宋曉飛，胡釘，陳剛，楊南飛

（1 中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)四川有限公司，成都 610041，2中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)四川有限公司成都分公司，成都 610093）

面向LTE的PTN配置智能核查系統(tǒng)研究*

宋曉飛1，胡釘1，陳剛2，楊南飛1

（1 中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)四川有限公司，成都 610041，2中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)四川有限公司成都分公司，成都 610093）

隨著4G時(shí)代的來(lái)臨，傳輸網(wǎng)IP化演進(jìn)，PTN網(wǎng)絡(luò)L3層技術(shù)在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用，使網(wǎng)絡(luò)路由組織、IP/VLAN分配、L3層數(shù)據(jù)配置、保護(hù)方式設(shè)置等變得異常復(fù)雜，給傳輸網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)維帶來(lái)新挑戰(zhàn)。本文通過(guò)面向LTE的PTN數(shù)據(jù)配置合規(guī)管控方法的應(yīng)用，有效規(guī)范PTN L3網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)配置，提升PTN L3故障定位效率，有效控制配置問(wèn)題引發(fā)的重要故障；在建設(shè)、維護(hù)環(huán)節(jié)應(yīng)用PTN配置智能核查系統(tǒng)，提高審計(jì)檢查的效率和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，保障網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)合規(guī)。

PTN；參數(shù)；保護(hù)；路由；IP

1 引言

隨著4G時(shí)代的來(lái)臨，傳輸網(wǎng)IP化演進(jìn)，PTN網(wǎng)絡(luò)L3層技術(shù)在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用，使網(wǎng)絡(luò)路由組織、IP/VLAN分配、L3層數(shù)據(jù)配置、保護(hù)方式設(shè)置等變得異常復(fù)雜，給傳輸網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)維帶來(lái)新挑戰(zhàn)。建立新的傳輸數(shù)據(jù)配置規(guī)范體系與管控體系適應(yīng)傳輸網(wǎng)的IP化演進(jìn)發(fā)展、滿足面向LTE的PTN L3運(yùn)維需求是目前的傳輸網(wǎng)重要支撐工作。

2 PTN數(shù)據(jù)配置管理現(xiàn)狀

為滿足LTE業(yè)務(wù)及組網(wǎng)需求，傳輸網(wǎng)從SDH/ MSTP演進(jìn)到PTN，從PTN L2演進(jìn)到PTN L2+L3，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演進(jìn)給傳輸網(wǎng)數(shù)據(jù)配置帶來(lái)了巨大變化和挑戰(zhàn)。路由組織從傳輸網(wǎng)內(nèi)管理轉(zhuǎn)變?yōu)榭缇W(wǎng)絡(luò)跨專業(yè)路由協(xié)同管理。資源管理從傳輸資源管理轉(zhuǎn)變?yōu)椤癐P+傳輸”資源管理。保護(hù)配置從直觀化的保護(hù)路徑配置轉(zhuǎn)變?yōu)槌橄蟮墓δ軈?shù)和路由配置。

在IP化和融合承載需求的推動(dòng)下，基于分組交換內(nèi)核并融合傳統(tǒng)傳送網(wǎng)和數(shù)通網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的PTN L3技術(shù)得到了快速發(fā)展并成為L(zhǎng)TE承載網(wǎng)的主流技術(shù)。PTN作為L(zhǎng)TE時(shí)代的承載網(wǎng)，具有新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)規(guī)劃、保護(hù)方式、DCN、QoS，從而對(duì)PTN業(yè)務(wù)配置效率、可部署性、可維護(hù)性帶來(lái)了挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)開(kāi)通復(fù)雜、需要規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)多、對(duì)運(yùn)維人員的要求高，與MSTP數(shù)據(jù)配置相比，PTN L3配置工作量增加30% 、配置時(shí)間增長(zhǎng)3～6倍、配置難度大大增加，配置錯(cuò)誤引發(fā)的故障影響范圍巨大。

現(xiàn)網(wǎng)亟需解決以下問(wèn)題：

（1）如何結(jié)合PTN網(wǎng)絡(luò)路由組織規(guī)范要求細(xì)化各廠家PTN L3的數(shù)據(jù)配置細(xì)則；

（2）如何協(xié)同核心網(wǎng)與無(wú)線網(wǎng)對(duì)IP地址和業(yè)務(wù)路由實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的全生命周期管理；

（3）如何高效準(zhǔn)確的針對(duì)重點(diǎn)PTN L3網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行配置核查和合規(guī)管控。

