辽宁联通互联网网络扁平化路由策略研究及实施

2011-06-27金巨亮

电信科学 2011年1期

关键词：骨干网城域网扁平化

金巨亮

（中国联合网络通信有限公司辽宁省分公司沈阳110041）

1 项目实施背景和目标

1.1 项目实施背景

随着宽带业务的发展和用户数的增加，电信运营商正面临着一场广泛而且影响深远的业务变革浪潮。在业务需求发生变化且运营商正在积极探索新盈利模式的前提下，IP网络的优化和改造具有深远的意义。

网络扁平化是电信网络发展的必然趋势，整个网络建设模式将从以前的“骨干网+省网+城域网”的多层次结构向“骨干网+城域网”的扁平化网络结构发展。

早期建设的互联网因为历史的原因，常常在同一地点设置两套路由设备，进行背靠背的连接，以划分管理界面。一个运营商或公司内部如果存在过多这样的连接，不但增加了投资，而且使网络质量下降，故障点增多。

网络扁平化的源动力就是节约投资、降低维护成本、提升网络竞争力，而高端路由器功能和性能的不断增强则为网络扁平化提供了推动力。

1.2 项目实施目标

（1）结构扁平化

城域网直接与骨干网互连，从而降低设备跳数，减少网络瓶颈和网络延时。

（2）层次清晰化

使互联网形成全网统一的“骨干网+城域网”两级网络结构，形成统一、清晰的网络层次。

（3）路由合理化

城域网与骨干网BGP互连，缩小OSPF区域，降低IGP路由表条目，减少OSPF路由震荡，实现高效路由。

（4）管理标准化

促进网络维护管理模式和维护管理手段的集中化、标准化，实现全网在网络的技术实现、路由策略、网络管理等方面的统一。

（5）运营高效化

大幅节省投资，充分发挥网络资源效能，从而降低企业运营成本，提高企业的市场竞争力。

2 扁平化实施过程

2.1 扁平化前网络结构

辽宁联通互联网采用双星型结构，17个节点（14地市城域网、沈大IDC及省中心）分别通过N×10 Gbit/s链路，使用EBGP分别上联至沈阳、大连省核心路由器，城域网内主要使用OSPF和静态路由协议。

沈阳、大连核心路由器分别通过N×10 Gbit/s链路使用EBGP分别上联至中国联通集团沈阳、大连A1核心路由器。扁平化前网络拓扑如图1所示。

2.2 扁平化后网络结构

15个节点（城域网+省中心）通过N×10 Gbit/s链路分别上联至省网沈阳、大连核心路由器，承载认证计费、网管、MPLS VPN、IPTV、DNS及DHCP等省内业务流量。

14个地市城域网分别通过 N×40 Gbit/s/N×10 Gbit/s链路上联至中国联通集团骨干网沈阳、大连A1核心路由器，承载出省和除省内业务外的互访流量。扁平化后网络拓扑如图2所示。

图1 扁平化前网络拓扑

图2 扁平化后网络拓扑结构

2.3 扁平化路由策略及实施

2.3.1 路由整体策略

城域网核心路由器与骨干网A1路由器间启用EBGP协议，骨干网A1路由器向城域网广播国内详细路由及缺省路由，将ISIS Metric转化为BGP MED，引导城域网出流量，城域网向骨干网A1路由器和省网核心路由器广播本城域网路由，使用不同的MED值引导回流量；城域网核心路由器与省网核心路由器建立BGP邻居关系时引入AS过滤策略，城域网不接收来自其他城域网的路由通告，城域网互访流量通过骨干A1路由器转发。城域网核心路由器与省网核心路由器间启用EBGP协议，省网核心路由器仅向城域网广播省内AS64920域内路由，省内访问流量（DNS、RADIUS、跨城域网 MPLS VPN业务流量等）通过城域网核心路由器至省网核心路由器的电路实现。城域网内两台出口路由器之间运行IBGP路由协议，城域网自治域内的IGP协议（OSPF）保持不变。

2.3.2 路由策略部署方案

（1）出省出流量

骨干网同时向省网和城域网下发国内详细路由及缺省路由，城域会收到来自省网和骨干网的相同路由，但由于来自省网的路由AS-Path较长，城域会自动优选来自骨干网的路由。

城域网出口路由器从骨干接收联通全网国内路由和默认BGP路由，同时不对接收路由条目的属性进行修改，使城域网的出流量在城域网出口进行路由优选，城域网出口路由器的互联电路有流量互穿，可以使互穿的流量保持在城域网之内，减轻了中国联通集团骨干网在核心节点的互穿压力。

