【正文】 協(xié)議報文開銷大，不適合在大型網絡中應用 我要預留 20Mbps帶寬 OK！ 我要預留 20Mbps帶寬 OK！ OK！ OK！ 開始通信 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 83 QOS 數(shù)據規(guī)劃 ? DiffServ模型：當網絡出現(xiàn)擁塞時 ， 根據業(yè)務的不同服務等級約定 ， 有差別地進行流量控制和轉發(fā)來解決擁塞問題 。 DiffServ模型則將多個業(yè)務流聚合成一個行為集合（ BA），在 各網絡單元上使用相同的 PHB進行轉發(fā)處理，簡化了業(yè)務的處 理和存儲過程，具有良好的擴展性，目前大型網絡中的 QOS實 現(xiàn)多為基于 DiffServ模型的 DiffServ網絡 用戶網絡 DiffServ網絡 流量控制 SLA/TCA 邊界節(jié)點 內部節(jié)點 邊界節(jié)點 邊界節(jié)點 內部節(jié)點 邊界節(jié)點 用戶網絡 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 84 QOS 數(shù)據規(guī)劃 在 MPLS 網絡中也主要存在以下兩種方式： ? MPLS DiffServ 根據將 IP DiffServ信息通過 Label傳達給 LSR方式的不同 ，業(yè)界存在兩種 MPLS DiffServ的解決方案 MPSL ELSP 在 LER上將 IP DSCP字節(jié)映射到 MPLS Label的 EXP位 ， 通過 EXP 位向 LSR表示分組的 QoS要求 ， 這樣一個 LSP最多可支持 8個服 務等級 ， LSR根據 Label和 EXP對分組進行隊列調度 ， 根據 EXP進行報文丟棄 ， 同一 LSP中的分組可能被分到不同的隊 列 ， ELSP是通過 LDP協(xié)議建立的普通的 LSP ELSP LSR EF AF1 LER LER 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 85 QOS 數(shù)據規(guī)劃 MPSL LLSP 在 LER上將 IP DSCP字節(jié)映射為一個 LSP， 通過 Label和 EXP位向 LSR表示分組的 QoS要求 , LSR根據 Label對分組進行隊列調 度 ， 根據 EXP進行報文丟棄 ， 同一 LSP中的分組被分到同一個 隊列 LLSP LSR LER LER EF AF1 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 86 QOS 數(shù)據規(guī)劃 選擇上述兩種方案主要取決網絡所規(guī)劃的業(yè)務類別數(shù)目 、 分組丟棄值以及 MPLS運行的模式 （ 幀模式或信元模式 ） , 當采用信元模式的 MPLS操作時 ， Label與 VPI/VCI相對應 ， 只能采用 LLSP， 此時將 Label的 EXP映射為信元的 CLP；當采用幀模式的 MPLS操作時 ， 采用 ELSP或 LLSP方案都可以 。 而且目前大部分網絡運營商所使用的業(yè)務等級都在 4個以內 （ 話音 、 視頻 、 VPN與高質量上網 、 普通上網 ） ， 所以 ELSP基本能滿足應用 ， 又能夠與 IP Precedence和 ， 業(yè)界趨向采用 ELSP的方式 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 87 QOS 數(shù)據規(guī)劃 ? MPLS TE MPLS TE通過對 IGP協(xié)議（ OSPF或 ISIS）進行擴展，使其能夠收集網絡流量信息（包括最大鏈路帶寬、最大保留帶寬、當前保留帶寬和鏈路類別等）形成流量工程數(shù)據庫（ TED），每個 LER根據自己的 TED、結合各類策略實施在線約束路由計算，得到顯示路由（從它開始的 LSP路徑），最后顯示路由（ LSP）通過信令協(xié)議 CRLDP或 RSVP擴展來部署，由于其部屬相對復雜，且需要設備的支持，目前未大規(guī)模使用 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 88 QOS 數(shù)據規(guī)劃 ?