务的网元都分布在各个地市分公司,而用以监控全省设备的网管通常建设在省公司,各网元到省公司网管之间必然需要承载通道;

(2)承载网管的反迁终端链路。各分公司网元侧都配备了维护台,用于数据配置、告警监控等操作,维护台对于本地网元的维护具有不可替代的作用。而集中网管能够管理监控全省网元,在拓扑管理、话务分析、故障统计、告警关联等方面有着明显的优势,各分公司配备网管终端访问省中心服务器也需要承载网。

1.2网络结构

图1以移动网为例来说明OSS承载网的主要构成,其它专业的组网情况类似。例子中移动交换机到本地维护终端支持TCP/IP方式,分公司具有本地维护终端和网管终端两种类型的维护台。本地维护终端通过以太网交换机直接与移动交换机相连;网元和网管终端通过以太网接入边缘路由器,通过长途El电路接人到省中心核心路由器,转化成TCP/IP方式后接入网管服务器。整个承载网为星型结构,主要由中心路由器和地市边缘路由器和长途传输网络构成。

图1承载网采用的整El方式组网,一般在实际使用时,由于网管传送的数据量较小,承载网没有必要对每个地市都配备完整的El电路,出于节省长途电路的考虑,通常的组网较多的利用了业务网内部的传输资源,而不再另行使用专用传输电路,这样组网如图2 所示。

省级OSS承载网组网研究

图1网络构成

省级OSS承载网组网研究

图2组网图

同样以移动网为例,例子中移动交换机到维护终端支持TCP/IP方式,分公司具有本地维护终端和网管终端两种类型的维护台。本地维护终端通过以太交换机直接与移动交换机相连;网元和网管终端通过以太网接入边缘路由器,经路由器接.el转化以El方式接入到时隙抽取设备中,由于传送网管信息占用带宽较小, E1中只需要占用几个时隙,如4个时隙即占用TSl一 TS4,移动交换机至时隙抽取设备的El中仍旧承载正常的话音业务,只是把TSl一TS4时隙空闲出来,用 TS5一TS31传送话音。时隙交叉设备把从路由器过来的El中的TSl一TS4时隙和把从移动交换机过来的 TS5一TS31时隙组合成TSl一TS31的完整的El电路,利用长途传输网,接入到省中心移动汇接局。在接入汇接局前,再次利用时隙交叉设备把传送网管信息的 TSl一TS4分离出来,接入到路由器中至网管服务器;其它时隙接入到移动交换机汇接局完成话音传送。分公司2、分公司3等也同样的把网管信息送到省中心路由器上,完成网管承载。采用这种方法,增加了时隙抽取设备,节省了长途资源,适用对带宽要求不高的网管。

1.3存在问题

由于历史原因,各专业网管承载网是按需求自行建设。不同专业存在不同承载网,同一专业由于设备厂商不同又分为多个承载网。造成承载业务多种多样,基础设施种类繁多,有多种标准和多家供应商。每套承载网结构类似,但组网设备不同,承载传输链路不同,速度慢,故障点多,维护工作量大。有些承载网建网多年,设备陈旧,已经无法提供售后服务,隐患较大。缺少对承载网的监控和管理手段。每一次增加新类型的网管都需要新建一套承载网络,既增加维护量又增加了重复投资。

建立一个独立的OSS承载网,以上问题都会迎刃而解,并且一劳永逸。

2 新建0SS承载网总体规划

OSS承载网是一张独立的物理网络,专门用于承载网络运行支撑系统。需要承载的网络包括移动综合网管系统和专业网管系统,传输综合网管系统和专业网管系统,综合资源管理系统,数据网综合网管系统,动力环境综合监控系统,信令监测系统等。

承载网总体规划定位是采用IP技术构建的、覆盖全省、面向OSS提供服务的数据通信网络。能够承载各专业网管系统、提供统一的数据传输通道,实现“实体物理网、虚拟业务网”,以增强网络可靠性、提高网络安全、降低维护成本。与业务网相比,OSS承载网络不需要特别高的网络带宽及设备档次,但对网络的安全性、可靠性、可管理性等均有较高的要求。

3 建设目标和原则

(1)OSS承载网应具备承载各类业务系统所需的性能、各种特性及业务能力,具备较强的处理能力、业务演进及扩展能力;

(2)保证各类业务系统在承载网中传送时的可靠性、完整性和保密性,实现各业务系统之间的安全隔离;

