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摘 要：運營商承載網(wǎng)采用雙星型結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，下聯(lián)邊緣路由器雙平面接入，可保證主備鏈路的容災(zāi)性。但在鏈路誤碼閃斷場景下，網(wǎng)絡(luò)層未達到收斂標準將導(dǎo)致路由無法切換，并造成鏈路傳送數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟包或中斷的情況，下聯(lián)網(wǎng)元與核心網(wǎng)通信受到嚴重影響。為避免該場景對業(yè)務(wù)造成影響，提出一種基于BFD協(xié)議的承載網(wǎng)業(yè)務(wù)毫秒級保護方案。該方案通過監(jiān)測鏈路質(zhì)量，自動改變鏈路開銷，從而實現(xiàn)路由協(xié)議的毫秒級感知，完成鏈路的快速切換，避免影響業(yè)務(wù)。
關(guān)鍵詞：承載網(wǎng)；鏈路誤碼；路由協(xié)議；快速切換
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2025.06.013
運營商承載網(wǎng)保護方案簡介
目前，國內(nèi)的區(qū)域級通信運營商承載網(wǎng)主要通過BGP MPLS VPN方式承載5G網(wǎng)絡(luò)云、傳統(tǒng)核心網(wǎng)、各類資源池（私有云、移動云）、物聯(lián)網(wǎng)、大客戶業(yè)務(wù)、各專業(yè)網(wǎng)管系統(tǒng)、視頻會議等中國移動最核心業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)劃分不同的VPN來實現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的隔離。但由于5G時代高帶寬、大連接、低延遲的特點，網(wǎng)絡(luò)承載能力面臨新的挑戰(zhàn)，對于通信運營商來說，更多的高敏感業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)承載設(shè)備性能提出了更高的要求。
承載網(wǎng)采用三層結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，接入層使用邊緣路由器（Customer Edge，CE）完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的接入；匯聚層接入路由器（Access Router，AR）完成數(shù)據(jù)的匯聚，以減輕核心層設(shè)備的負荷；核心層使用核心路由器（Core Router，CR）實現(xiàn)骨干網(wǎng)絡(luò)之間的優(yōu)化傳輸，實現(xiàn)跨區(qū)域網(wǎng)絡(luò)通信1所示。在圖1中，承載網(wǎng)CR、AR構(gòu)成雙星型結(jié)構(gòu)，下聯(lián)網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器，采用“口”字形雙平面接入AR設(shè)備，一對CE之間采用內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（InternalGateway Protocol，IGP）互聯(lián)。CE與下聯(lián)業(yè)務(wù)之間一般采用靜態(tài)路由方式或虛擬路由冗余協(xié)議（VirtualRouter Redundancy Protocol，VRRP）對接，為實現(xiàn)鏈路故障的快速感知，可部署雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測機制（BidirectionalForwarding Detection，BFD），并通過與三層路由協(xié)議聯(lián)動，完成路由的快速收斂，確保業(yè)務(wù)的永續(xù)性。CE與上連接入路由器AR之間通過開放最短路徑優(yōu)先（OpenShortest Path First，OSP）路由協(xié)議互聯(lián)，一對AR以及AR與上聯(lián)CR之間部署內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，如中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)（Intermediate System to Intermediate System，ISIS）路由協(xié)議，外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議采用BGP-4（BorderGateway Protocol-4）路由協(xié)議。
現(xiàn)網(wǎng)結(jié)構(gòu)可保證主備鏈路的容災(zāi)性。但在鏈路誤碼及傳輸閃斷場景下，匯聚層、核心層路由設(shè)備端口無法自動進入down狀態(tài)，此時如仍根據(jù)動態(tài)路由協(xié)議的自有收斂特性（如OSPF協(xié)議依靠Hello包，ISIS協(xié)議依靠Hello報文），只能在秒級甚至十秒級內(nèi)完成路由收斂，無法滿足語音等毫秒級業(yè)務(wù)保護要求。即在該特殊場景下，當(dāng)物理鏈路傳送數(shù)據(jù)出現(xiàn)嚴重丟包或中斷時，由于路由協(xié)議未達到收斂標準，會造成下聯(lián)業(yè)務(wù)中斷，下聯(lián)網(wǎng)元與省中心核心網(wǎng)通信將受到嚴重影響（見圖2）。
在圖2中，當(dāng)AR至CE鏈路發(fā)生傳輸鏈路質(zhì)量劣化（線路老化、光路抖動等），導(dǎo)致CRC/symbol、B1/B2/B3誤碼增加，或鏈路故障及傳輸告警導(dǎo)致IP承載網(wǎng)設(shè)備端口頻繁down/up時，業(yè)務(wù)傳送路徑無法自動發(fā)生切換，需在排查傳輸故障后手動進行業(yè)務(wù)路徑切換，或等待本地光纜修復(fù)后才能恢復(fù)業(yè)務(wù)，光纜修復(fù)時長不低于120min。
針對這種情況，本文提出了一種基于BFD協(xié)議實現(xiàn)承載網(wǎng)業(yè)務(wù)毫秒級保護的方案。該方案通過監(jiān)測鏈路質(zhì)量，自動改變鏈路開銷，從而實現(xiàn)路由協(xié)議的毫秒級感知，完成鏈路的快速切換，避免影響業(yè)務(wù)。
