【摘要】本文針對(duì)中國(guó)聯(lián)通洛陽(yáng)分公司融入NGN設(shè)備后整體固網(wǎng)存在的主要問題，采取突破傳統(tǒng)分析處理模式，網(wǎng)絡(luò)安全評(píng)估，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)施，成功實(shí)現(xiàn)了整體網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】NGN網(wǎng)絡(luò)故障安全優(yōu)化實(shí)踐

一、概述

為了滿足網(wǎng)絡(luò)融合、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)及客戶業(yè)務(wù)需求，洛陽(yáng)聯(lián)通06年全面開啟固網(wǎng)智能化改造NGN網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作。采取創(chuàng)新處理問題模式，實(shí)施改造、優(yōu)化專題技術(shù)方案，重點(diǎn)解決了承載網(wǎng)對(duì)語(yǔ)音業(yè)務(wù)質(zhì)量的主要影響，固網(wǎng)自身設(shè)備安全，業(yè)務(wù)不暢，網(wǎng)絡(luò)資源緊張，隱形異常對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量安全影響等問題。有效的提高了固網(wǎng)的整體健壯性和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供能力。

二、背景

全網(wǎng)智能化網(wǎng)絡(luò)改造目的：在融合業(yè)務(wù)不斷發(fā)展，客戶新業(yè)務(wù)的需求及固網(wǎng)設(shè)備老化且多數(shù)設(shè)備廠家已無(wú)能力進(jìn)行售保服務(wù)的情況下，為了提高通信網(wǎng)絡(luò)性能，滿足用戶通信業(yè)務(wù)需求，洛陽(yáng)聯(lián)通06年全面開啟固網(wǎng)智能化改造。

網(wǎng)絡(luò)改造內(nèi)容：同時(shí)進(jìn)行本地中興NGN、華為NGN和匯接貝爾NGN網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。其中，本地2套NGN設(shè)備與本地承載網(wǎng)相連，作為本地AG，PONE、FTTH等接入設(shè)備的匯聚設(shè)備，逐漸替代老化的C4局，并以單個(gè)PSTN局的角色上聯(lián)貝爾NGN匯接局。貝爾NGN匯接局SS（和SG合設(shè)）在省會(huì)，下掛4臺(tái)TG在洛陽(yáng)，承接洛陽(yáng)本地網(wǎng)、長(zhǎng)途話務(wù)。本地2套NGN及各PSTN局信令以準(zhǔn)直連方式（經(jīng)本地LSTP）與貝爾MGC相連，話務(wù)經(jīng)貝爾TG與MGC相連。

網(wǎng)絡(luò)改造前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/p>

新設(shè)備中呼叫與控制分離，網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)由原交換技術(shù)與傳輸技術(shù)的單一對(duì)接演變?yōu)榕c傳輸，數(shù)據(jù)等多技術(shù)的對(duì)接；傳輸承載協(xié)議在原來(lái)單一的SDH協(xié)議基礎(chǔ)上又增加了基于IP承載的TCP/IP，VRRP，OSPF，BGP，MPLS等協(xié)議；呼叫控制協(xié)議在原來(lái)的NO.7協(xié)議之上增加了MGCP，H248，SIP等新型協(xié)議。設(shè)備技術(shù)復(fù)雜化，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變動(dòng)大，帶來(lái)了新的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。如何保障新舊整體網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行，對(duì)于實(shí)踐中的廠商和技術(shù)巨變革新期的局方，無(wú)疑都是個(gè)挑戰(zhàn)。

三、融入NGN設(shè)備后整體固網(wǎng)運(yùn)行面臨的主要問題

承載網(wǎng)中的QOS不能滿足電信級(jí)的通信質(zhì)量保障

作為NGN的承載網(wǎng)，為業(yè)務(wù)提供的是盡力而為的策略。一旦因個(gè)別用戶或網(wǎng)絡(luò)病毒造成網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，將引起網(wǎng)路擁塞，業(yè)務(wù)受到重創(chuàng)。

承載網(wǎng)絡(luò)不能自動(dòng)感知和自動(dòng)切換到備份冗余設(shè)備、平面上引發(fā)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)阻斷。