網(wǎng)絡(luò)配置的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范可有效避免網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行隱患，在配置問(wèn)題暴露前，需要定期對(duì)現(xiàn)網(wǎng)配置做規(guī)范性檢查與驗(yàn)證，從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、參數(shù)設(shè)置、配置安全性等多角度檢查對(duì)配置進(jìn)行檢查。當(dāng)前針對(duì)L3 PTN數(shù)據(jù)核查主要依靠人工的方式進(jìn)行，面臨多廠商多型號(hào)、檢查點(diǎn)多，耗時(shí)耗力且效率低，很難對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行檢查，只能采用不定時(shí)抽查的方式進(jìn)行，無(wú)法全面了解網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范性，存在較大的安全隱患。

本項(xiàng)目旨在研究面向LTE的PTN數(shù)據(jù)配置管控方法體系，研發(fā)PTN配置智能核查系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)面向LTE的PTN數(shù)據(jù)配置合規(guī)的有效管理，提升面向LTE的傳輸運(yùn)維支撐能力。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3.1歸納總結(jié)面向LTE的PTN L3數(shù)據(jù)配置原則

從地址管理、路由規(guī)劃、保護(hù)配置三方面總結(jié)了L3 PTN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)配置的“1-3-2”原則指導(dǎo)面向LTE的PTN數(shù)據(jù)配置，統(tǒng)一“三張表格”落地“1-3-2”原則。

結(jié)合中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)路由組織原則與“1-3-2”原則編制了“三張表格”，通過(guò)“三張表格”的維護(hù)管理實(shí)現(xiàn)對(duì)PTN數(shù)據(jù)配置規(guī)范性的有效管控。

中國(guó)移動(dòng)四川公司制定《面向LTE的PTN組網(wǎng)與數(shù)據(jù)配置規(guī)范》和《4G建設(shè)項(xiàng)目全生命周期管理流程》，聯(lián)合規(guī)劃部門、建設(shè)部門、維護(hù)部門，跨專業(yè)協(xié)同，重點(diǎn)把控規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)維中七個(gè)環(huán)節(jié)，有效管控IP地址和VLAN分配、 LTE業(yè)務(wù)路由規(guī)劃與配置、PTN網(wǎng)絡(luò)保護(hù)參數(shù)配置。

3.2搭建計(jì)算機(jī)輔助分析系統(tǒng)模型和功能架構(gòu)

以“1-3-2”配置原則和“三張表格”的管理方式為計(jì)算機(jī)輔助分析基礎(chǔ)，以PTN配置文件為分析對(duì)象，重點(diǎn)從操作性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、高效性4方面設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助分析（CAA）系統(tǒng)，包含規(guī)則植入、配置分析、報(bào)表管理、路由呈現(xiàn)、網(wǎng)元管理、系統(tǒng)管理等6大項(xiàng)功能模塊。

根據(jù)當(dāng)前項(xiàng)目需求和未來(lái)業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，PTN配置智能檢查系統(tǒng)的功能架構(gòu)如圖1所示。

圖1　PTN配置智能檢查系統(tǒng)的功能架構(gòu)圖

拓?fù)湔故荆河糜谕負(fù)湔宫F(xiàn)的方式在全省拓?fù)鋱D上展現(xiàn)合計(jì)審計(jì)匯總結(jié)果；

IP地址分配檢查：主要根據(jù)PTN省干與本地網(wǎng)對(duì)接端口IP地址的規(guī)范性進(jìn)行核查；以及基站IP地址的規(guī)范性進(jìn)行核查；

VLAN分配檢查：針對(duì)基站的管理與業(yè)務(wù)分配VLAN進(jìn)行規(guī)范性核查；

業(yè)務(wù)規(guī)劃?rùn)z查：針對(duì)單個(gè)L2/L3核心匯聚對(duì)、多個(gè)L2/L3核心匯聚對(duì)進(jìn)行業(yè)務(wù)負(fù)載分擔(dān)的相關(guān)核查；

路由規(guī)劃?rùn)z查：主要針對(duì)地市與省干對(duì)接上行路由IP的聚合、跨層路由對(duì)接優(yōu)先級(jí)、L3層的路由優(yōu)先級(jí)符合流量負(fù)載分擔(dān)、L2/L3層配置規(guī)范是否符合廠家配置規(guī)范性要求；

