《5G承载网技术及部署》教学课件—10-5G承载网可靠性技术及部署.pptx

1、5G承载网可靠性技术及部承载网可靠性技术及部署署l本章主要讲述5G移动通信系统中使用的可靠性技术，包括各种可靠性技术的概念、基本原理、技术指标、检测技术、保护技术和规划部署方案，让同学们对5G承载网的可靠性技术有全面的了解。l学完本课程后，您将能够：p描述5G承载网可靠性的基本概念和技术指标p区分5G承载网故障探测技术p区分5G承载网端到端的保护技术p描述5G承载网可靠性综合部署方案1.1.可靠性概念可靠性概念n网络的可靠性指标网络的可靠性指标p5G承载网的可靠性机制p5G承载网的可靠性技术2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.隧道保护技术5.IP/VPN FRR技术6.TI-LFA

2、 FRR7.5G承载网可靠性综合部署网网络可靠性构成络可靠性构成l网络设备(路由器和PTN)是承载网络中节点，设备可靠性包括设备软/硬件的可靠性l对于连通可靠性、基础设施可靠性需要使用检测、倒换机制实现对端到端业务保护设备可靠性网络连通可靠性基础设施可靠性设备网络连通基础设施网络可靠性指标网络可靠性指标l在可靠性方面，主要有在可靠性方面，主要有以下以下3个衡量指标个衡量指标：p平均修复时间平均修复时间(MTTR)：一个组件或设备从故障到恢复正常所需的平均时间，实质上是指设备的容错能力 MTTR故障检测时间单板更换时间系统初始化时故障检测时间单板更换时间系统初始化时间间链路恢复时间链路恢复时间

3、路由覆盖时间转发恢复时间路由覆盖时间转发恢复时间举例说明：某设备举例说明：某设备20次故障造成业务中断总时间是次故障造成业务中断总时间是40小时，则小时，则MTTR40/202小时小时网络可靠性指标网络可靠性指标p平均故障间隔时间平均故障间隔时间(MTBF)：一个组件或设备的无故障运行平均时间，通常以小时为单位MTBF与故障率与故障率有倒数关系：有倒数关系：MTBF1/举例说明：某设备有举例说明：某设备有1000台在网上运行，台在网上运行，1年内有年内有20台次故障，该设备年故障率台次故障，该设备年故障率20/10002，此时，此时MTBF累计运行时间累计运行时间/故障次数故障次数1/(20/

4、1000)50年年网络可靠性指标网络可靠性指标p可用度可用度(A)：标识系统出勤率增大MTBF和减少MTTR，都可提高设备的可用性可用性：可用性：A=MTBF/(MTBF+MTTR)：相应的年停机时间相应的年停机时间DT=876060(1-A)mins/yr 举例说明：某设备的举例说明：某设备的MTBF50年年438000小时，小时，MTTR2小时，则该设备的小时，则该设备的可用性可用性A=MTBF/(MTBF+MTTR)438000/(438000+2)0.9999954可用度（%）年停机时间（分钟）适用产品99.9500PC或服务器99.9950企业级设备99.9995一般电信级设备99.

5、99990.5更高要求电信级设备在电信行业，99.999%可用度意味着设备因故障导致业务中断时间平均每年不得超过5分钟表10-1 行业可用度需求对比1.1.可靠性概念可靠性概念p网络的可靠性指标n5G承载网的可靠性机制承载网的可靠性机制p5G承载网的可靠性技术2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.隧道保护技术5.IP/VPN FRR技术6.TI-LFA FRR7.5G承载网可靠性综合部署5G承载网可靠性机制承载网可靠性机制l5G承载网服务的可用性越高，表明端到端业务的中断时间越短l在故障发生到业务恢复期间，需要关注几个关键的时间点：u 服务恢复时间u 故障发生u 故障监测u 滞后时刻