盡管在CE側(cè)采用VRRP協(xié)議，在承載網(wǎng)層面上，PE與P設(shè)備間或、P與P設(shè)備、PE與PE設(shè)備間采用鏈路聚合，防止由于鏈路問題成造成業(yè)務(wù)倒換，采用口字型雙平面組網(wǎng)，保證一個(gè)平面任何一臺(tái)設(shè)備或鏈路發(fā)生中斷時(shí)，路由會(huì)自動(dòng)切換到另一平面。但因設(shè)備問題造成網(wǎng)絡(luò)丟包率很高但數(shù)據(jù)設(shè)備間鏈路狀態(tài)或端口狀態(tài)正常時(shí)，承載網(wǎng)就不能感知用戶業(yè)務(wù)質(zhì)量的要求，不能自動(dòng)感知和自動(dòng)切換到備份的冗余設(shè)備平面上，從而造成語(yǔ)音業(yè)務(wù)的阻斷。

由于軟交換設(shè)備集成度、處理能力高，端口容量密度高，其發(fā)生故障帶來(lái)的損失將更嚴(yán)重。系統(tǒng)設(shè)備采用板件雙配，端口雙上聯(lián)，組網(wǎng)采用雙歸屬冗余備份配置，以1：1或1：0的方式承載業(yè)務(wù)，提高了設(shè)備自身的安全性。在實(shí)際運(yùn)行中，面臨的主要問題是：

網(wǎng)關(guān)不能切換到備用軟交換

因系統(tǒng)雙歸屬機(jī)制有問題或沒有達(dá)到切換條件，網(wǎng)關(guān)都不能切換到備用軟交換。

雙歸屬的切換，不僅與自身加設(shè)備有關(guān)，還與相關(guān)的IP承載網(wǎng)有關(guān)。一旦發(fā)生切換將面臨網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及路由大變動(dòng)和備用路由網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷加重問題。所以對(duì)于雙歸屬的切換條件比較苛刻，只有同時(shí)滿足配對(duì)軟交換間配置的所有容災(zāi)心跳丟失，隸屬配對(duì)軟交換的網(wǎng)關(guān)注冊(cè)成功的Critical網(wǎng)關(guān)要達(dá)到Critical網(wǎng)關(guān)總數(shù)的三分之一這兩個(gè)條件，才可以實(shí)施。因此局部地域業(yè)務(wù)大面積阻斷并不能通過這種方法疏通業(yè)務(wù)。

第三方網(wǎng)元故障引起的用戶基本業(yè)務(wù)中斷問題

在彩鈴，同號(hào)，同振等第三方智能業(yè)務(wù)平臺(tái)故障時(shí)，會(huì)影響用戶的一般語(yǔ)音通信。

大量異常消息耗占核心層資源，使核心處理能力降低問題

某些特定的IP地址會(huì)瞬時(shí)發(fā)出大量符合協(xié)議的消息，占用大量MGC資源，使MGC處理能力降低，類似DOS惡意攻擊，使核心設(shè)備面臨故障隱患。

NGN網(wǎng)絡(luò)重組后，所有業(yè)務(wù)均經(jīng)貝爾NGN承接。一旦貝爾軟交換的信令發(fā)生障礙，將會(huì)面臨全網(wǎng)業(yè)務(wù)阻斷的風(fēng)險(xiǎn)。

隨著網(wǎng)絡(luò)調(diào)整，部分業(yè)務(wù)的路由組織已不適應(yīng)新的網(wǎng)絡(luò)。不僅影響自身業(yè)務(wù)的質(zhì)量，還引起多段網(wǎng)絡(luò)擁塞，耗占大量網(wǎng)絡(luò)資源。

客戶個(gè)性化的業(yè)務(wù)需求產(chǎn)生越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò)海呼，不僅影響了其他用戶的通信質(zhì)量，還增加了新NGN網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷，整體網(wǎng)路的安全運(yùn)行面臨風(fēng)險(xiǎn)。

新設(shè)備的融入帶來(lái)了語(yǔ)音業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重調(diào)，整體新舊各設(shè)備在新網(wǎng)絡(luò)中的作用又有了新的定義。傳輸側(cè)基于老網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)應(yīng)急重保方案策略造成網(wǎng)絡(luò)資源緊張問題。