業(yè)務分析 目前對網絡質量的要求大體可以分為以下幾大類： 要求低時延、低抖動、低丟包率、且要求帶寬保證， 這類業(yè)務典型的如 NGN語音業(yè)務、視頻業(yè)務等 要求帶寬保證，網絡的實時性要求不高，這類業(yè)務如 大客戶業(yè)務、網管業(yè)務等 對實時性要求不高，帶寬要求不高，只要求連通性即 可，如普通的上網業(yè)務等 當前的骨干網絡中，大規(guī)模使用的 QOS模型為 DifferServ和MPLS E－ LSP，根據以上業(yè)務分析，可以大體上將第一類業(yè)務對應到 EF流、第二類業(yè)務對應到 AF流、第三類業(yè)務對應到 BE流，以實現(xiàn)業(yè)務的區(qū)分對待 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 89 QOS 數(shù)據規(guī)劃 ?QOS數(shù)據規(guī)劃 在進行 QOS數(shù)據規(guī) 劃時，將各種業(yè)務 對應到相應的流， 估算業(yè)務帶寬，實 現(xiàn)帶寬的統(tǒng)一分 配，舉例如： 業(yè)務類別 優(yōu)先級類別 DSCP編碼 MPLS EXP編碼 擁塞避免 控制管理 最高 0b111xxx 7 無 3G/NGN語音流 EF 0b110xxx 6 無 實時視頻業(yè)務 EF 0b101110 5 無 大客戶 VPN(金牌 ) AF4 0b100xxx 4 WRED 大客戶 VPN(銀牌 )、V高優(yōu)先級 AF2 0b010xxx 2 WRED 大客戶 VPN(銅牌 )、V低優(yōu)先級、 3G數(shù)據業(yè)務 AF1 0b001xxx 1 WRED Inter訪問 BE 0b000000 0 WRED 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 90 IP城域網建議部署基于 DiffServ的 QOS。 總體策略為：在用戶接入近端實施分類 、 標記 、 速率限制；用戶接入遠端出端口實施流量整形；網絡匯聚及核心層的出端口實施隊列調度和丟包策略 QOS 部署規(guī)則 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 91 課程內容 第一章 骨干網絡規(guī)劃概述 第二章 骨干網絡結構討論 第三章 骨干網絡數(shù)據規(guī)劃 第四章 骨干網絡容災設計 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 92 骨干網絡容災設計概述 ?容災設計的思路 IP網絡承載網的業(yè)務種類不斷增多 ， 業(yè)務的重要性不斷增加 ，業(yè)務對網絡質量的敏感性不斷加強 ， 現(xiàn)在的網絡不僅僅要求網絡出現(xiàn)故障后能夠恢復 ， 對網絡恢復的時間也有很高的要求 ， 如 NGN網絡對業(yè)務的中斷時間要求在 50ms以內 ， 接下來就從物理與邏輯兩個層面對網絡容災進行分析 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 93 骨干網絡容災設計 ? 物理（設備級別）層面： ? 板卡容錯 ? 設備容錯 ? 傳輸鏈路容錯 ? 平面容災 ? 邏輯（網絡級別）層面 ? 故障感知 ? 路由收斂 ? 硬件轉發(fā)表 FIB更新 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 94 骨干網絡容災設計 物理層面 板卡容錯 ? 主控板 、 交換網板 、 電源 、 風扇是否實現(xiàn)冗余備份 ? 如果拓撲結構涉及到雙上行 ， 如果條件允許 ， 上行口需要分布在不同的業(yè)務板上 ， 同時考慮到設備物理結構：如供電方式 、 散熱方式 、 電纜布放等 ? 雙上行端口的流量 ， 建議每端口帶寬利用率不超過 40% 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 95 骨干網絡容災設計 物理層面 設備容錯 ? 網絡中關鍵節(jié)點保證雙設備 條件允許建議雙設備部署于不同機房達到異地容災 ? 關鍵鏈路保證雙上行 ? 由于接口板不能以主備的方式實現(xiàn) ， 所以需要從鏈路上保證備份關系 ， 即盡量建立節(jié)點之間的多條鏈路； ? 在節(jié)點之間通過多條鏈路連接，為實現(xiàn)負荷分擔和備份，有兩種處理方式： IGP等價路由和 IP Trunk 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 96 鏈路容錯 ?