探索IP+光协同的运维策略[图]

为了适应IP骨干网络的快速发展，“IP+光协同”技术应运而生。与此同时，IP骨干网的运维也出现了新的挑战。

根据我们的统计预测，IP流量的增长速度为18个月增长3倍，已经超过了摩尔定律的速度，我们称之为“后摩尔时代”。流量的增长主要受视频等宽带业务的驱动。如中国电信的163骨干网，由于流量增长迅速，每年都需要对网络进行扩容。传统的扩容方式主要通过增加网络节点和网络层次来实现，这会带来CAPEX和OPEX的飙升。在收入增长缓慢的情况下，运营商的利润空间将日益降低。

为了获得合理的带宽成本，IP骨干网络架构要向扁平化、全互联演进。从技术发展的趋势来看，IP层和光层在不断地融合，经历了四个发展阶段。第一个阶段是IP over DWDM，第二个阶段是IP over OTN，第三个阶段是IP over OTN/ASON，第四个阶段称之为“IP+光协同”，其主要特征是通过UNI实现IP层和传送层的互通，并进行多层网络的优化，以获得合理的网络建设成本和带宽成本，从而应对后摩尔时代的挑战。

“IP+光协同”对运维提出新挑战

“IP+光协同”可以概括为流量协同、保护协同、运维协同。流量协同也就是多层网络优化，指跨IP和传送层的联合优化，通过物理端口或cOTN/VLAN子接口等方式，将λ或ODUk级别的业务Bypass到相对便宜的传送层传输。保护协同指增强IP和传送网在保护上的配合，提高网络的可靠性。运维协同通过网管，在整个骨干网进行端到端多层网络规划、网络优化、业务发放和监控排障，提高运维效率。同时，运维协同也是实现流量协同和保护协同的有效手段，使GMPLS-UNI接口和PCE实现IP层和光层的更好配合。管理系统的有效协同能最大程度降低运营商的TCO。

从上述三个方面来看，“IP+光协同”对运维提出了一些新的挑战。

挑战一：跨层网络流量和保护规划的困难

统计数据显示，核心路由器有50%以上的流量都是穿通流量。随着流量增长，路由器不断扩容，会产生高昂的扩容成本。我们知道，同等级速率情况下，DWDM/OTN比IP(路由器)便宜。因此，流量优化的基本思路是：大颗粒业务直接通过传送层(DWDM/OTN)进行传送，称作Offload或Bypass；小颗粒业务仍由路由器承载，进行统计复用。Bypass利用较便宜的波分设备，缓解核心路由器的扩容压力，并且减少业务转发的跳数。这样既降低了整网成本，又提高了业务质量。

要实现以Bypass为主的智能网络优化，需要解决跨层网络规划的三个问题。其一是多层次映射问题，由于业务映射层次多，涵盖IP/MPLS、ODUk、WDM，跨层规划要满足各个层次的性能、可靠性要求，并尽量降低对整体带宽的需求。其二是多层保护及路由代价问题，一个光层故障可能导致IP层的多个故障，跨层规划必须保证IP层链路SRLG(Sharing Risk Link Group)分离；因为IP层、光层分别都有业务保护，还需要规避目前网络上存在的大量多层冗余保护。其三是光层流量疏导问题，跨层规划时要考虑通过成本相对较低的光层，对IP层流量进行分流，使骨干网整体成本降低。

挑战二：跨层业务开通和部署效率低

业务开通的大致过程是：新增业务或业务扩容带宽不够时，路由器通过GMPLS-UNI向传输设备发起请求；传送层如果资源足够，则自动建立连接。

这个过程需要解决两个问题。首先，整个网络的管理和业务开通至少涉及传送运维部门、数据运维部门、网络监控部门或网络维护部门，需要构建统一的管理系统，实现各部门间高效配合，减少人为失误，保证信息的准确传递和同步。其次，IP网络配置复杂，“IP+光协同”使复杂度进一步提升，需要有效提升配置和管理效率。

挑战三：根源告警淹没在大量衍生告警中，难以快速排障

根据欧洲某大型运营商实际网络运维统计数据，传输层的故障会导致路由器层产生约10倍的告警，面对这些海量的告警，运营商对网络故障的定位几乎无从下手。但在通常情况下，海量的告警信息中只有部分是根源告警。所以这里需要解决的问题，是如何通过统一的告警数据库，以及自动的告警关联分析，屏蔽次要、低级告警，快速定位网络故障，提升运维效率。