四、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐

4.1.1承載網(wǎng)中的QOS優(yōu)化實(shí)現(xiàn)

目前僅在接入層實(shí)施改造。AG在接入層面將語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分配不同的vlan，并通過各自專用的承載網(wǎng)傳送。其中語(yǔ)音通過SDH接入承載網(wǎng)，寬帶通過光纖接入到最近的寬帶數(shù)通交換機(jī)。pone設(shè)備中，將語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分配不同的vlan，定義不同的優(yōu)先級(jí)，保證語(yǔ)音具有最高優(yōu)先級(jí)且具有固定的帶寬，每個(gè)pone帶寬恒定，對(duì)OLT等上行設(shè)備不能造成沖擊。具體分配為每臺(tái)ONU固定分配帶寬4M；在OLT上采用語(yǔ)音業(yè)務(wù)和寬帶業(yè)務(wù)分離的辦法，語(yǔ)音業(yè)務(wù)通過1G鏈路直接接入最近承載網(wǎng)設(shè)備，寬帶業(yè)務(wù)采不同端口接入數(shù)通交換機(jī)。這樣有效避免在OLT上寬帶業(yè)務(wù)擁塞對(duì)語(yǔ)音業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響。

4.1.2中間光電設(shè)備故障或承載設(shè)備板卡故障但設(shè)備間LINK、端口正常引發(fā)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)阻斷障礙

數(shù)據(jù)設(shè)備間光電設(shè)備故障，LINK、端口正常引發(fā)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)阻斷障礙：本地NGN核心三層與二層設(shè)備間光電轉(zhuǎn)換器故障導(dǎo)致vrrp狀態(tài)異常，引發(fā)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)異常造成業(yè)務(wù)阻斷。

二層設(shè)備通過光電轉(zhuǎn)換設(shè)備與核心三層設(shè)備互聯(lián)，中間光電轉(zhuǎn)換設(shè)備故障致使二層側(cè)上聯(lián)三層端口DOWN，而上聯(lián)3層的端口狀態(tài)依然是up。由于兩臺(tái)3層之間不能通過下聯(lián)的2層交互vrrp數(shù)據(jù)報(bào)文使得2臺(tái)3層的VRRP都處于MASTER狀態(tài)。當(dāng)過來(lái)流量通過3層路由時(shí)，由于下聯(lián)2層交換機(jī)不能正常轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包致使SS設(shè)備上的一半用戶不通。

承載設(shè)備板卡故障但設(shè)備間LINK、端口正常引發(fā)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)阻斷：核心三層中的一臺(tái)下聯(lián)二層的板子故障，因不明原因端口仍為正常狀態(tài)UP，使該三層認(rèn)為與二層間的鏈路是好，業(yè)務(wù)流量不能自動(dòng)切換至正常熱備份三層設(shè)備上，引起大量AG節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)阻斷。

解決方法：

取消承載設(shè)備間不必要的中間轉(zhuǎn)接設(shè)備（如光電設(shè)備），減少障礙發(fā)生幾率。

改造承載網(wǎng)，在原有承載協(xié)議中嵌入BFD （Bidirectional Forwarding Detection）雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測(cè)協(xié)議，提高故障檢測(cè)與恢復(fù)速度。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)感知業(yè)務(wù)阻斷自動(dòng)切換至冗余設(shè)備平面，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)在短時(shí)間內(nèi)的自動(dòng)恢復(fù)。

作為一項(xiàng)IETF草案標(biāo)準(zhǔn)，BFD提供一種檢測(cè)鏈路或系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)傳輸流能力的簡(jiǎn)單方法。它通過以太網(wǎng)、多協(xié)議標(biāo)記交換（MPLS）路徑、普通路由封裝以及IPSec隧道在內(nèi)的多種協(xié)議類型承載來(lái)保證BFD檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)各層故障的傳輸可靠性。與相鄰系統(tǒng)建立對(duì)等關(guān)系，并以協(xié)商的速率監(jiān)測(cè)來(lái)自其他系統(tǒng)的BFD速率，且監(jiān)測(cè)速率能夠以毫秒級(jí)增量設(shè)定。當(dāng)對(duì)等系統(tǒng)沒有接到預(yù)先設(shè)定數(shù)量的數(shù)據(jù)包時(shí)，它就推斷BFD保護(hù)的軟件或硬件基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生故障（不管基礎(chǔ)設(shè)施是標(biāo)記交換路徑、其他類型的隧道還是交換以太網(wǎng)絡(luò)），并立即通告給其他協(xié)議，最終由這些原有協(xié)議自動(dòng)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)平面切換或恢復(fù)。

