接入网关上连传输承载网保护方案的研究与测试

1、接入网关上连传输承载网保护方案的研究与测试 接入网关上连传输承载网保护方案的研究与测试researching and testing the protection scheme for the access gateway to connect the transmission bearer network黄泉洲 陈宏标 沈步阳 王利村 吴飞（中国电信股份有限公司广州研究院 公网技术部）摘要  针对目前软交换的大规模建设及应用，接入网关（access gateway，以下简称ag）上连的传输承载网如何实现业务的保护是一个迫切需要研究的课题。本文对利用mstp（multi_servic

2、e transport platform，多业务传送平台）网络实现ag上连承载网的保护方案进行了研究，深入分析了ag设备接入到承载网的保护方案、承载网本身的保护方案、汇聚承载网到上层设备的保护方案，进而提出了一套完整的端到端保护方案，并通过测试进行了验证，结果表明方案具有很强的可行性。关键词  接入网关  ag  上连  mstp  保护方案  研究前言 随着ngn技术趋向成熟，以softswitch为核心的软交换体系具有提供多业务的能力，能满足将来多业务融合的需要。ag设备位于软交换网络的接入层，主要作用是替代传统pstn

3、网络中的小型集团交换机、端局及远端模块扩容，或者新建用户小区或者具有一定用户规模商业大楼，为用户提供语音、传真、拨号上网等接入服务。因此，ag设备是软交换网络建设中的重要元素，必须充分保障其安全性。 随着ag设备在网络中大量使用，为ag上连提供网络保护、保障其安全性将成为网络建设、维护的重要内容。从目前情况看，利用mstp传输网构建ag设备上连的承载网是较好的旋转，但如何建立一个从ag到sr（service router，业务路由器）的端到端保护网络是目前承载网领域内迫切需要研究的课题。理论研究 ag上连传输承载网包括三个层次：ag设备接入到mstp传输网、mstp传输网内

4、部、mstp传输网连接到sr。 为了实现端到端的保护网络，必须逐个层次对网络提供保护。网络拓扑如图1所示。 图1  ag上连传输承载网保护方案  首先是ag设备双端口一主一备上行、双归属组网，它是实现端到端保护的基础。 其次是是ag设备接入到mstp传输网之间的保护。ag上连采用主备用端口和网线可以实现ag设备到mstp设备的完全保护，当主用端口/网线发生故障时，业务将倒换到备用端口和网线。 然后是mstp传输网内部的保护。mstp传输网内部通过配置一主一备路由实现保护。当业务中断时，有三种方式实现业务的保护：（1）传输网复用段保护倒

5、换；（2）利用mstp的lpt（link pass tunnel，链路穿通通道）功能触发主备路由倒换；（3）ag应用层检测触发主备路由倒换。 三种保护方式具有不同的启动条件：当mstp设备线路侧检测到los、lof和ms-ais告警、光纤中断、b2误码过量时，复用段发生保护倒换。当mstp设备启动lpt功能时，当上游以太网端口发生故障、光纤中断、mstp设备交叉连接发生故障或者内部vc故障时，下游mstp设备的fe口(fast ethernet ，快速以太网口)就会关闭，与该fe口相连的ag设备fe口就会因为收不到信号而关闭，从而触发ag将业务倒换到备用端口。当ag设备具有应用层检测

6、触发主备路由倒换功能时，只要业务有中断就会使ag设备产生主备倒换。 另外，三种保护方式启动的先后顺序不同，应用层检测触发主备倒换大约需时14s，动作最慢；其次是lpt功能，倒换时间大约需时7s，动作中等；复用段倒换时间小于50ms，动作最快。因此当发生复用段倒换时，其它两种方式就不会发生，同理，当满足复用段倒换条件而又启用lpt功能时，应用层检测触发主备倒换就不会发生。 最后是mstp传输网连接到sr之间的保护。两台sr之间启用vrrp（virtual router redundancy protocol，虚拟路由冗余协议)协议，它们之间直连端口启用三层功能，vrrp包从一

