IPTime骨干解决方案白皮书

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1、IP&OTN 协同二一年一月目录1 前言 31.1 骨干解决方案背景 31.2 骨干解决方案相关技术标准 32 方案简介 32.1 流量协同（多层网络优化） 32.2 保护协同 52.3 运维协同 52.4 方案小结 63 关键特性 63.1 T 级别的 OTN 及集群路由器 63.2 E2E 40G/100G 63.3 流量采集分析 73.4 决策支持：多层网络规划工具 73.5 决策执行：物理端口 / Vlan 子接口 /cOTN 接口的 bypass 73.6 动态 SRLG 83.7 MC-LB&cOTN 83.8 协同运维 93.8.1 融合管理 93.8.2 可视运维 103.9

2、控制平面 104 案例分析 105 结束语 12IP&OTN 协同摘要：为了解决流量增长导致骨干网成本增长过快的问题， 华为推出了 IPTime 骨干解决方案， 该方案以 IP&OTN 协同为主要理念，实现了多层网络优化的流量协同，保护协同，运维协 同，从而大幅降低了骨干网 Capex， Opex，并增强了网络的可靠性。 关键词：多层网络优化，多层网络规划工具，协同保护，协同运维， cOTN ，MC-LB ， GMPLS-UNI1 前言随着 WEB2.0 ，P2P ，视频共享、 IPTV 等各种宽带应用的不断兴起和 VDSL 、GPON 等高速宽带接入技术的部署， 互联网流量长期保持高速增长，

3、 据相关研究表明， 目前全球互 联网的增速保持在 50%60% 。传统的扩容方式只是简单的增加汇聚层，增加网络的节点， 导致网络复杂， 运维困难，成本居高不下。不断增长的带宽需求导致成本增长过快，而收入 增长却比较缓慢，面对这一矛盾，不少运营商和设备商开始考虑 IP 和光的融合。1.1 骨干解决方案背景IP 和光的融合目前主要有两大趋势， 一个是路由器出彩光接口， 另一种则是 IP 和 OTN 协同的方式。前者由于方案封闭，并且存在管理界面不清晰， 难以维护等缺点，不被大多数 运营商所接受。而 IP 和 OTN 协同方式具备开放性和良好的扩展性，可以进行多粒度的疏 导从而能够降低整网的成本，

4、而且多层的协同保护能够有效的提高网络可靠性， 协同运维能 够提升网络的运维效率，已成为骨干解决方案的主流。1.2 骨干解决方案相关技术标准IP 和光一直备受业界关注， 在 ITU-T,IETF,OIF 都有相关的工作组。 关于 IP 光目前主 要有三种模型： Overlay 模型， Hybrid 模型， peer 模型，而 over lay 模型由于良好的开放 性和继承性被业界看好。值得一提的是随着 OTN ， WSON ，多层 PCE 等标准的不断完善， IP 和 OTN 协同已成为主流的骨干解决方案。2 方案简介华为的解决方案不仅考虑了节点级的处理能力，例如 T 级别的 OTN 和集群路由

5、器、E2E 40G/100G ，而且考虑了网络级的处理能力，主要体现在路由层和传输层的协同。2.1 流量协同（多层网络优化）典型的路由器网络，其都是分为多层的，例如下图所示就是一个两层的网络，一层是IP&OTN 协同PE ，一层是 P，其中所有的PE 路由器均通过 P路由器来交换。IP和OTN 协同方案，其基本原理就是 PE和PE之间的大颗粒穿通流量通过传送网络直 连连通（如图中的红色和黄色链路所示），而小颗粒流量仍旧通过P 路由器统计复用；通过路由器层和传输层的联合优化， 在网络能提供的总带宽能力不变的情况下， 大幅降低路由器 网络和传送网络的总投资成本。P LayerPE LayerOTN

6、 LayerPPEOTN流量协同的主要思路是优化网络连接，提高网络承载效率。主要分成三个部分：1. IP 网络流量采集分析系统。主要解决流量的统计问题，获取路由器节点间的流量数据。即PE-PE 流量，以及 PE-PE 之间某业务的流量，例如某个 VPN ，某些 VPN ，或者 Internet 业 务等。2. 决策支持系统。所谓决策支持系统，就是根据网络流量数据，给出成本最优的网络连接。 这个决策系统可以是实时的， 也可以是离线的； 可以基于当前流量做分析， 也可以基于未来 预测流量做分析。决策支持系统，当前主要使用 多层规划软件 来实现，通过对流量的分析， 给出最佳的多层规划方案和网络连接方

7、案。3. 决策执行系统。 决策的执行需要路由器层面和传输层面的支持，主要包括1）路由器和传输之间的接口。考虑到不同的应用场景，当前包括物理接口，VLAN 子接口和cOTN 子接口。2） 路由器和传输之间的信令接口。当前主要考虑 GMPLS-UNI 信令，使路由器和传输两 层互动，路由器使用信令直接驱动传输链路建立，减少两层之间的维护难度和工作量。Bypass Decision Making3. 流量分析和支持决策NMS/Operator3 TrafficmatrixConfiguration generation and exec2. 服务器侧报表生成 、上报Traffic analyze a

8、nd reportNetflow/Netstream Collect& Analyze Server4. 路由器流量切换、保护、Qos 问题解决方案Traffic statistics report1. 解决方案 ,Netstream 路由器侧 、服务器侧5. 物理端口、 VLAN subinterface, chOTN/MC-LBN5 CE3P2PE4Traffic bypassGMPLS-UNI7. GMPLS-UNI 降低 OPEXN2N36. 传输层对于VLAN 子端口的 支持N5综上所述， 流量协同主要包括以下关键技术： 流量收集分析技术， 多层网络规划技术， 物理端口 /cOTN

