本文概念科普

　　1.DCN

　　DCN是英文Data Communication Network的縮寫，中文意思為數據通信網絡。它具有分布式網絡計算環境和多級分布式數據倉庫，在我國DCN網以郵電部電信總局的網管中心為網絡中心，覆蓋全國所有省、直轄市和自治 區的省網管中心，共計32個主干節點，形成一個全國性的骨干網絡

　　2.RAN

　　居民接入網（Residential Access Network），簡稱RAN。又稱為居民寬帶網RBB（Residential BroadBand Network）。

　　3.SDN

　　軟件定義網絡（Software Defined Network, SDN ），是Emulex網絡一種新型網絡創新架構，其核心技術OpenFlow通過將網絡設備控制面與數據面分離開來，從而實現了網絡流量的靈活控制。

　　傳統的3G/B3G網絡需要基礎承載網提供二層能力即可滿足上層網絡移動業務回傳的需求;但在LTE網絡中，由于S1-Flex和X2接口的引入，基礎承載網必須擁有三層交換的能力。本文所重點敘述的IP RAN是指以IP/MPLS動態協議及關鍵技術為基礎，滿足基站回傳承載需求的一種二層三層技術結合的解決方案。以下分析IP RAN網絡的關鍵需求及相關技術。

　　高可用性組網原則

　　為了將發生網絡故障時的業務收斂時間控制在毫秒級別，網絡需要支持一些先進快速收斂技術，并要將這些技術有機整合在一起。典型的快速收斂技術如下：IGP快速收斂技術、IGP快速重路由技術、優先級路由收斂技術、BGP下一跳跟蹤觸發(NHT)、BGP下一跳分離技術及前綴無關收斂技術(PIC)等。

　　優先級路由收斂技術是提高網絡可靠性的一項重要技術，可為關鍵業務提供更快的路由收斂速度。為了保證MPLS VPN環境下，快速感知BGP Loopback的快速變化，加快VPN路由的收斂，要啟用優先級路由收斂技術，提高IGP的32位主機路由的收斂優先級，加快BGP NHT跟蹤速度。

　　BGP前綴無關收斂技術(PIC)通過對BGP FIB表的多層分離，實現了按需迭代更新，保證了在多路徑前提下，VPN路由的快速收斂與VPN路由數量進行解耦。

　　VPN FRR和VPN ECMP的快速收斂，主要是探測去往遠端PE路徑的故障，一般有兩種方式：BFD for Loopback(Peer BFD)方式和NHT方式(通過跟蹤IGP RIB表中的遠端PE的32位環回地址來實現)。由于BFD方式存在對接、配置繁瑣、數量規格等問題，NHT也是一個很好的選擇。但為了保證一定的收斂速度，NHT需要結合PIC(下一跳分離)和IGP快速收斂技術，當發現IGP RIB的32位環回地址故障，觸發更新VPN下一跳指針內容或者進行VPN FRR的RR表的置位;對于VPN ECMP，可以采用刪除故障下一跳或置下一跳無效的方式進行快速重路由技術。

　　如果把更新路由表的動作定位在中間層次，BFD方式可以認為是一種自下而上的NHT技術，BGP NHT是一種自上而下的NHT技術。兩者的工作流程基本相同，主要區別在于BGP NextHop的檢測方式和檢測速度。兩者對于VPN的數量和路由數量影響不大，即使受影響，兩者的受影響程度不存在太大的差別。這里面的關鍵技術是發生NHT時，應立即對BGP Multi-path的NextHop表進行調整，對于VPN路由應該有相應的延遲迭代時間(缺省為5s)，即優先按需更新BGP FIB表(FRR或置Fast Ecmp)，協議進程后收斂整個BGP RIB表。

　　高效運維原則

　　LTE頻段的特征決定了LTE基站eNodeB的部署趨向于密集化，為了達到更好的覆蓋效果，eNodeB要成倍于3G基站的數量。例如一個發達本地網的3G基站(包括宏站、微站、室分等站型)數量達到2000～4000臺，那么eNodeB站就達到了8000臺左右，如此龐大數量的3G和LTE基站會帶來一系列棘手的問題。

　　海量基站的部署，將新增超過10000臺IP/MPLS基站承載設備。海量IP/MPLS設備的引入將帶來網絡管理空前的復雜性，而且設備發散分布，對運營商構成空前的運營壓力。其次，網絡接入設備與匯聚設備之間存在多種協議配合，對網絡運維人員技術能力要求高，網絡的運行維護復雜，給運營商的OPEX帶來壓力。

