基于“IPv6+”北京冬奥专网创新方案

屠礼彪，曹 畅，佟 恬（中国联通研究院，北京 100048）

1 背景

北京冬奥会是继2008 年北京夏季奥运会后我国承办的又一项体育盛会，是我国历史节点的重大标志性活动。北京冬奥会需要在两地三赛区87 个奥运场馆以及北京与张家口之间多条交通干线周边，提供共享互联网、互联网专线、“媒体+”多种网络通信服务。北京冬奥会对终端接入效率、网络丢包率、网络往返时延、接入层和核心层网络可用率、网络故障恢复时间均有严格要求，对不同等级的场馆制定了差异化的指标需求。中国联通作为北京冬奥会唯一通信合作伙伴，从北京冬奥会通信服务的规划阶段，就在思考如何建设一张技术简约先进、服务安全可靠、应用丰富多彩的奥运专网，提供最佳的办赛、参赛和观赛体验。

2 传统IP网络存在的问题

传统的IP 网络主要采用IPv4 MPLS 技术，在业务快速开通、确定性体验、智能运维等方面均无法满足要求，具体表现在以下几个方面。

a）场馆媒体网络接入方式不灵活。传统媒体组网方式多样，原有承载网络无法满足敏捷接入的需求。不符合承载网络接入方案的媒体需要对网络进行方案变更、配置修改和现场调测，部署周期长。SRv6 EVPN 作为“IPv6+”技术体系下的统一VPN 承载技术，实现了用户零感知敏捷接入冬奥专网，且媒体用户无需更改网络方案和配置，就可以与国内外媒体复杂多样的私有网络平滑对接，提高了网络部署效率。

b）高价值业务需要单独承载，建网成本高。原有承载网络无法提供确定性体验的服务，对于多种业务综合承载场景，高价值业务难以得到100%品质保证。采用基于“IPv6+”技术体系的创新方案既可以使多种业务统一承载在一张网络上，又能满足高价值业务的确定性体验需求。

c）传统故障定位和恢复方式效率低，隐患大。传统网络运维没有针对业务的有效质量监控手段，通常通过ping、tracert 等技术手段感知网络的连接状态，检测精度差；告警数据巨大且持续变动，内部缺乏关联，无法进行业务识别、故障特征识别，存在大量无效的、重复的告警；运维人员要靠人工分析，依赖自身经验判断是否要派单。另一类是静默故障，因为故障发生后管理界面无感知，导致故障定位难、无法快速干预、恢复时间长，这也一直是电信设备运维改进的一个重点。基于“IPv6+”技术的智能运维系统可对网络中的运维数据进行分析，实现故障的精准感知、定界定位、快速恢复，减少业务受损时间，提升运维效率。

综上，为全面保障冬奥会通信服务，中国联通基于“IPv6+”新技术解决传统网络的痛点，打造了一张智能、高品质、可靠、安全的冬奥专网。

3 基于SRv6+EVPN实现多业务“零感知”接入

作为国际大型体育赛事，北京冬奥会不论是在连接数量、连接质量，还是在连接开通速度方面，都对网络提出了更高的要求，奥运网络必须具备如下能力以实现“任意连接”：一是业务诉求可保证，网络必须能够满足业务对开通速度、SLA（带宽、时延、抖动）和可靠性的要求；二是连接运维更高效，在运维全生命周期中对连接做到可视、可管、可调。为实现“任意连接”，网络中的协议应该尽量少而简，如图1 所示。一方面可以减轻设备压力，实现更多数量的连接；另一方面可以减少业务开通时的配置工作量，实现更快的连接开通速度；同时还可以减少网络故障定位的工作量，更好地保障连接质量。

图1 SRv6+EVPN承载技术优势

冬奥专网的广域网承载技术选用SRv6+EVPN 技术，将网络协议类型简化到只有IGP 和BGP，转发面回归到IP 转发，并通过智能管控系统实现灵活简便的路径控制与调整，以及监控实例下发。在协议简化和Native IP 转发的基础上，SRv6+EVPN 可以很方便地在各个网域中实现承载方案统一，实现场馆和媒体中心之间的“任意连接”，端到端SRv6实现业务信息只在业务创建和终结点感知，中间节点不需维护业务信息，提升了网络的可扩展性。

