4G核心网的以太端口模式配置

文/何葆丰

随着业务的快速发展，LTE网络规模越来越大，核心网端口数量和类型也越来越复杂。为了做好网络维护，提高端口的运行质量和稳定性，我们探讨了端口配置对LTE核心网性能的影响，并给出了端口配置原则和注意事项，希望能对提高LTE维护水平起到抛砖引玉的作用。

1 以太网工作模式

以太网卡可以工作在两种模式下：半双工和全双工。半双工：半双工传输模式实现了用于多路访问冲突检测的以太网载波监控。传统的共享LAN工作在半双工，只能同时在单个方向上传输数据。当同时传输两个方向上的数据时，发生冲突，这降低了以太网的效率。全双工：全双工传输是使用点对点连接，这种安排并不会发生冲突，因为它们在双绞线中利用两个完全独立的线路。而在双全工模式下，冲突检测电路是不可用的，因此每个双全工连接仅使用一个端口进行点对点的连接。

表1：自协商配置与固定配置的比较

2 端口模式配置对LTE网络性能的影响

端口配置决定端口的工作模式，配置不当容易产生双工不匹配的问题。当链路两端的端口双工不匹配时，将会严重影响我们的网络性能。端口异常，自协商能力寄存器出厂设置错误，以及链路质量下降，误码率高导致双方LCW交换错误都会导致自协商失败。对于端口异常情况引起的自协商失败，与具体的设备有关。一般情况下，端口异常跟硬件和驱动有关，可能会对端口造成各种各样的影响，比如端口中断、闪断、大量误码等。由于硬件或者驱动等出问题的具体情况与具体的设备有关，本文无法进一步进行详细分析。对于自协商能力寄存器出厂设置错误的情况，每次协商都会得到错误的结果。对于这种情况引起的问题会在初次连接时出现，因此比较容易发现排除。

对于第三种情况，也就是链路质量下降，误码率高导致双方LCW交换错误，从自协商过程来看，几率非常低。即使在链路误码率高达 的情况下，LCW交换错误的概率也在 数量级。自协商失败会导致端口连接失败。另外，由于自动协商的内容包括端口速率、双工能力、流量控制能力等，相应地，自动协商失败可能会导致由于自动协商的内容包括端口速度、双工能力、流量控制能力等方面的不匹配。

3 LTE核心网以太端口模式配置探讨

在对LTE核心网以太端口模式配置进行讨论之前，根据上述分析，小结自协商配置和固定配置各自的特点。见表1。

从上面的分析可以看到，自协商配置与固定配置各有优缺点，很难说统一按哪种配置模式比较好，需要根据实际情况确定。

表2：LTE核心网端口配置

对于LTE核心网而言,为了保障核心网业务性能的稳定性、提高维护和故障定位的准确性，并减少潜在隐患，经过充分的研究和讨论,确定以下以太端口模式配置标准原则：

（1）以太端口模式配置的首要原则是使端口工作在两端端口同时能够支持的最大速率下。

（2）两端的以太端口模式配置保持一致。

（3）当传输线支持速率低于两边端口同时支持的最高速率时，不应该启动自协商配置。

（4）达到上述前提下，对端口之间业务通信性质进行分别对待,即对端口之间业务通信的连通性与通信质量的不同要求进行区分优选，针对维护和故障定位需要确定：

1.如果优选连通性，使用自动协商工作模式。

2.如果优选通信质量，使用固定配置工作模式。

端口配置完毕后，一定要查看实际的运行状态和配置期望是否一致，特别是采用自协商配置时。只有这样才能尽早发现问题。

4 LTE核心网端口配置

4.1 LTE核心网端口配置

LTE核心网主要由MME、SGW、PGW、防火墙及交换机、路由器和服务器组成，设备之间采用以太网端口互联。根据端口模式配置原则，从端口之间业务通信的稳定性与通信质量要求这两方面考虑，我们可以将LTE核心网的端口分为两大类型。一类是业务流量大，对通信质量要求较高的端口，这类端口包括交换机-PGW接口，交换机-PGW接口，交换机-防火墙 TRUST接口，主备交换机之间的TRUNK接口，防火墙 UNTRUST至外网交换机之间的接口，这里把这类端口称为通信质量优先端口。对于通信质量优先端口采用固定配置模式。

另一类是流量不大，对连接稳定性要求较高的端口，包括交换机到各个服务器的接口，交换机至路由器的接口，以及交换机到其它网络元件的管理端口等，这里把这类端口称为连通性优先端口。对于连通性优先端口采用自协商配置模式。见表2。

4.2 端口配置原则应用效果

为了提高网络维护质量，2016年5月份省公司组织LTE技术骨干、连同设备厂家工程师经过充分的研究和讨论,确定以下以太端口模式配置标准原则,并根据此原则制定了LTE核心网以太端口模式具体配置标准，用于指导实际网络配置和新设备入网验收的标准。

6月初，根据标准统一了LTE核心网的端口配置，完成配置修改后，从应用情况来看，主要取得了两方面的效果。效果一，全网消除了双工不匹配的隐患，所有端口都工作在最佳方式下，提高了网络的通信质量。效果二，将所有连通性优先端口都统一为自协商配置后，提高连接的稳定性。具体表现为，在固定配置模式下，个别路由设备重启后其网管端口不能正常起来，需要在端口手工插拔网线才能起来。

5 结束语

LTE核心网以IP网络为承载，以太端口工作模式的配置是一项基础工作，网络运行表明其配置可以直接影响LTE业务性能以及维护工作效率。我们在日常维护工作中一定重点做好端口的配置和加强对端口工作状态的检查，保障网络的高质量稳定运行，不断提升用户对网络的良好感知度。