华为在“IP+光协同”运维领域积极探索

面对上述诸多“IP+光协同”运维问题，业界各方一直在寻求解决的办法，华为也通过在“IP+光”领域的长期积累与发展，对整体运维解决方案进行积极的探索，并卓有成效。

跨层网络规划从手动到自动，达成流量协同和保护协同

我们认为多层网络优化以Bypass为主，其演进遵循“手动－半自动－智能”优化的进程。

手动优化基于物理端口，波长级别的传统设备即可支持。由于手动优化比较复杂，运维人员需要根据经验，找出穿通流量的关键节点，调整业务配置。物理端口的多层手动优化只适合大流量的场景，难以做到精确调整，并且效率和准确度较低。

半自动优化通过流量监控和离线的多层优化工具，简化手动规划的复杂性，提高准确度；基于子接口的多层优化可以满足更多场景的需要。GMPLS-UNI是IP层与光层互动的关键接口，在这个阶段也会实现。半自动优化包含两个关键技术，即流量监控和多层优化工具，以及通过路由器和波分设备实现GMPLS-UNI。

智能多层优化是一个远期的目标，能全自动、实时进行多层网络优化，需要有Bypass服务器和多层PCE支持。此外，标准工作还有待完善。

华为已发布“IP+光”的多层规划工具ML-NPT(Multi-Layer Network Planning Tool)。该工具可根据不同的优化原则和用户策略，通过先进的算法，自动对IP层和传送网进行联合规划，输出最优路由、网络总成本、每一网络层的成本、节点的成本或波长的部署情况，帮助运营商用更低成本的设备，提供更高的网络带宽和性能，并能通过SRLG，达到IP层和光层的协同保护。

IP层和光层统一管理，协同运维

统一管理是把网络管理相关部门使用的系统进行整合，构建统一的网管系统，实现高效配合，从而达成快速业务开通、网络监控和故障处理。当IP层业务出现故障时，统一网管可逐层展开路由，查看下层的波分业务和光纤路由信息，通过各层业务的告警显示信息，定位到出现问题的层次和路由段。

另外，实现IP层和光层设备的OAM互通(Y.1731、802.1ag、802.3ah、802.3ba、802.3ae)以后，统一网管还可以在IP层直接发起OAM测试诊断，自动定位出故障点。

统一网管的设计人员分析光层和IP层告警之间的关系，整理告警的相关性规则，把这些规则输入网管。统一网管根据这些规则，对网络中海量的告警进行自动归类整理，呈现告警之间的“根源-衍生”关系。这样就可以将大量的衍生告警屏蔽掉，网络监控人员只需关注并处理其中的根源告警，快速排除网络故障。

华为U2000网管可统一管理接入层、传输层和IP路由器，实现IP层和光层的业务快速开通和部署。U2000提供可视化业务管理，支持预配置和业务配置模版，提高配置效率，提供跨层拓扑显示，以及IP层和光层间告警关联查询的能力。

应用和展望

2009年，华为与Vodafone集团在英国启动IP&Optical融合联合创新项目。2010年后，该项目转化为Vodafone集团战略项目MLO(Multi Layer Optimization)，并增加了如何低成本解决IP Backbone网络抗两次断纤保护的诉求。至今，MLO项目共完成5个阶段的POC测试，分别对解决方案中的关键技术和方案进行了可行性验证，包括VLAN子端口Bypass、ODUFlex、GMPLS-UNI、PCE、多层规划工具以及Unified OAM。

经过测试U2000可视化业务管理、跨层业务关联和根因告警分析等功能，以及多层网络规划工具ML-NPT，Vodafone认为华为U2000统一平台为跨层运维提供了更大的可行性，并给予了高度认可和赞赏，希望首先尝试在故障定位方面由一个团队运维，以此来提升运维效率、降低成本。

在未来，“IP+光”运维将朝着更智能的方向发展，实时多层网络优化、全自动跨层关联故障定位等新技术将会不断涌现。随着IP RAN/宽带承载业务和网络的发展，“IP+光”的模式将逐渐从骨干走向城域。华为也将持续在“IP+光”运维新技术领域探索，并在标准化的进程中贡献力量。