IP路由與光傳送的協(xié)同組網(wǎng)
《華為技術》
顏清華 柏璐
摘要： 任何技術方案都需要圍繞網(wǎng)絡應用來展開,，否則就是無源之水,。從網(wǎng)絡演進的現(xiàn)實需求出發(fā),，cOTN與MC-LB技術促進了網(wǎng)絡融合,，給運營商帶來全方位的價值,。
Abstract：
Key words :
任何技術方案都需要圍繞get="_blank">網(wǎng)絡應用來展開,，否則就是無源之水,。從網(wǎng)絡演進的現(xiàn)實需求出發(fā),，cOTN與MC-LB技術促進了網(wǎng)絡融合,，給運營商帶來全方位的價值。
融合時代的到來,，促進了網(wǎng)絡結構的演變,，cOTN（Channelized OTN）與MC-LB（Multi-channel Load
Balance）技術應運而生?；?a class="innerlink" href="http://wldgj.com/tags/IP" title="IP" target="_blank">IP與光的網(wǎng)絡架構,，cOTN與MC-LB創(chuàng)造性地實現(xiàn)了IP和光的真正協(xié)同組網(wǎng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡性能的全面提升,。
近乎完美的融合技術
路由器的彩光接口方案,，只是將光層的波分特性轉(zhuǎn)移到路由器接口上，給用戶帶來的價值比較有限,。cOTN與MC-LB技術方案則是通過IP交換與光設備交叉的配合,，真正將IP網(wǎng)絡與光網(wǎng)絡融合起來，能夠全面提升網(wǎng)絡的可靠性、組網(wǎng)效率和投資效益,。
MC-LB方案有兩個技術要點：一個方向的數(shù)據(jù)流量可以從多個物理端口轉(zhuǎn)發(fā),；一個物理端口可以轉(zhuǎn)發(fā)多個方向的數(shù)據(jù)流量。
OTN是新一代光網(wǎng)絡標準,，適應了IP時代的大帶寬需求,。結合ODU-flex技術（ITU-T即將發(fā)布標準），cOTN將OTN定義的接口進行通道化,，有力支撐了MC-LB方案,，與MC-LB一起完美地構建了IP網(wǎng)絡與光網(wǎng)絡之間的橋梁。
OTN是新一代光網(wǎng)絡標準,，適應了IP時代的大帶寬需求,。結合ODU-flex技術（ITU-T即將發(fā)布標準），cOTN將OTN定義的接口進行通道化,，有力支撐了MC-LB方案,，與MC-LB一起完美地構建了IP網(wǎng)絡與光網(wǎng)絡之間的橋梁。
網(wǎng)絡可靠性的提高
在大型的IP網(wǎng)絡中,，路由黑洞等隱患非常危險,，很容易導致全網(wǎng)大面積震蕩。由于此類故障的隱蔽性,，故障排除異常困難,，網(wǎng)絡受影響的時間通常長達數(shù)小時甚至數(shù)十小時。2007年某運營商網(wǎng)絡就發(fā)生了這種故障,，時間長達10多個小時,，而且影響的地域很廣。
在大型的IP網(wǎng)絡中,，路由黑洞等隱患非常危險,，很容易導致全網(wǎng)大面積震蕩。由于此類故障的隱蔽性,，故障排除異常困難,，網(wǎng)絡受影響的時間通常長達數(shù)小時甚至數(shù)十小時。2007年某運營商網(wǎng)絡就發(fā)生了這種故障,，時間長達10多個小時,，而且影響的地域很廣。
這種隱患伴隨著IP路由機制與生俱來,，越復雜的網(wǎng)絡越難避免,，隱患的觸發(fā)機制基本相同，都是因為單點故障（比如端口失效,、鏈路中斷等）導致節(jié)點路由收斂,，從而引發(fā)路由黑洞等隱患。雞蛋不能全部放在一個籃子里,，網(wǎng)絡流量也是如此,。MC-LB方案利用數(shù)據(jù)流量的多路徑傳送，在端口或者鏈路故障時,，不需要路由收斂,，隔離單點故障，不會誘發(fā)隱患,，大大提高了網(wǎng)絡的可靠性,。
MC-LB的這種特性，使得在采用合適的網(wǎng)絡架構后,，即使是底層光網(wǎng)絡發(fā)生故障,，也不會影響上層IP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量的有效傳送，不會導致IP網(wǎng)絡的路由震蕩,。MC-LB方案大大提高了網(wǎng)絡的可靠性,，卻并不需要部署額外的冗余資源,，第一次實現(xiàn)了IP和光的真正協(xié)同組網(wǎng)。
組網(wǎng)效率的大幅提升
在路由器網(wǎng)絡中,，理想的組網(wǎng)方式是保證大流量節(jié)點之間的直連,。原因是大量中轉(zhuǎn)路由器的存在,，不僅大大降低了路由器的營利性帶寬,，降低了投資收益，而且大幅降低了承載業(yè)務的質(zhì)量,，網(wǎng)絡性能難以保障,。