具體實(shí)施：在貝爾NGN網(wǎng)絡(luò)的P，PE間部署了BFD，實(shí)現(xiàn)了省貝爾NGN網(wǎng)P，PE這2級(jí)設(shè)備間的自動(dòng)故障檢測(cè)及業(yè)務(wù)疏通路由的自定切換功能。受前期規(guī)劃和設(shè)備性能限制，貝爾設(shè)備業(yè)務(wù)層面與2層，3層設(shè)備間及本地中興，華為NGN網(wǎng)均還沒實(shí)現(xiàn)。

網(wǎng)關(guān)不能切換到備用軟交換問題

措施1：進(jìn)行NGN設(shè)備雙歸屬機(jī)制的容災(zāi)評(píng)估及測(cè)試，使系統(tǒng)雙歸屬冗余功能發(fā)揮作用。在整改中，本地網(wǎng)一套NGN設(shè)備，雖在容災(zāi)方案中對(duì)雙歸屬方案做了詳盡的描述，但實(shí)際設(shè)備1：0方式的雙歸屬功能不能實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過設(shè)備板件（版本）軟件升級(jí)給予了解決。

措施2：通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化來(lái)替代因雙歸屬切換條件不滿足的局部業(yè)務(wù)阻斷。

增加1：1熱備份負(fù)荷分擔(dān)中每個(gè)SS的設(shè)備處理能力及所屬中繼網(wǎng)關(guān)的處理能力，增加各端局到各中繼網(wǎng)關(guān)的電路，使全程設(shè)備資源能承受另一SS故障時(shí)的全部業(yè)務(wù)疏通；端局設(shè)置業(yè)務(wù)路由在原來(lái)兩SS負(fù)荷分擔(dān)第一路由，將兩套SS再分別作為第2，第3備用路由。一旦因一側(cè)SS故障引起局部區(qū)域大面積的業(yè)務(wù)不暢，通過閉塞中繼網(wǎng)關(guān)使電路閉塞，使業(yè)務(wù)自動(dòng)疏通另一側(cè)SS上。

第三方網(wǎng)元故障引起的用戶基本業(yè)務(wù)中斷問題的解決

由于MGC本身無(wú)法對(duì)第三方設(shè)備進(jìn)行業(yè)務(wù)流程監(jiān)控，將控制功能下沉至SDC（用戶數(shù)據(jù)中心）。當(dāng)?shù)谌綐I(yè)務(wù)網(wǎng)元故障時(shí)，SDC將跳過這種業(yè)務(wù)而直接跳至下一觸發(fā)，在保證用戶基本呼叫業(yè)務(wù)暢通的同時(shí)，又最大限度的保證了其他NI業(yè)務(wù)的正常使用。

大量異常消息耗占核心層資源，使核心處理能力降低問題的解決

在軟交換MGC控制層面采用部分ANTI-DOS的防攻擊策略，通過對(duì)源IP地址的過濾，隔離惡意IP地址來(lái)保護(hù)自己防止過載，同時(shí)記錄發(fā)惡意IP地址的詳細(xì)信息，以便后續(xù)處理。

通過評(píng)估，洛陽(yáng)信令網(wǎng)存在以下問題：

端局所有業(yè)務(wù)均由貝爾軟交換承接，使地市本地、骨干SS信令負(fù)荷在貝爾SS和LSTP間形成瓶頸。每個(gè)SS分別啟用4個(gè)多邏輯網(wǎng)絡(luò)，他們之間的信令負(fù)荷嚴(yán)重不均，單個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)中的單條鏈路在春節(jié)高話務(wù)時(shí)段已超出國(guó)標(biāo)值，同時(shí)因部分單個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開足16信令鏈路，不能進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整。具體情況是貝爾SS邏輯網(wǎng)絡(luò)信念點(diǎn)編碼為16 21 3和16 21 11的多數(shù)信令負(fù)荷在平時(shí)達(dá)0.28erl，在春節(jié)高話務(wù)時(shí)期單條負(fù)荷可達(dá)0.476Erl-0.56er（國(guó)標(biāo)規(guī)定不大于0.4erl）。