9、接口 /Vlan 子接口的 bypass 。2.2 保护协同骨干网的可靠性是一个重要问题， 因为骨干网的故障影响范围非常广泛， 通常一个国 干网络故障可以影响到成千上万用户的业务。 而用户体验决定了用户的忠诚度并影响了新业 务的开展及绑定，因此从某种意义来讲，骨干网的可靠性间接影响了运营商的收入。虽然 IP 层和传送层各自都有丰富的保护，但是在保护的配合上存在问题：或者是保 护不成功，或者是重复保护，不仅浪费资源而且影响业务质量。保护协同就是通过 IP 层和 传送层的联合保护， 根据运营商的不同需要， 提供最优的联合保护方案， 主要的特性包括动 态 SRLG 和 MC-LB 。2.3 运维协同

10、传统的路由器网络和传送网络是由不同的网管管理， 并且由不同的组织维护， 在业务的 快速开通和故障定位上存在比较大的问题： 当数通部门需要增加一个波长的时候， 传送网可 能需要一个多月的时间才能够提供，严重影响了业务的开通和快速上市； IP 承载网 80% 以 上由波分承载，当路由器业务发生中断，是 IP 承载网自身的问题还是波分设备的问题，目 前缺乏快速有效的定位和隔离手段； 当传输波分发生故障， 传输不清楚自己故障是不是影响 到 IP link ，同时具体影响哪些 IP link 。IP 网络运维复杂， WDM 承载 IP 的承载关系复杂，配置业务需要多次跳转页面。“以人为本，网络易运维”是

11、协同运维的主要理念，主要包括 IP 和 OTN 的融合管理 以及承载业务的可视运维。2.4 方案小结如下图所示， IP&OTN 协同主要包括三方面的协同，即流量协同，保护协同，运维 协同。通过流量协同降低网络的 Capex ，通过运维协同降低 Opex ，通过保护协同提高网络 可靠性，提高业务的体验，从而增强客户的忠诚度，间接增加收入。从网络部署和技术发展的节奏来看， IP和OTN 协同可以分为三个阶段。第一个阶段称 为手动协同阶段， 目前的设备都可以支持， 但所有的规划都是手动完成， 规划的效果取决于 人的经验，并且工作量比较大，当前 163 骨干网就是一个最好的例子；第二阶段称为半自动 协

12、同， 主要的特点是增加了流量矩阵的检测， 增加了离线的多层规划规划工具， 从而帮助运 营商更好的做决策， 减少手工劳动， 提高效率和准确性； 第三阶段是为适应网络动态发展的 需要，实现智能的协同化，该阶段将会需要多层PCE ，智能优化模块，因此在标准上还有较多的工作。3 关键特性3.1 T 级别的 OTN 及集群路由器为解决单节点的容量问题，华为率先推出了 1.28T/2.5T 的 OTN 设备 , 并可升级 到 3.2T/6.4T ，而且已经实现业界的首个 24 集群路由器的商用，通过 ISHE 技术可 以在线硬件扩容至 200T 。3.2 E2E 40G/100G目前多数网络以 10G 接

13、口为主， 但是随着流量的增长， 网络升级到 40G,100G 是大势 所趋。 40G/100G 相对于 10G 等价链路捆绑有着天然的优势，它带来了业务透明、空间节 省、功耗降低、管理方便等一系列优点，从而在解决带宽瓶颈的同时节省端口，提高效率， 降低运维成本。同时由于 100G 产业链还不够成熟， 40G 阶段不可逾越。华为 E2E40G/100G 是指 40G/100G 的路由器和 40G/100G 的传输设备无缝对接，提 供端到端的 40G/100G 解决方案。 不仅如此， 华为还提供了从 10G 网络向 40G 网络平滑演 进的方案 :首先引入 40G cOTN 接口，一个 40G c

14、OTN 接口可以当作 4 个 10G 接口使用， 这样只在核心汇聚节点先升级，而边缘设备保留10G 接口，从而减小了初期的投入；随着流量的增长，可以采用非等值的负载分担，实现10G 链路和 40G 链路的高效捆绑；当流量再增大时，可以在核心层全部采用 40G 接口， 10G 接口用于 PE 节点的下行。3.3 流量采集分析流量采集分析采用 Netflow/Netstream 技术，多数骨干路由器都支持此功能。3.4 决策支持：多层网络规划工具传统的骨干网络是逐层规划的，路由器网络和传送网络由不同的部门维护，因此存在 网络资源利用率不高， QOS 及可靠性部署复杂的问题，并且网络规模很大时难以做

15、到多人 同时设计。相比传统的单层网络规划工具，多层网络规划工具将大幅提高资源利用率和网络可靠 性。通过跨 IP 层和传送层的协同规划，可以根据业务流量统筹分配两层的带宽资源，实现 业务流量的协同承载，提高资源利用率；同时，通过两层的协同规划，避免一个故障激发两 层各自保护而导致资源浪费，实现高效保护，提高网络可靠性，也是实现骨干网 IP 层和传 送层智能协同的必要基础。现阶段支持的是基于 RSVP-TE 和传输层的多层网络规划， 后续会支持基于 IP 和传输 层的多层网络规划。3.5 决策执行：物理端口 / Vlan 子接口 /cOTN 接口的 bypass物理端口的 bypass ，粒度最大，适合大颗粒流量的 bypass, 可以支持 10G ， 40G ，未 来支持 100G 端口的 bypass ；而 VLAN bypass 适合流量比较小的 bypass ，例如 10GE 接 口中几个 G 流量的 bypass ，因为不需要