应对全业务运营中国移动打造全国性IP承载网

中国移动集团网络部 | 卢煜 孔令山 赖小龙

IP承载网覆盖全国，所有网络设备位于同一个域内；采用扁平化分层网络结构，分为核心层、汇聚层、接入层；全网开通MPLS VPN，实现业务隔离。

近年来，网络技术飞速发展，业务越来越丰富，物理承载技术突飞猛进（3G、4G），新技术不断涌现，网络承载技术向All over IP的方向发展。随着业务和技术的发展，对IP网的业务需求不断增加，体现在业务的IP化、网络的IP化。软交换IP化已经开始实施，传统的电信网络，以及3G电路域和信令网也具有IP化趋势。

如何在IP网络上运营电信业务，是电信运营商必须面对和解决的问题。新的电信业务要求具有以下特点，封闭性，内部通信比较多，不需要或很少访问Internet；高服务质量要求；高安全性和可靠性要求。

中国移动IP承载网建设规划

单一互联网已经无法满足中国移动业务需求的变化，需要建设IP专网来承载不适合在互联网上承载的IP业务。根据业务需求和技术发展情况，《中国移动技术发展路标 2004，2005，2008年版》提出在较长时间内需要两种IP电信业务承载网络，互相补充共同满足业务的需要。

专用IP承载网，承载高要求、高价值、可控性高的具有封闭特性的电信业务。

公众互联网，承载安全要求不高的电信业务。作为全球互联网的一部分，继续提供传统的互联网业务。

因此，中国移动专用IP承载网是中国移动新一代面向多种业务的、能够同时支持语音、视频、数据等多业务的核心承载网络，是中国移动新的全国性IP网络。中国移动IP专网主要面对中国移动自身业务系统和大客户，IP专网所承载的业务系统要求具有封闭或半封闭特性，IP专网应提供对业务的较高服务质量和安全可靠性保证。IP专网和移动互联网互相补充共同提供对中国移动业务的承载，IP专网定位于高价值和高要求的电信业务，移动互联网定位于互联网业务和中低要求的电信业务。随着技术的发展，未来应考虑多网合一的可能。

根据IP承载网建设思路，IP承载网总体组网要求如下。

满足业务需求，保证专网承载业务的服务质量；面向高价值业务，保障网络拥有完善的保护机制，具有电信级高可靠性；结构设计要充分考虑业务特性，尤其是3G网的业务模型；在满足业务QoS和可靠性要求的基础上，尽量节省资源占用，降低建网成本；网络组网应尽量减少规划、运维和管理的难度；IP专网组网必须充分考虑长远业务需要，具备可扩展性；网络结构应尽可能简化、清晰。

IP承载网覆盖全国，所有网络设备位于同一个域内；采用扁平化分层网络结构，分为核心层、汇聚层、接入层；全网开通MPLS VPN，实现业务隔离。

POS接口IP承载优势较大

目前IP承载网使用的路由器网络接口类型比较少，主要是以太接口和POS接口。以太接口包含FE、GE、10GE，POS接口包含155M、2.5G、10G。

由于IP承载网对于各种接入业务采用VPN隔离，业务接入的设备接口必须绑定到VPN中。当某个物理接口上承载两种以上的业务形式时，必须将该物理接口分成子接口形式，将子接口绑定到VPN中。

以太网接口采用802.1Q VLAN技术划分子接口，但以太网接口带宽跳跃大，从GE直接到达10GE，对于总带宽需求为2G的多个业务共用一个物理接口的要求无法直接满足。现在部分厂商可以通过2个GE接口捆绑划分子接口实现，但是采用GE接口捆绑有比较明显的缺点。不是所有厂商目前都支持该能力，而且兼容性不高；捆绑接口中一个接口故障，易导致链路拥塞。

而POS接口具有2.5G的带宽能力，可以解决2G带宽需求的用户接入。但目前IP承载网上尚没有在POS接口上划分子接口的规范形式，故没有正式应用。从技术上看，对于POS接口划分子接口有以下两种方式。对于CPOS接口，使用通道化时隙技术划分子接口；对于POS接口，使用帧中继技术划分子接口。

对于CPOS接口通过通道化时隙技术实现子接口，主要的缺点如下。对于2.5G以上POS接口的通道化时隙技术，部分厂商不支持；通道化时隙技术带宽分配固定，不易动态调节。

对于POS接口通过帧中继技术实现子接口，理论上是可行的。帧中继（Frame Relay）是较新的一种准宽带数据通信方式，是在X.25技术基础之上发展起来的一种快速分组交换技术。其利用帧对变长数据进行封装，使用统计复用技术使之在网络中传输，可使多个用户同时使用一条线路的数据业务，动态分享网络介质和可用带宽。因此，利用帧中继，在POS端口上支持虚链路，可使多个用户共享同一物理介质。

采用帧中继技术实现POS子接口的测试方案

通过在POS链路上封装FR并支持POS子接口，首先解决了POS链路多VPN接入的需求，其次解决了POS链路多用户跨域VPN的需求。

测试内容包括：POS子接口不同封装方式的基本转发，L3VPN OP-A方式场景下POS子接口应用，针对现网应用，测试POS子接口接入L3 VPN，转发及路由学习，POS子接口应用IP FRR基本功能测试，异厂商的互通情况。

测试产品

厂商 测试时间 型号 配套测试的配套版本起始时间 结束时间 产品名称与版本号华为 2009-07-27 2009-07-31 NE80E V300R003C02B697阿尔卡特 2009-07-27 2009-07-31 7750SR TiMOS-C-4.0.R20 Juniper 2009-07-27 2009-07-31 M320 Junos 9.0 Cisco 2009-07-27 2009-07-31 12000 12.0(32)SY2

测试过程

帧中继使用的封装格式主要有两种：IETF、Cisco，IETF封装形式各厂商都支持，Cisco是思科定义的格式，主要厂商都支持。

帧中继接口类型有两种：DCE和DTE。

帧中继的接口信令称为本地管理接口(LMI)，交换机使用LMI来确定哪一些DLCI已被定义以及它们的当前状态，类型有三种：ANSI、Cisco、Q933。

两台路由器的接口使用帧中继协议进行连接时，基本要求包括三个方面。

其一，帧中继的封装格式要一致，都是IETF，或都是Cisco。

其二，一个接口采用DCE，另一个接口采用DTE。

其三，帧中继的LMI类型要一致。

根据帧中继技术的工作原理和IP承载网的组网形式，设计如下测试用例，采用华为设备进行了全面测试，并使用阿尔卡特设备、Cisco设备、Juniper设备进行了互通性测试。

根据上述测试方案和测试用例，采用多厂商设备进行了测试，测试结果表明在POS子接口上使用帧中继技术实现子接口划分是完全可行的。