城域网内路由策略保持不变，城域网两台出口路由器下发默认路由，城域网内BAS/SR设备出流量通过上联链路设置相同的Cost值达到流量负载均衡，如图3所示。

（2）出省入流量

城域同时向省网和骨干网发布城域内路由，根据AS-Path的长短，骨干网会优选来自直连的城域的路由。城域网宣告BGP路由时将城域网内地址经过汇聚，并在城域网出口路由器上配置路由控制策略，针对不同的IP段赋予不同的MED值引导回流量，保证城域网入流量的负载均衡。

回流量不会在两个城域网出口路由器间穿越，而是通过下联BAS/SR的接口设置相同的OSPF Cost值保障下联链路流量负载均衡，如图4所示。

（3）互访流量

对于省内互访流量，城域网应优选骨干网的路由。城域网会同时接收来自省网和骨干网的其他城域网路由，并且AS-Path长度相同。为了优选来自骨干网的路由，城域网在与省网建立BGP邻居关系时，应加路由策略，使城域网不接收来自其他城域网的路由通告，这样城域网不会从省网学到其他城域网的路由，流量会选择骨干网进行中转，如图5所示。

2.4 扁平化具体实施步骤

·确保城域网上联骨干网及核心间新开电路正常，无丢包。

图3 出省出流量示意

图4 出省入流量示意

图5 互访流量示意

·建立城域网一侧核心路由器与骨干网A路由器间的EBGP邻接关系。由于骨干网将国内详细路由广播给该城域网核心，因此城域网全部出省流量都将通过此核心与骨干网互联电路出省。城域网在与省网建立BGP邻居关系时，应加路由策略，使城域网不接收来自其他城域网的路由通告，这样城域网不会从省网学到其他城域网的路由，流量会选择骨干网进行中转。

·建立城域网另一侧核心路由器与骨干网A路由器间的EBGP邻接关系。城域网出省流量通过两核心与骨干网互联电路出省。城域网在与省网建立BGP邻居关系时，加入路由策略，使用流量选择骨干网进行中转。

以朝阳城域网为例，具体割接步骤如下。

·所有新购板卡到位，加电运行无问题。光纤布放完毕测试无问题。开通朝阳至中国联通集团A1的40 Gbit/s出口电路。省网到沈阳、大连A1设备的跳纤布放完毕后测试无问题。

·开通R1-A-CY与中国联通集团大连A1的BGP PEER，同时对A1发布城域网路由时加入正则表达式，只发布城域网本地路由，并加入MED的路由策略，控制回流量。

·将R1-A-CY至省网R1-C-DL的10 Gbit/s电路断开，割接至大连A1。

·在省网核心R1-C-DL建立AS过滤策略，并引入到R1-C-DL与朝阳城域网R1-A-CY的BGP邻居关系中，使得R1-C-DL拒绝转发来自正则表达式列表中的城域网AS的路由通告。

·开通R2-A-CY与中国联通集团沈阳A1的BGP PEER，同时对A1发布城域网路由时加入正则表达式，只发布城域网本地路由，并加入MED的路由策略，控制回流量。

·将R2-A-CY至省网R1-C-SY的10 Gbit/s电路断开，割接到沈阳A1。

·在省网核心R1-C-SY建立AS过滤策略，并引入到R1-C-SY与朝阳城域网R2-A-CY的BGP邻居关系中，使得R1-C-SY拒绝转发来自正则表达式列表中的城域网AS的路由通告。

·业务测试。

2.5 扁平化后的应急预案

辽宁联通城域网扁平化之后，城域网与省网之间的大部分链路将迁移至城域网与骨干网之间，城域网与省网间将保留很小的带宽用于MPLS VPN、组播、计费认证等省内业务，省内IDC将割接到沈大城域网上。但是，目前省内IDC上联省网，IDC到城域网的流量完全承载在城域网与省网之间的链路上，该流量很大，但城域网与省网间的链路带宽有限并且承载着关键业务，如果出现拥塞将直接影响到认证计费等关键业务，所以需要将这部分流量暂时性引导到城域网与骨干之间的链路上。扁平化后的应急预案示意如图6所示。

沈大IDC上联到省网，IDC到城域网的流量必然要经过省网转发，IDC发出的IP包在省网上进行IP路由表查询后必然直接转发到城域网，本应急预案是利用MPLS Label，在IDC与骨干之间搭建MPLS隧道，将从IDC发出的流量打上MPLS Label，在省网上作标签转发，不作IP转发，从而避免流量到达省网后直接转发到城域网。