4 基于网络切片技术实现业务安全隔离

冬奥专网为奥运特定重要业务部署了“专用车道”，通过“IPv6+”网络切片技术，在一张物理网络上按业务类型划分了不同的切片，不同业务独享切片资源，不同切片间实现隔离，从而满足了奥运业务安全隔离的要求。北京冬奥会期间，媒体记者进行赛事报道的“媒体+”、互联网专线业务不会受到运动员和志愿者等其他上网流量的影响，保证高优先级业务的体验。

5 “SRv6 Policy+智能管控系统”提升用户体验

中国联通坚持简约办会的指导思想，用一张网络综合承载共享互联网业务、互联网专线业务与较高品质要求的“媒体+”业务。在赛事举办高峰期，为避免互联网流量对“媒体+”业务的时延、抖动、丢包率等网络关键性能指标产生影响，冬奥专网采用了SRv6 Policy 智能选路技术，在关键业务SLA 指标劣化时实现自动调优，始终保持媒体用户最佳服务体验。

为满足不同质量的连接要求，网络必须有能力对业务SLA 进行端到端的管理和保障。传统的IP/MPLS网络只具备针对带宽进行局部路径规划的能力，无法满足时延等SLA 诉求，更无法通过对业务SLA 进行检测实现业务SLA 质差分析和路径优化。随着Segment Routing 技术的兴起，SDN 控制器和SR 相结合，兼具全局最优和分布智能的优势，可以实现各种流量工程，根据不同业务提供按需的SLA保障，如图2所示。

图2 “IPv6+”时代的SLA保障

智能管控系统+SRv6 Policy 即为上述技术创新结合的实践。智能管控系统通过采集协议收集网络拓扑和流量信息后，根据媒体专线业务SLA 进行路径计算，并将符合SLA 要求的路径下发到网络设备，网络设备根据路径中的指令进行转发。然后设备启动对业务SLA 的检测并上报给智能管控系统，智能管控系统在感知到业务劣化之后，对业务路径进行优化。SRv6 Policy 通过多Candidate Path 实现路径备份，通过多Segment List实现负载分担，这样网络优化算法与智能管控系统的流量分析相结合，实现专网内的流量均衡，降低网络拥塞风险。

以从张家口奥运村到媒体中心的媒体业务为例，冬奥专网智能管控系统在两地间部署SRv6 Policy 隧道，并根据“媒体+”业务时延需求配置SRv6 Policy 隧道参数。智能管控系统实时感知业务质量，发现路径时延劣化时，对隧道调优，将业务切换到更优路径。

6 “iFIT+AI智能运维”提升网络质量

中国联通依托前期通信保障经验，建设智能管控系统平台，在冬奥专网中引入了以随流检测（iFIT）为代表的AI 辅助运维技术，能够100%覆盖所有链路的保护倒换。针对传统运维手段对于复杂业务、复杂网络定位周期长、故障隐患威胁大的问题，智能运维的核心思想是从业务和网络2 个维度，对网络中的运维数据进行分析，实现故障的精准感知、定界定位、快速恢复，减少业务受损时间，提升运维效率。

随流检测技术通过对实际业务流进行特征标记（染色），实现了对特征字段丢包、时延测量等指标的实时测量。基于随流检测的智能运维实现了分钟级颗粒度的主动感知，从被动处理式运维转变为主动预防式运维，同时实现分钟级人工智能辅助故障处理，从依靠运维人员分析问题转变为由AI 辅助运维人员对故障根因进行精准定位。

7 结束语

“IPv6+”系列新技术首次在奥运赛场上亮相，充分展现了中国通信产业的最新发展成果。中国联通承建的北京冬奥赛事专网服务系统具备易部署、可复制、简约、高品质的优点，在国内率先通过“IPv6+”测试评估，在全国首获“IPv6+”Ready 1.0 证书，这不仅标志着中国联通正式进入“IPv6+”运营服务新时代，也为后续国内外重大赛事网络建设提供了新的领先技术方案，积累了丰富的实践经验。

未来，中国联通将持续深化网络基础设施IPv6 改造，继续大力推进对“IPv6+”网络系列新技术的研究与应用，全方位推动“IPv6+”战略研究与部署，提升网络能力、增强产品竞争力，全力支撑千行百业数字化转型，为网络强国建设、数字经济发展注入强劲动力。