IP路由與光傳送的協同組網
《華為技術》
顏清華 柏璐
摘要： 任何技術方案都需要圍繞網絡應用來展開，否則就是無源之水。從網絡演進的現實需求出發，cOTN與MC-LB技術促進了網絡融合，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">網絡應用來展開，否則就是無源之水。從網絡演進的現實需求出發，cOTN與MC-LB技術促進了網絡融合，給運營商帶來全方位的價值。
融合時代的到來，促進了網絡結構的演變，cOTN（Channelized OTN）與MC-LB（Multi-channel Load
Balance）技術應運而生。基于IP與光的網絡架構，cOTN與MC-LB創造性地實現了IP和光的真正協同組網，實現網絡性能的全面提升。
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網絡與光網絡融合起來，能夠全面提升網絡的可靠性、組網效率和投資效益。
MC-LB方案有兩個技術要點：一個方向的數據流量可以從多個物理端口轉發；一個物理端口可以轉發多個方向的數據流量。
OTN是新一代光網絡標準，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網絡與光網絡之間的橋梁。
OTN是新一代光網絡標準，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網絡與光網絡之間的橋梁。
網絡可靠性的提高
在大型的IP網絡中，路由黑洞等隱患非常危險，很容易導致全網大面積震蕩。由于此類故障的隱蔽性，故障排除異常困難，網絡受影響的時間通常長達數小時甚至數十小時。2007年某運營商網絡就發生了這種故障，時間長達10多個小時，而且影響的地域很廣。
在大型的IP網絡中，路由黑洞等隱患非常危險，很容易導致全網大面積震蕩。由于此類故障的隱蔽性，故障排除異常困難，網絡受影響的時間通常長達數小時甚至數十小時。2007年某運營商網絡就發生了這種故障，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，越復雜的網絡越難避免，隱患的觸發機制基本相同，都是因為單點故障（比如端口失效、鏈路中斷等）導致節點路由收斂，從而引發路由黑洞等隱患。雞蛋不能全部放在一個籃子里，網絡流量也是如此。MC-LB方案利用數據流量的多路徑傳送，在端口或者鏈路故障時，不需要路由收斂，隔離單點故障，不會誘發隱患，大大提高了網絡的可靠性。
MC-LB的這種特性，使得在采用合適的網絡架構后，即使是底層光網絡發生故障，也不會影響上層IP網絡數據流量的有效傳送，不會導致IP網絡的路由震蕩。MC-LB方案大大提高了網絡的可靠性，卻并不需要部署額外的冗余資源，第一次實現了IP和光的真正協同組網。
組網效率的大幅提升
在路由器網絡中，理想的組網方式是保證大流量節點之間的直連。原因是大量中轉路由器的存在，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務的質量，網絡性能難以保障。
在路由器網絡中，理想的組網方式是保證大流量節點之間的直連。原因是大量中轉路由器的存在，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務的質量，網絡性能難以保障。
現有技術很難實現大中型IP網絡的節點直連，受限因素主要來源于兩個方面：一是路由器端口數有限；二是光纖網絡資源有限。以目前典型的骨干路由器為例，最多只能保證32個節點以10G速率網狀連接（假設上下行端口各占50%）。如果采用cOTN與MC-LB技術，則網狀連接的節點數根據業務最多可擴充8倍至256個節點，并且在光層網絡中不需要新增任何端口與光纖資源。由此可見，cOTN與MC-LB技術可大幅提升網絡效率。
MC-LB的組網效率還體現在對IP網絡流量的均衡上，可以有效利用網絡帶寬，降低建設成本。一般來說，運營商的網絡由于地域等因素，不同方向的業務差異較大，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帶寬空閑。MC-LB方案通過流量均衡來化解業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，從而提高網絡效率。
投資收益的增加
當前，網絡中兩臺路由器之間的連接，要求使用相同的物理端口。而真正的網絡需求，由于網絡層次的不同，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。接入層節點配置高速率卡板，造成投資浪費；骨干層節點配置低速率卡板，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。而真正的網絡需求，由于網絡層次的不同，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。接入層節點配置高速率卡板，造成投資浪費；骨干層節點配置低速率卡板，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技術使各層網絡節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技術使各層網絡節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
骨干網絡往往跨越數千公里，設備級的運維管理遠遠不能滿足端到端業務要求。在IP與光的骨干網絡中，承載的業務跨越距離長，涉及設備的種類與數量多，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）的優越性延伸到IP設備上，輕松實現了業務的端到端可管可控。網絡故障逐段排查、多部門協作才能定位的歷史將一去不復返。
網絡融合的商業思維
通信行業已由高利潤行業轉變為競爭激烈的微利行業，網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，很多運營商由于業務發展迅速，導致網絡層次過多。由于網絡架構的不合理，網絡越擴容，非營利性帶寬的比重越大。網絡結構扁平化，減少中轉端口數量，提升營利性帶寬比率，已成為運營商網絡優化工作的重心。
骨干網絡往往跨越數千公里，設備級的運維管理遠遠不能滿足端到端業務要求。在IP與光的骨干網絡中，承載的業務跨越距離長，涉及設備的種類與數量多，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）的優越性延伸到IP設備上，輕松實現了業務的端到端可管可控。網絡故障逐段排查、多部門協作才能定位的歷史將一去不復返。
網絡融合的商業思維
通信行業已由高利潤行業轉變為競爭激烈的微利行業，網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，很多運營商由于業務發展迅速，導致網絡層次過多。由于網絡架構的不合理，網絡越擴容，非營利性帶寬的比重越大。網絡結構扁平化，減少中轉端口數量，提升營利性帶寬比率，已成為運營商網絡優化工作的重心。
cOTN與MC-LB方案非常適用于網絡結構改造，可以解決由于網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省30－50%的端口數，大大降低運營商的建設成本。
海外有很多知名運營商以VPN等高價值業務為主的精細化運營，同時又兼營Internet等其他業務。這類運營商的特點是將多種不同業務運營于同一張物理網絡上，由于業務的屬性不同，又需要根據業務來規劃不同的網絡架構。
cOTN與MC-LB的特點匹配了這種需求，能夠實現邏輯網絡與物理網絡的分離，不同業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，可以大大降低網絡建設的TCO，并增強了網絡的可維護性。
兼容并蓄，簡單易用
在FMC時代，由于網絡融合和業務融合，網絡設備互動更為緊密，各廠家的設備互聯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網的兼容、其他廠家設備的兼容等問題，以保護網絡建設的投資，實現技術方案的平滑過渡。
兼容并蓄，簡單易用
在FMC時代，由于網絡融合和業務融合，網絡設備互動更為緊密，各廠家的設備互聯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網的兼容、其他廠家設備的兼容等問題，以保護網絡建設的投資，實現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，實現兼容。
盡管MC-LB方案充分發揮了IP設備與光設備的協同優勢，但卻并不依賴于GMPLS等實現較為復雜的協議，同時該方案也適應未來網絡的發展，一旦GMPLS成熟應用，將會利用其優勢，增強靈活性和易操作性。
值得一提的是，IP網絡是路由驅動的智能網絡，任何路由協議的改變都會對現有網絡造成很大的影響，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的，不會對路由協議造成任何影響，因此非常容易在現有的IP網絡上部署，不需要改變路由策略。
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