　　當前IP RAN網絡基于傳統通用路由器平臺，通過復雜的IP/MPLS路由多協議去構造具有海量設備規模的IP RAN網絡，對部署高可用性網絡帶來巨大的挑戰。尤其是網絡的震蕩時刻存在，這無論對網絡中的設備處理能力還是對于網絡的可靠性及故障定位，均是一個挑戰。

　　業務開通需要對匯聚節點進行較多的配置，IP/MPLS技術配置復雜，傳統路由器設備的命令行配置方法不適用于大規模網絡節點的配置和調整，且配置參數較多，業務配置復雜，業務故障的情況下定位困難，造成業務開通復雜度及維護成本驟增。

　　隨著技術和業務應用的發展，新的增值業務和應用程序不斷出現，IP RAN網絡如何更好地適應業務網絡的發展和要求，快速響應業務的建立及對業務進行動態維護也是IP RAN網絡當前遇到的問題之一。

　　IP RAN方案提供商和運營商共同研究探討這些問題，并提出下一代IP RAN網絡新技術。從目前看，演進過程中的主要技術有兩個：DCN自通技術和基于SDN的IP RAN網絡虛擬化技術。

　　DCN自通技術

　　對于海量基站的部署，現場調試、現場配置業務非常耗時間，工作量巨大。當業務調整頻繁或者急需網絡擴用以應對業務擴張時，現場業務部署效率低下。

　　DCN自通方案就是要解決現場配置、現場調測的難題。使用DCN自通方案后，接入層設備上電后能夠自動打通到網管系統的管理通道，進而可以從網管系統上對設備進行一系列的維護和業務配置操作。

　　DCN自通方案要求免去配置A-A和A-B設備間接口的IP地址，使用無編號以太網接口(即該接口沒有IP地址，通信時只能借用其他接口的IP地址)。A-A/A-B設備接口上電后首次通信時，借用設備本身自動生成的loopback環回地址，并且在運行OSPF協議的點到點網絡基礎上，進行路由信息LSA的擴散，A/B設備自動學習這些擴散的路由，形成路由表，進而實現DCN通道自通。

　　DCN自通環回口Lo-xx的IP地址支持自動分配和人工指定(用于后端地址重新規劃)兩種方式。

　　DCN自通方案要求A/B設備出廠時固化一些信息，包括：Lo-xx接口、Lo-xx地址生成規則、DCN Vrf、DCN專用的OSPF進程、用于轉發該OSPF擴散的LSA的子接口VLAN。

　　DCN自通方案在設備上電后經過一系列自動化步驟，整個接入環中所有設備路由都更新完畢，且在網管系統上形成了更新過的A-B拓撲，不需要人工現場配置，極大地提高了設備安裝、調測的效率。

　　基于SDN的網絡虛擬化技術

　　引入SDN之后，IP RAN組網控制面與轉發面分離，接入設備A與匯聚設備B集成控制代理模塊，用于轉發面與控制面的協議交互;B設備保留原有的路由協議等功能，用于實現和城域網內設備進行L2/L3 VPN互通。

　　轉發面：考慮到現網已大規模部署，為了兼容現有網絡硬件條件，初期網絡層網元級的互聯互通及數據流轉發需兼容IP/MPLS協議集(MPLS-TP為其子集)。后期，待openflow流表芯片發展成熟，逐步向openflow流表轉發演進。

　　控制面：主要做業務級的控制平面定義，基于openflow協議擴展，完成網絡拓撲的發現、業務配置下發、業務PW/LSP路徑的計算及表項的下發?？紤]未來可支持多種協議，如I2RS。

　　管理面：轉發設備仍然具有獨立的管理面，在網管上可作為獨立網元管理。但由于業務已經由控制器集中控制，因此網元管理面只提供網元設備管理功能?？刂破魈峁┗诰W絡的北向接口，提供給網管和第三方應用。

　　基于SDN的IP RAN網絡虛擬化技術可以實現高效的運維管理，高度的軟件自動化。目前存在的一些問題，如時鐘同步、L2/L3組播等，也將在技術的快速發展和應用過程中，找到一個好的解決方案。 基于SDN的IP RAN網絡虛擬化技術及靈活豐富的業務APP實現能力認為是IP RAN網絡的未來發展方向。

　　本文所講的IP RAN是指以IP/MPLS動態協議及關鍵技術為基礎，滿足基站回傳承載需求的一種二層三層技術結合的解決方案，本文專用詞有點多，希望大家能看明白，謝謝閱讀，請繼續關注武林網。