在節(jié)點之間通過多條鏈路連接，為實現(xiàn)負荷分擔和備份，有兩種處理方式： IGP等價路由和 IP Trunk IGP等價路由就是有多個等價的下一跳，轉發(fā)時進行輪選，缺點是鏈路數(shù)目多， IGP開銷大，可能導致路由收斂速度減緩 骨干網絡容災設計 物理層面 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 97 ?IP Trunk是將多條相同類型的鏈路（ POS、 GE等）捆綁為一個邏輯鏈路，這個邏輯接口在路由表中只有一項，其下一跳是這個邏輯接口，當報文需要經這個邏輯接口轉發(fā)時，路由表信息指示這個接口是邏輯接口，轉發(fā)部件會使用報文頭信息 ,進行 Hash計算，在 TRUNK表中解析下一跳的物理出接口，進行轉發(fā)，通過逐流的負載分擔方式克服亂序。這種技術可大幅度減少 ISIS LSP的數(shù)目，從而可提高路由收斂速度。當TRUNK中的部分鏈路故障時，只需要更新 TRUNK表，而不影響需要更新路由表，大大提高了故障恢復的能力，提高了路由的穩(wěn)定性。 建議使用 IP Trunk，當然前提是設備支持 骨干網絡容災設計 物理層面 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 98 ?平面容錯 面即網絡平面，正如前述，目前很多運營商都在建立第二平面，兩個平面在分擔不同業(yè)務的同時，也起到相互備份的功能，在網絡設計時，涉及到雙平面的組網，建議每個平面都能夠承擔所有業(yè)務量，且在 QOS實施時給予整體考慮，此類網絡的典型如移動 IP專網 骨干網絡容災設計 物理層面 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 99 ?提出問題 目前對網絡故障的恢復時間要求越來越嚴格，特別是 NGN、3G等一些實時、時延敏感業(yè)務在數(shù)據設備上的應用，對數(shù)據設備的要求也越來越高，如何能夠提高故障恢復速度？ ?從以下三個方面來解決問題： ? 故障感知 ? 路由收斂 ? 硬件轉發(fā)表 FIB更新 骨干網絡容災設計 邏輯層面 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 100 骨干網絡容災設計 快速收斂 ? 故障感知 ， 網絡設備需要通過某種機制 ， 感知到網絡中的異常 ，依據網絡故障的不同 ， 這個時間變化很大 ， 可以在幾毫秒到十幾秒的時間內變動； ? 路由重新收斂 ， 這個過程包括更新 LSP/LSA， 刷新 LSP/LSA， 根據 LSDB計算路由表等 ， 這個過程跟設備的性能 、 網絡規(guī)模關系比較密切 ， 一般情況下 ， 會持續(xù) 100ms到 500ms的時間； ? 根據第二步計算得出的路由表 ， 更新硬件轉發(fā)表 （ FIB） ， 網絡恢復正常 ， 這個時間一般很短 ， 理想情況下 ， 會在幾個毫秒內完成 。 可以看出 ， 上述過程中最消耗時間的是故障感知過程 ， 如果是鏈路物理故障 ， 那么設備會馬上檢測到 ， 如果是鏈路邏輯故障 ， 那么需要依靠路由協(xié)議的故障檢測機制 （ Hello協(xié)議 ） 來檢測這種故障 ， 往往需要十幾秒的時間 。 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 101 骨干網絡容災設計 快速檢測 ? BFD是一種快速的故障檢測協(xié)議 ， 它可以快速的檢測到網絡狀態(tài)的異常 。 一般情況下 ， 這種協(xié)議在點對點鏈路上啟用 ， 啟用 BFD協(xié)議的設備 ， 會以間隔很短的時間 （ 10ms－30ms） 相互發(fā)送 （ 或單向發(fā)送 ） BFD協(xié)議報文 ， 如果兩者之間的任何一臺設備 ， 由于各種原因停止工作 ， 那么對方會因為多次 （ 缺省情況下是 3次 ） 接收不到對方的 BFD報文而感知到這種異常狀態(tài) ， 于是 BFD協(xié)議模塊會 “ 聯(lián)動 ” 路由協(xié)議進程 ， 路由協(xié)議進程會重新開始收斂 。 在路由收斂的這段時間內 ， 會出現(xiàn)短暫的報文丟失 ， 但這段時間停留在可以接受的范圍 （ 一般 100ms到 500ms， 根據網絡規(guī)模大小決定 ） 。 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密級：內部公開 102 骨干網絡容災設計 快速檢測 +IP FRR ? 如果 BFD/APDP協(xié)議跟接口備份 （ IP FRR） 綜合應用 ， 效果會更佳 ， 因為一旦 BFD協(xié)議模塊 （ 或進程 ） 檢測到異常情況 ， 可以馬上啟動接口備份功能 ， 同時通知路由協(xié)議 ，這樣網絡設備首先會使用備用接口轉發(fā)流量 ， 在路由協(xié)議完成收斂之后 ， 再使用收斂后的路徑 。 華為機密，未經許可不得擴散 文檔密