業(yè)務(wù)端局啟用SS的邏輯網(wǎng)絡(luò)分散，部分局使用的邏輯網(wǎng)絡(luò)安全保障系數(shù)較低。每個(gè)SS啟用4個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，其中部分邏輯網(wǎng)絡(luò)的信令鏈路條數(shù)少，網(wǎng)絡(luò)安全度較低。

解決方法：

啟用第二主用邏輯網(wǎng)絡(luò)，使邏輯網(wǎng)路由原來(lái)分散的4個(gè)集中為2個(gè)主用，并進(jìn)行硬件，傳輸通道優(yōu)化，增強(qiáng)安全性。將端局與SS間的業(yè)務(wù)負(fù)荷按比例調(diào)整至新啟用的第二主用邏輯，解決第一主用邏輯網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷過高且不可調(diào)問題。實(shí)施后，負(fù)荷最高的第一邏輯網(wǎng)絡(luò)單條最高負(fù)荷降為0.2erl。

從交換層、傳輸層的物理通道進(jìn)行信令鏈路的全程優(yōu)化，提高信令鏈路的安全度。

在交換側(cè)將同一局向的信令鏈路分布在不同的物理板子上，傳輸層以交換側(cè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)配置為前提，調(diào)整相應(yīng)傳輸通道，使同一局向的信令鏈路2M在傳輸層面完全分開。

后續(xù)新局向開通或增加業(yè)務(wù)負(fù)荷時(shí)，使用負(fù)荷較低的第二邏輯網(wǎng)絡(luò)，避免第一邏輯網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷持續(xù)超重。

隨著網(wǎng)絡(luò)調(diào)整和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的發(fā)展，需要及時(shí)進(jìn)行業(yè)務(wù)層面的暢通優(yōu)化。建議業(yè)務(wù)暢通優(yōu)化要隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化而改變策略，以全程全網(wǎng)角度分析發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)運(yùn)行不暢問題，以最佳的業(yè)務(wù)路由配置，最少的資源占用來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)路由無(wú)瓶頸，網(wǎng)絡(luò)整體資源利用最優(yōu)化。

反映各端局至貝爾軟交換匯接局在話務(wù)不高時(shí)卻常有一定的擁塞呼損。全程網(wǎng)絡(luò)分析是301平臺(tái)與長(zhǎng)途局間網(wǎng)絡(luò)資異常緊張?jiān)斐?，該段網(wǎng)絡(luò)平時(shí)話務(wù)已溢出54.92%，中秋溢出112.65%。兩局之間99%的業(yè)務(wù)量是公司重力發(fā)展的親情一家業(yè)務(wù)，從網(wǎng)路指標(biāo)看，該業(yè)務(wù)運(yùn)行已嚴(yán)重不暢。經(jīng)確認(rèn)，以前接到用戶投訴不暢問題，也曾為解決該問題兩局之間增開了6個(gè)2m。

網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)優(yōu)化方法：在不增加網(wǎng)絡(luò)資源投資的前提下，將親情一家業(yè)務(wù)中異地手機(jī)GT翻譯功能由301平臺(tái)改為貝爾SDC實(shí)施，更改業(yè)務(wù)路由為端局—貝爾SS—貝爾SDC（GT翻譯后）—貝爾SS—長(zhǎng)途局。該方案的設(shè)施，優(yōu)化了業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)組織，使業(yè)務(wù)發(fā)展不再受網(wǎng)絡(luò)資源限制，消除了多段資源被重復(fù)占用現(xiàn)象，提高了整體網(wǎng)絡(luò)資源的最大利用率。

五、結(jié)論

以上是洛陽(yáng)語(yǔ)音NGN網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中的典型實(shí)踐總結(jié)，在提高了新建NGN網(wǎng)絡(luò)和原有網(wǎng)絡(luò)的整體安全性和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)，也深刻的反映出當(dāng)前融合網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提升需要實(shí)施整體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備技術(shù)改革和專業(yè)融合的維護(hù)優(yōu)化理念。