(3)保证各业务的可靠承载,实现设备、网络、业务高可靠性;

(4)具有流量统计与监测、故障定位、故障排查等功能。

4 OSS承载网建设方案

为满足OSS承载网的建网要求,实现“物理实体网,虚拟业务网”,OSS承载网可采用MPLS VPN方式建网。

4.1 MPLS VPN总体建设方案

采用MPLS VPN技术可以把现有的物理实体IP网络分解成逻辑上隔离的网络,各隔离开的网络之间感知不到对方网络的存在。在物理上是同一硬件设备承载,但在逻辑上网络是完全隔离的。0SS承载网正是需要这样的一种承载方式,把各专业各厂家的多种网管配置到不同的逻辑业务区VPN中,如移动华为交换网管配置到VPNl中,移动三星无线网管配置到VPN2中,传输烽火网管配置到VPN3中,对每一套网管系统都使用同样的物理承载不同的VPN完成从地市分公司的网元或终端到网管服务器的连接,各VPN之间相互独立、相互隔离。

4.2 MPLS VPN方式选择

MPLS BGP VPN基于BGP扩展实现的三层 VPN,是应用较多的一种MPLS VPN技术,目前各主流网络设备厂商都支持。L2 MPLS VPN的用途和 ATM/FR网络类似,可以提供一种二层通道,能够适用于广泛的链路层,但L2 MPLS VPN标准目前还处在发展阶段。

两种方式的比较如下。

(1)二者实质上都是采用了MPLS LSP(标签交换路径)作为隧道,但承载的是不同层次的协议,MPLS BGP VPN是三层,L2 MPLS VPN是二层;

(2)L2 MPLS VPN不参与vPN的路由,VPN 的路由是由业务系统自己来维护。MPLS BGP VPN 则完全接管了VPN路由,用户只要以某种方式接入就可以;

(3)MPLS BGP VPN需要维护每个VPN的路由表,对PE内存节点要求较高;L2 MPLS VPN在PE 上需要为每个VPN的每个Site分配一个接口(物理接口或逻辑接口),对接口资源的消耗较大;

(4)L2 MPLS VPN较适用于VPN的站点之间采用相同的链路层协议,目前不能实现以太网和El之间的互通。而MPLS BGP VPN对接入链路类型没有特殊要求;

(5)L2 MPLS VPN在增加网状拓扑vPN站点时存在Ⅳ平方问题;MPLS BGP VPN不存在Ⅳ平方问题。增加一项新业务系统时不会影响已有的业务,可实现平滑扩展。

综上分析,采用MPLS BGP VPN方案来实现OSS 承载网的建设。

4.3组网结构

OSS承载网平台骨干网络包括省级汇聚节点、地市中心节点以及地市接入网络,需要承载的系统包括各专业网管和综合网管系统。

由于网管网络仅涉及到网元、终端和网管服务器间的配置、性能、告警等维护数据的传送,信息量并不是很大,对带宽的需求相对不高,经测算100Mbit/s级的带宽即可,但核心设备需要支持吉比特级扩展。

从建网的模式上,采用双星型的组网方式,在省中心设置两台核心节点P路由器,各地市中心机房设立两台汇聚节点PE路由器。

核心节点和汇聚节点之间采用双链路组网,形成主备。组网结构图如图3所示。

省级OSS承载网组网研究

图3组网结构图

4.4承载同传输方式

从全省传输资源条件和组网的技术来看,目前在核心网上可以采用承载在SDH上的STM-1、E1和承载在MSTP上的以太网3种组网方案。

4.4.1 MSTP方案

MSTP技术具有将分组数据业务高效地映射到SDH虚容器的能力,即可以利用MSTP技术直接在传输SDH设备上提供以太网口。这种方式的显著优点是可以省去配置POS口的路由器,并且可以进行带宽的灵活配置,在投资上可以有很大的降低。

4.4.2 155Mbit/s POS组网

POS组网是目前采用较多的组网方式,技术成熟,会有较好的QoS保证,但是POS组网必须配置具备POS 板卡的路由器,其组网成本相对较高,并且要求传输提供155Mbit/s端口,对传输设备端口容量产生压力。