7、台sr端口经过核心点mstp设备的vb（virtual bridge，虚拟交换机），通过内部系统口到另外一个mstp设备的vb，再到达另外一台sr。当主用sr设备失效、fe口down以及其连接到核心汇聚mstp设备的网线断开，通过vrrp协议，备用sr此时变为主用，业务自动倒换到核心汇聚点mstp之间的通路，再传送到原来的备用sr上（此时已经变为主用交换机），实现核心点业务的保护，此保护方式并不影响承载层及接入层的保护。三种保护方式保护的对象不同，分工明确，各司其职，形成了一个有效的端到端的保护功能，从而保证业务能正常运行。 从上述分析可以看出，此种方法除了在接入点网元a处有单点故障

8、之外，其他部分可以实现全程的端到端的保护。若用户需要更高级别的服务要求，有条件的地区可以把ag的两条主备网线连接到同一设备的不同单板或连接到不同的mstp设备,此种情况下可实现理想的全程端到端保护。测试情况 1、测试的网络拓扑 我们以华为metro3000 mstp设备为例作为ag上连承载网，网络拓扑如下图2所示，具体连接描述如下： ag设备通过2个fe口（一主一备）分别连接至华为metro3000(a)的以太网端口fe1、fe2；端口未启用vlan 功能。四个metro3000设备组成两纤双向复用段保护环，metro3000(a)采用透传，主用路由走metro3000(a

9、)metro3000(b)，从metro3000(b)上连到三层交换机及路由器，到达ss设备，备用路由走metro3000(a)metro3000(c)，业务走向见红色虚线箭头。metro3000(b)和metro3000(c)都采用二层交换，建立vb；metro3000(b)和metro3000(c)之间通过系统口建立连接；metro3000(b)和metro3000(c)的以太网端口fe1分别通过100m网线与三层交换机相连，两台三层交换机之间启用vrrp。 图2 网络拓扑图 2、测试结果 我们对华为和中兴两厂家的ag上连方案进行组网，并且进行了各个层次的保护

10、倒换测试，测试结果符合上述理论研究。具体测试结果如下： 通过ag 设备ping ss设备，测试业务互通结果。华为ag设备软件版本为pvmv100.r011.b02d078，测试结果如下： ag设备测试结果如下：序号 操作 测试结果 备注说明1 断开ag上连主用业务网线 ping不丢包 2 断开网元a和b主用业务光纤 ping不通 环网未启用复用段协议3 断开网元a和b主用业务光纤 ping不丢包 环网启用复用段协议4 断开主用业务网元b到a单向光

11、纤 ping不丢包 启用单向网元a到b方向lpt功能，未启用复用段协议5 删除c网元的到b网元的交叉连接 丢2个包，业务正常 业务一直走主用通道从a网元到b网元6 断开b网元与主用三层交换机网线 丢2个包，业务正常 启用了vrrp协议 通过ag设备下接的两部电话互相拨打和ag设备ping ss，测试业务连通情况。我们对中兴两套版本2.0.1j和2.0.1k进行了测试，由于两套版本测试结果一致，下面主要给出版本为2.0.1j的测试结果：序号 操作 测试结果 说明1 断

12、开ag上连主用业务网线 有4个丢包，时延为0，业务正常 当ag主板业务倒换到备板，时延为0，再将业务由备板倒换到主板时，时延为5ms2 删除b网元efs板到a网元方向交叉连接 ag倒换到备板，业务正常 启用了单向b到a方向lpt功能3 删除b网元efs板到a网元方向交叉连接 业务正常倒换，倒换时间大约14秒 未启用lpt功能，但中兴ag设备具有应用层感知功能4 断开b网元到主用三层交换机网线 不影响业务，有5个丢包 启用了vrrp协议结论 目前ag上连方式倾向于采用两个端口上连的主备保护方式，通过上述的研究和测试验证，能做到全程端到端的保护。不过为了节省网络资源，提高mstp网络的利用率，也可以使用单端口上连的方法，使用一根网线连接到mstp传输设备。目前ag设备均能支持此种方案。缺点是ag上连只有传输承载网的