在路由器網(wǎng)絡中,，理想的組網(wǎng)方式是保證大流量節(jié)點之間的直連,。原因是大量中轉(zhuǎn)路由器的存在,，不僅大大降低了路由器的營利性帶寬,，降低了投資收益，而且大幅降低了承載業(yè)務的質(zhì)量,，網(wǎng)絡性能難以保障,。
現(xiàn)有技術很難實現(xiàn)大中型IP網(wǎng)絡的節(jié)點直連，受限因素主要來源于兩個方面：一是路由器端口數(shù)有限,；二是光纖網(wǎng)絡資源有限,。以目前典型的骨干路由器為例，最多只能保證32個節(jié)點以10G速率網(wǎng)狀連接（假設上下行端口各占50%）,。如果采用cOTN與MC-LB技術,，則網(wǎng)狀連接的節(jié)點數(shù)根據(jù)業(yè)務最多可擴充8倍至256個節(jié)點，并且在光層網(wǎng)絡中不需要新增任何端口與光纖資源,。由此可見,，cOTN與MC-LB技術可大幅提升網(wǎng)絡效率。
MC-LB的組網(wǎng)效率還體現(xiàn)在對IP網(wǎng)絡流量的均衡上,，可以有效利用網(wǎng)絡帶寬,，降低建設成本。一般來說,，運營商的網(wǎng)絡由于地域等因素,，不同方向的業(yè)務差異較大，一些方向的流量很大從而導致帶寬擁塞,，另一些方向的流量很小從而出現(xiàn)帶寬空閑,。MC-LB方案通過流量均衡來化解業(yè)務不均衡導致的帶寬浪費，利用空閑帶寬承載擁塞方向的流量,，從而提高網(wǎng)絡效率,。
投資收益的增加
當前，網(wǎng)絡中兩臺路由器之間的連接,，要求使用相同的物理端口,。而真正的網(wǎng)絡需求，由于網(wǎng)絡層次的不同,，路由器端口速率要求大不一樣,。接入層與匯聚層節(jié)點需要大量的GE和10GE端口，而骨干核心層則需要高速率的40G
POS/OTN端口,。
由于連接需要,，同一臺路由器上的高低速率板卡往往混合配置。接入層節(jié)點配置高速率卡板，造成投資浪費,；骨干層節(jié)點配置低速率卡板,，降低槽位效率；維護需要配置所有高低速率備板,，導致運維管理成本增加,。
當前，網(wǎng)絡中兩臺路由器之間的連接,，要求使用相同的物理端口,。而真正的網(wǎng)絡需求，由于網(wǎng)絡層次的不同,，路由器端口速率要求大不一樣,。接入層與匯聚層節(jié)點需要大量的GE和10GE端口，而骨干核心層則需要高速率的40G
POS/OTN端口,。
由于連接需要,，同一臺路由器上的高低速率板卡往往混合配置。接入層節(jié)點配置高速率卡板，造成投資浪費,；骨干層節(jié)點配置低速率卡板,，降低槽位效率；維護需要配置所有高低速率備板,，導致運維管理成本增加,。
cOTN與MC-LB技術使得路由器之間以不同物理端口連接成為可能，接入層路由器以GE接口與骨干層路由器的40G
OTN接口直連,，化解了現(xiàn)實需要與技術不足的矛盾,，大大提升路由器連接的靈活性。cOTN與MC-LB技術使各層網(wǎng)絡節(jié)點的配置端口歸一化,，降低了維護復雜程度與備件費用,，提升了投資收益。
OTN接口直連,，化解了現(xiàn)實需要與技術不足的矛盾,，大大提升路由器連接的靈活性。cOTN與MC-LB技術使各層網(wǎng)絡節(jié)點的配置端口歸一化,，降低了維護復雜程度與備件費用,，提升了投資收益。
端到端的OAM
骨干網(wǎng)絡往往跨越數(shù)千公里,，設備級的運維管理遠遠不能滿足端到端業(yè)務要求,。在IP與光的骨干網(wǎng)絡中，承載的業(yè)務跨越距離長,，涉及設備的種類與數(shù)量多,，因此鏈路故障的快速定位和有效保護顯得更為重要。MC-LB方案通過cOTN技術,，將光層OAM（Operation,，Administration
and Maintenance）的優(yōu)越性延伸到IP設備上，輕松實現(xiàn)了業(yè)務的端到端可管可控,。網(wǎng)絡故障逐段排查,、多部門協(xié)作才能定位的歷史將一去不復返。
網(wǎng)絡融合的商業(yè)思維
通信行業(yè)已由高利潤行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)楦偁幖ち业奈⒗袠I(yè),，網(wǎng)絡運營的投資收益已成為最重要也是運營商最關心的話題,。
迎合市場，成就用戶
當前,，很多運營商由于業(yè)務發(fā)展迅速,，導致網(wǎng)絡層次過多。由于網(wǎng)絡架構的不合理,，網(wǎng)絡越擴容,，非營利性帶寬的比重越大。網(wǎng)絡結構扁平化,，減少中轉(zhuǎn)端口數(shù)量,，提升營利性帶寬比率，已成為運營商網(wǎng)絡優(yōu)化工作的重心,。