4.4.3 E1组网

每个地市到省中心配置多条El链路,这种组网方式适应于带宽需求在20Mbit/s以下的网络组网,对于 OSS承载网而言链路数量较多,增加了维护、管理的难度。

经过对比,选择MSTP传输方案。

4.5省中心结构

省中心核心节点配置两台高端路由器作为承载网的核心P路由器,同时配置两台高性能三层交换机作为PE设备,对省中心的各网管核心服务器进行接入。 P路由器和PE设备为口字形连接,各自通过VRRP 协议进行热备。P设备直接通过FE口接入MSTP传输网。

省中心核心节点组网结构图如图4所示。

4.6地市分公司结构

在地市分公司的中心节点配置两台中端PE路由器和两台以太网交换机,负责各个业务网元、终端的规范接入,通过在交换机上划分不同的VLAN对各个业务系统进行隔离,各业务接入到各自的VPN中。PE 路由器也通过VRRP协议进行热备。组网图如图5所示。

省级OSS承载网组网研究

图4组网结构图

省级OSS承载网组网研究

图5组网图

4.7 lP地址的规划

IP地址的合理分配是保证网络顺利运行和网络资源有效利用的关键,IP地址空间分配,需与网络拓扑层次结构相适应,既要有效地利用地址空间,又要体现出网络的可扩展性和灵活性,同时能满足路由协议的要求,以便于网络中的路由聚类,减少路由器中路由表的长度,减少对路由器CPU、内存的消耗,提高路由算法的效率,加快路由变化的收敛速度,同时还要考虑到网络地址的可管理性。

网络IP地址规划要重点考虑以下几个部分。

(1)Loopback地址:在承载网中P、PE设备的 Loopback接口地址采用32bit掩码的形式;

(2)设备互联地址:互联链路IP地址全部采用 30bit掩码的形式;

(3)业务系统地址:原则上原网管地址保持不变,以前规划有明显不合理的地址可利用业务割接之际统一修改,以便路由信息的聚合,从而降低网络扩展的复杂性;

(4)由于原有承载网各专业独立建网,IP规划自成体系,各专业IP地址分配有可能有重合,新建承载网应能满足各专业原IP地址不变的前提下割接入网。

4.8路由设计

OSS承载网络的MPLS VPN的划分和管理均在PE 节点上实现,各地市的节点路由器和省中心的核心节点交换机作为PE设备,构成MPLS域,IGP采用0SPF,同时还要运行MP—IBGP协议,用来传递VPN内部路由及VPN属性等信息;各VPN的Site与PE之间,可采用静态路由或运行动态路由协议,考虑到网管结构较简单,采用静态路由配置。

在省中心P、PE核心设备和地市PE路由器上配置VRRP虚拟路由器冗余协议,正常情况下所有VPN 业务都运行在左侧网络设备中,如果左侧硬件故障, VRRP能够提供动态故障转移机制,把业务转移到右侧热备设备,在网元侧和网管服务器侧都不需要任何改动下,完成主备设备切换,对0SS业务不造成任何影响。

图6为省中心到一个地市的路由结构图,OSS按照不同专业分为不同的VPN,各VPN利用同一个物理承载网,逻辑上完全独立分开。移动华为交换网管系统被分配在VPNl中,所有地市的移动华为交换网元和网管终端、省中心网管服务器都在这个VPNl中,利用MPLS BGP VPN协议完成多个地市到省中心的链接。同理移动三星无线专业、传输烽火专业被相应分配到VPN2、VPN3中。

省级OSS承载网组网研究

图6路由结构图

4.9剖接方案

新建OSS承载网通过MPLS BGP VPN技术把各个业务网在逻辑上分离开来,相互之间没有任何干扰,完全等同于每个业务网管自己有单独的一个承载网络,这个承载网络和以前承载网相比,网络结构没有任何变化,这为割接带来了便利条件。割接准备工作为在省端和市端PE设备配置上原来各网管系统网关地址,测试 pin9通。割接时只需要保持原来IP地址不变,把网元和网管服务器接入到对应VPN分配的相关VLAN端口中。

5 结论

新建OSS承载网用一条高速公路替代了众多的羊肠小道,彻底解决了原来承载网速度慢、结构复杂、故障点多、不易维护管理等问题,把维护人员从繁杂的网络维护任务中解脱出来。新承载网配备的VPN Manager管理平台可以方便的对承载网进行数据配置、告警监控,解决了以前对承载网无法监控的状况。同时承载网的双链路备份机制使OSS的网络安全也得到了提升。承载网具有良好的业务扩展性,对以后新增的网管系统也不需要再建承载网,只需再新增VPN即可。



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