圖2　PTN配置智能檢查系統(tǒng)算法模型示意圖

網(wǎng)絡(luò)保護(hù)檢查：針對(duì)L2與L2層的保護(hù)配置、UNI對(duì)接LAG保護(hù)、L3層內(nèi)部ECMP保護(hù)、L2/L3網(wǎng)元配置、聚合端口的IP地址配置、各網(wǎng)段主備關(guān)系一致性等進(jìn)行規(guī)范性核查；

報(bào)表管理：提供合規(guī)審計(jì)報(bào)表、匯總統(tǒng)計(jì)報(bào)表、趨勢(shì)分析報(bào)表的詳細(xì)分析。

3.3研究CAA算法模型指導(dǎo)開(kāi)發(fā)

結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)維實(shí)際需求，參照各PTN設(shè)備廠家的數(shù)據(jù)配置標(biāo)準(zhǔn)，從IP配置、路由配置、保護(hù)配置三方面歸納總結(jié)，從單機(jī)分析、關(guān)聯(lián)分析、差異分析等維度研究算法模型，共計(jì)設(shè)計(jì)模型14個(gè)，通過(guò)開(kāi)發(fā)已實(shí)現(xiàn)42條數(shù)據(jù)配置規(guī)則的自動(dòng)化校驗(yàn)功能。PTN配置智能檢查系統(tǒng)算法模型如圖2所示。

利用XML強(qiáng)大的擴(kuò)展性與兼容性，將PTN L3層配置規(guī)范翻譯成XML腳本預(yù)置到現(xiàn)有系統(tǒng)規(guī)則中。系統(tǒng)的操作和維護(hù)全部基于B/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，操作人員直接通過(guò)瀏覽器在Web上即可完成局?jǐn)?shù)據(jù)配置智能檢查操作，包括審計(jì)規(guī)則的定制、審計(jì)結(jié)果的展現(xiàn)、報(bào)表的統(tǒng)計(jì)等。系統(tǒng)支持豐富的API接口和中間件功能?？赏ㄟ^(guò)Web-Service、JMS、Telnet/SSH等標(biāo)準(zhǔn)化開(kāi)放接口與不同廠家實(shí)現(xiàn)互通和數(shù)據(jù)共享。

4 系統(tǒng)介紹

4.1參數(shù)保護(hù)規(guī)則梳理、規(guī)則注入及自動(dòng)核查

依據(jù)PTN L3 參數(shù)保護(hù)核查需求，梳理各廠商參數(shù)保護(hù)規(guī)則和檢查方法，形成系統(tǒng)內(nèi)置的核查規(guī)則。系統(tǒng)內(nèi)置檢查規(guī)則生成流程如圖3所示。

圖3　系統(tǒng)內(nèi)置檢查規(guī)則生成流程圖

圖4　網(wǎng)絡(luò)路由檢查模塊結(jié)果呈現(xiàn)示例圖

可視化的規(guī)則擴(kuò)展界面，固化維護(hù)經(jīng)驗(yàn)并能根據(jù)新規(guī)范靈活調(diào)整，系統(tǒng)提供自動(dòng)義的合規(guī)則規(guī)編輯功能，操作人員可以根據(jù)中國(guó)移動(dòng)四川公司PTN合規(guī)管理的要求，在界面上編輯合規(guī)審計(jì)規(guī)則，并可按業(yè)務(wù)、設(shè)備廠家、管理節(jié)點(diǎn)等多種方式對(duì)合規(guī)規(guī)則進(jìn)行自定義分組，滿足合規(guī)審計(jì)的管理要求。

對(duì)導(dǎo)入到系統(tǒng)內(nèi)的配置文件應(yīng)用合規(guī)審計(jì)規(guī)則進(jìn)行審計(jì)檢查，并對(duì)審計(jì)后的結(jié)果進(jìn)行展現(xiàn)，方便用戶查看審計(jì)結(jié)果.審計(jì)的過(guò)程可自定義選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和規(guī)則集，快速定義審計(jì)內(nèi)容：

針對(duì)審計(jì)結(jié)果，點(diǎn)擊查看，可以定位到詳細(xì)的合規(guī)審計(jì)點(diǎn)，以及違規(guī)的配置命令行。

對(duì)于不符合審計(jì)條件的合規(guī)項(xiàng)，系統(tǒng)提供更正和建議操作，方便用戶對(duì)設(shè)備進(jìn)行合規(guī)性操作，減輕操作人員的維護(hù)工作量。

4.2PTN L3網(wǎng)絡(luò)路由核查及可視化呈現(xiàn)