骨干網(wǎng)絡往往跨越數(shù)千公里,，設備級的運維管理遠遠不能滿足端到端業(yè)務要求,。在IP與光的骨干網(wǎng)絡中，承載的業(yè)務跨越距離長,，涉及設備的種類與數(shù)量多,，因此鏈路故障的快速定位和有效保護顯得更為重要。MC-LB方案通過cOTN技術,，將光層OAM（Operation,，Administration
and Maintenance）的優(yōu)越性延伸到IP設備上，輕松實現(xiàn)了業(yè)務的端到端可管可控,。網(wǎng)絡故障逐段排查,、多部門協(xié)作才能定位的歷史將一去不復返。
網(wǎng)絡融合的商業(yè)思維
通信行業(yè)已由高利潤行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)楦偁幖ち业奈⒗袠I(yè),，網(wǎng)絡運營的投資收益已成為最重要也是運營商最關心的話題,。
迎合市場，成就用戶
當前,，很多運營商由于業(yè)務發(fā)展迅速,，導致網(wǎng)絡層次過多。由于網(wǎng)絡架構的不合理,，網(wǎng)絡越擴容,，非營利性帶寬的比重越大。網(wǎng)絡結構扁平化,，減少中轉(zhuǎn)端口數(shù)量,，提升營利性帶寬比率，已成為運營商網(wǎng)絡優(yōu)化工作的重心,。
cOTN與MC-LB方案非常適用于網(wǎng)絡結構改造,，可以解決由于網(wǎng)絡結構變化帶來的連接方向增多,、流量細化等問題。通過某運營商骨干網(wǎng)絡的流量分析,，我們得知,，與普通方案相比，cOTN與MC-LB可使路由器與傳輸設備節(jié)省30－50%的端口數(shù),，大大降低運營商的建設成本,。
海外有很多知名運營商以VPN等高價值業(yè)務為主的精細化運營，同時又兼營Internet等其他業(yè)務,。這類運營商的特點是將多種不同業(yè)務運營于同一張物理網(wǎng)絡上,，由于業(yè)務的屬性不同,，又需要根據(jù)業(yè)務來規(guī)劃不同的網(wǎng)絡架構,。
cOTN與MC-LB的特點匹配了這種需求，能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯網(wǎng)絡與物理網(wǎng)絡的分離,，不同業(yè)務采用不同的路徑來承載,。很多運營商非常認可cOTN與MC-LB方案帶來的價值，可以大大降低網(wǎng)絡建設的TCO,，并增強了網(wǎng)絡的可維護性,。
兼容并蓄，簡單易用
在FMC時代,，由于網(wǎng)絡融合和業(yè)務融合,，網(wǎng)絡設備互動更為緊密，各廠家的設備互聯(lián)要求其技術的開放性和接口的標準性,。因此,，新技術的應用必須考慮現(xiàn)網(wǎng)的兼容、其他廠家設備的兼容等問題,，以保護網(wǎng)絡建設的投資,，實現(xiàn)技術方案的平滑過渡。
兼容并蓄，簡單易用
在FMC時代,，由于網(wǎng)絡融合和業(yè)務融合,，網(wǎng)絡設備互動更為緊密，各廠家的設備互聯(lián)要求其技術的開放性和接口的標準性,。因此,，新技術的應用必須考慮現(xiàn)網(wǎng)的兼容、其他廠家設備的兼容等問題,，以保護網(wǎng)絡建設的投資,，實現(xiàn)技術方案的平滑過渡。
cOTN與MC-LB方案通過路由器接口的通道化與光網(wǎng)絡互動,，對光設備沒有任何新特性要求,，只要滿足OTN標準的光設備都可以與實施該方案的路由器連接，充分保證了光網(wǎng)絡設備的開放性,。
端口可靈活配置的特點,，確保了新技術設備與其他廠家老設備的兼容。一方面,，在采用MC-LB技術的路由器之間連接時,，可以充分發(fā)揮該方案帶來的價值；另一方面,，對沒有采用該技術的路由器又可以完全對接,，實現(xiàn)兼容,。
盡管MC-LB方案充分發(fā)揮了IP設備與光設備的協(xié)同優(yōu)勢，但卻并不依賴于GMPLS等實現(xiàn)較為復雜的協(xié)議,，同時該方案也適應未來網(wǎng)絡的發(fā)展,，一旦GMPLS成熟應用，將會利用其優(yōu)勢,，增強靈活性和易操作性,。
值得一提的是，IP網(wǎng)絡是路由驅(qū)動的智能網(wǎng)絡,，任何路由協(xié)議的改變都會對現(xiàn)有網(wǎng)絡造成很大的影響,，增加部署難度。而MC-LB技術是通過物理鏈路層的方法來實現(xiàn)的,，不會對路由協(xié)議造成任何影響,，因此非常容易在現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡上部署，不需要改變路由策略,。
此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),，未經(jīng)授權禁止轉(zhuǎn)載。