IP城域网家宽业务高效容灾保护方案的研究与应用

张豫婷 周鹏 解倩倩 葛川

【摘要】    随着互联网快速发展，CMNET（China Mobile Network）城域网已快速发展为中国移动业务最复杂、流量最大的一张网，随着电信云、物联网、云网融合、5G智能等新业务的涌现，业务对网络可靠性要求不断提升。为了满足上述业务迅速上升的需求，这就要求网络建设向宽带化、智能化方向发展。使得CMNET城域网成为适应上述业务需求亟待加快建设的一种网络。本文探索一种高效容灾保护方案，OLT（Optical Line Terminal）双上联到不同的BRAS（Broadband Remote Access Server）设备，实现故障时用户无感知自动切换。

【关键词】    CMNET 城域网    容灾保护

一、概述

随着计算机技术和通信技术的发展，信息传输的手段发生了极大的变化。人们对各种业务的需求也越来越提高，要求业务的种类越来越多样化，如语音、数据、图像、视频、可视化会议等各种业务，使得宽带网络安全稳定需求迅速上升。目前主流的组网是OLT单上联或双上联到同一台BRAS设备，如下图1和图2所示：

OLT单上联无法实现容灾备份效果，OLT双上联同一台BRAS只能实现OLT到BRAS之间的链路级保护，当由于断电、BRAS设备本身故障重启等各种原因导致的BRAS设备故障、BRAS双上联故障时，BRAS退出服务，下挂的业务直接中断，无法实现保护作用，因此探索一种新的BRAS设备保护容灾机制：OLT双跨至不同的BRAS，实现链路级、设备级的业务保护。

二、 OLT双跨至不同的BRAS组网方案

2.1方案描述

OLT出2條或者多条链路上联至不同的BRAS设备，如下图3和图4所示。

当其中一台BRAS设备所有上联均中断或者发生BRAS设备掉电宕机、重启等导致业务不可用时，家宽、OTV等动态业务用户通过自动重新拨号实现双BRAS接入，当OLT单边接入故障时，用户自动重新拨号到另一台BRAS，用户无感知。

单播业务包括家庭宽带、电视点播业务和语音固话，业务故障时，需要宽带用户重新发起PADI请求，电视和语音业务重新发起DHCP请求。链路故障时，该OLT下的部分用户会到另一BRAS接口重新上线。业务中断后，宽带用户能自动拨号，电视和语音用户需要重启STB和ONU，重新发起DHCP请求上线。如图5和图6所示。

2.2数据规划

OLT双上行连到两台BRAS，两台BRAS可以做冷备，也可以做热备。

根据现网情况，针对现网的静态、PPPoE 用户业务实现备份。通过主备方式双归到两台BRAS上实现业务保护;管理通道通过VRRP 协议选举出主备链路，实现障检测和主备切换;业务通道通过奇偶MAC延时，实现业务负载分担和保护。通过链路捆绑运行 LACP 协议，避免单纤故障;根据 ARP自动刷新周期时间，刷新下挂用户的 MAC 表项，奇偶MAC延时接入策略控制实现业务上下行流量引导。

在双链路都正常时，OLT上行认证请求报文向两台BRAS都会发，OLT会选择最先回应的BRAS作为后续用户流量转发设备，通常会配置奇偶MAC延时，比如奇MAC地址的优先上A设备，偶MAC地址的优先上B设备，实现流量基本负载均匀。

当A设备的链路DOWN了，经过该链路的用户流量断流后，会掉线再上线到B设备。

2.3实施方案

BRAS-1和BRAS-2部署奇偶MAC延迟接入，偶MAC用户在BRAS-1接入时有1s（可配置）的延时，因此优先从BRAS-2接入，同理奇MAC用户在BRAS-2接入时有1s（可配置）的延时，因此优先从BRAS-1接入。由于奇偶MAC的随机性，日常两边流量基本能达到均衡。

三、现网应用

自2018年以来，各地市OLT双跨组网改造试点效果显著，在历次的BRAS设备中断故障中，由于双跨的OLT下挂用户可实现自动切换，大大减少对业务的影响，投诉量并未大幅上升，提高了用户感知和用户满意度。鉴于在历史故障中的应用效果，OLT双跨组网的推动改造非常值得推广。

四、结束语

近5年是国家"宽带中国"战略的优化升级阶段，也是宽带网络优化，技术提升，客户服务质量发展的重要阶段.最后，根据评估分析的结果，提出相对应的措施和建议，以提高移动家宽业务的客户满意度，提出针对性的改进措施，从而促进其家宽业务的发展，有效提升企业竞争力. 通过分析可以得知，建立灾备可以有效保护家宽。

随着IP技术的飞速发展，各种增值业务在互联网上得到了广泛的应用。新兴的IPTV、5G、大客户专线和VPN互联等重要的电信级业务，对IP电信网的可靠性提出了很高的要求。电信级业务对于IP网络的可靠性主要包括三个层面：设备可靠性、链路可靠性和网络可靠性。在城域网中，网络设备的可用性要求达到99.999%，大致相当于设备在一年的连续运行中因各种可能原因造成停机维护的时间少于5分钟。

家宽业务容灾保护方案对于故障发生时业务不受影响，用户无感知自动切换，即实用又符合当下集团公司降本增效的号召，值得推广。

参  考  文  献

[1]Todd Lammle.CCNA 学习指南[M].北京： 电子工业出版社.

[2]张耿， 周璇.华为接入网维护宝典[Z].华为技术有限公司.

[3]Mark A·Sportack.IP 寻址技术[M].北京：人民邮电出版社.

[4]张旺，王茹.华为宽带接入服务器 BRAS 维护宝典[Z].华为技术有限公司.