從PTN L3設(shè)備配置文件中提取路由信息，并與路由規(guī)則存量對(duì)比，完成路由核查并顯示核查結(jié)果。

結(jié)果可在拓?fù)鋱D上兩級(jí)顯示，直觀顯示路由核查結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)路由檢查模塊結(jié)果呈現(xiàn)如圖4所示。

圖5　PTN配置智能檢查系統(tǒng)報(bào)表

4.3PTN L3網(wǎng)絡(luò)IP/VLAN分配核查

將全省IP、VLAN規(guī)劃數(shù)據(jù)注入核查平臺(tái)，對(duì)導(dǎo)入的PTN L3設(shè)備配置進(jìn)行解析并提取IP數(shù)據(jù)、VLAN數(shù)據(jù)，與規(guī)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，輸出核查結(jié)果。

從網(wǎng)元配置文件中分解出接口IP地址和基站IP地址段以及基站業(yè)務(wù)VLAN和管理VLAN，與系統(tǒng)中管理的IP地址、VLAN規(guī)劃存量管理進(jìn)行對(duì)比，以顏色標(biāo)注出與規(guī)劃不一致數(shù)據(jù)。

4.4報(bào)表管理

依據(jù)各類核查結(jié)果，系統(tǒng)提供IP、VLAN、路由、參數(shù)保護(hù)各類匯總報(bào)表和排名報(bào)表并可在區(qū)域拓?fù)渖巷@示。PTN配置智能檢查系統(tǒng)報(bào)表如圖5所示。

5 應(yīng)用結(jié)論

“三個(gè)一致性”原則有效規(guī)范LTE端到端業(yè)務(wù)路由，規(guī)范后路由組織清晰，L3重要故障定位時(shí)長(zhǎng)縮短70%。 加強(qiáng)保護(hù)參數(shù)配置管控后，保護(hù)倒換失效類故障得到有效控制，2015年未出現(xiàn)一起數(shù)據(jù)配置問(wèn)題引起的重要故障。應(yīng)用PTN配置智能核查系統(tǒng)后，每個(gè)地市單次核查周期從25天縮短至2天，應(yīng)用準(zhǔn)確性100%。

PTN配置智能核查系統(tǒng)能夠有效解決人工核查效率低下問(wèn)題，能夠有效對(duì)三層路由實(shí)現(xiàn)采集、分析和呈現(xiàn)，有效提升面向4G的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)支撐能力。

6 未來(lái)研究方向

依托現(xiàn)有系統(tǒng)和規(guī)則，進(jìn)一步拓展面向各種型號(hào)PTN L3設(shè)備分析規(guī)則，利用系統(tǒng)XML功能直接擴(kuò)展已具備算法模型的規(guī)則。

依托現(xiàn)有思路進(jìn)一步研究面向城域數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)配置核查以及PTN L2設(shè)備的數(shù)據(jù)配置核查功能。

［1］ 李永濤， 門少杰. 面向TD-LTE的PTN承載網(wǎng)中IP和VLAN規(guī)劃方案的研究［J］. 信息與電腦：理論版， 2014（7）.

［2］ 朱武增， 韓笑， 胡淼. TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自動(dòng)規(guī)劃工具的開(kāi)發(fā)［J］. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化， 2014（1）：21-25.

Research on PTN oriented LTE configuration intelligent verification system

SONG Xiao-fei1， HU Ding1， CHEN Gang2， YANG Nan-fei1
（China Mobile Group Sichuan Co.， Ltd.， Chengdu 610041， China； China Mobile Group Sichuan Co.， Ltd. Chengdu Branch，Chengdu 610093， China）

with the advent of the 4G era， transmission network evolution of IP， PTN L3 network layer technology in current network application， network routing organization and distribution of IP/VLAN， L3 layer data confi guration， protection setting and becomes more and more complicated， bring new challenges to transmission network planning and operation and maintenance. Through for LTE PTN data distribution application of gauge control method， effectively regulate the L3 PTN network configuration data，enhance the PTN L3 fault location efficiency， effective control of the configuration problems caused by the major fault； in the construction， maintenance aspects of the application of PTN configuration of intelligent verifi cation system， provided high audit to examine the effi ciency and accuracy of data，network security of the ongoing compliance

PTN； parameter； protection； route； IP

TN929.5

A

1008-5599（2016）09-0019-05

2016-08-25

* 中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)級(jí)一類科技創(chuàng)新成果，原成果名稱為《面向LTE的PTN配置智能核查系統(tǒng)研究》。