6、u 连接恢复u 服务恢复1.1.可靠性概念可靠性概念p网络的可靠性指标p5G承载网的可靠性机制n5G承载网的可靠性技术承载网的可靠性技术2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.隧道保护技术5.IP/VPN FRR技术6.TI-LFA FRR7.5G承载网可靠性综合部署5G承载网可靠性技术分类承载网可靠性技术分类l目前采用的网络可靠性技术是将故障检测与网络保护倒换技术结合，达到网络可靠性要求l保护倒换技术：事先建立好备用通道，供设备进行倒换5G承载网保护倒换技术分类L3VPN类网关类链路类PW冗余或 MC-PW APSVPN FRRE-VRRPLDP FRR、混合FRR、TE FRR和T

7、E HSBL2VPN类5G承载网保护模式分类承载网保护模式分类l不同的保护模式，应用场景也不同，采用的具体技术也不同5G承载网保护模式图10-1 5G承载网可靠性技术应用1.可靠性概念2.2.5G5G承载网的故障探测技术承载网的故障探测技术nBFD协议概述协议概述pOAM快速检测机制1.PW保护技术2.隧道保护技术3.IP/VPN FRR技术4.TI-LFA FRR5.5G承载网可靠性综合部署针对针对Hello报文周期报文周期引发的问题引发的问题l目前的IP网络中一般通过协议自身的周期性Hello报文机制进行故障探测l然而，一般协议的Hello报文周期通常设计较长，产生一些问题：u缺陷感应时间

8、长导致大量数据的丢失u对不运行路由协议的节点无法检测链路的状态u现有的IP网络并不具备秒级以下的间歇性故障修复功能u传统路由架构对实时应用进行准确故障检测能力有限引入引入BFD协议协议lBFD协议定义：协议定义：一个简单的“Hello”协议，作为重要的故障检测技术解决了上述问题lBFD协议主要特点协议主要特点：对相邻转发引擎间通道提供轻负荷、持续时间短检测提供一个单一机制对任何媒介、任何协议层进行实时检测，且检测时间与开销范围较宽裕若某个系统在足够长时间内未收到对端的检测报文，则认为在这条到相邻系统的双向通道的某个部分发生了故障BFD作为作为系统提供的一种服务系统提供的一种服务上层应用BFD

9、提供检测地址、检测时间等参数 会话状态上层应用对BFD会话状态变更采取什么措施完全由上层应用自己决定根据这些信息创建、删除或修改BFD会话BFD协议协议主要应用主要应用lBFD for PW：一种对PW进行故障检测机制，用于触发所承载业务的快速切换lBFD For TE Tunnel：基于流量工 程 的 多 协 议 标 签 交 换 技 术(MPLS TE)中的一种端到端快速检测机制，用于快速检测隧道所经过路径中所发生的故障图10-2 BFD应用BFD协议协议主要应用主要应用l在LSP隧道上建立BFD会话，利用BFD检测机制快速检测LSP隧道的故障，可以提供端到端的保护l总之，BFD技术需和其他

10、保护倒换技术相结合，达到毫秒(ms)级保护倒换的目的图10-2 BFD应用1.可靠性概念2.2.5G5G承载网的故障探测技术承载网的故障探测技术pBFD协议概述nOAM快速检测机制快速检测机制1.PW保护技术2.隧道保护技术3.IP/VPN FRR技术4.TI-LFA FRR5.5G承载网可靠性综合部署OAM快速检测机制快速检测机制定义定义l将网络的管理工作划分为将网络的管理工作划分为操作操作、管理管理、维护维护，简称，简称OAM：性能监控并产生维护信息，根据这些信息评估网络稳定性 定期查询方式检测网络故障，产生各种维护和警告信息 调度或者切换到其它的实体，旁路失效实体，保证网络的正常运行 将

11、故障信息传递给管理实体OAM快速检测机制快速检测机制支持功能支持功能lOAM支持的主要功能：支持的主要功能：uOAM发现u远端故障指示u可扩展性l为实现OAM相关功能，网络或设备支持一些OAM类的自动探测协议，增强网络的可管理、可维护性u链路监视u远端环回测试OAM快速检测机制快速检测机制分类分类lOAM主要包括主要包括：uPW OAM、MPLS OAMu以太网链路OAMu以太网业务OAMl根据作用的层级不同，可归纳为三类根据作用的层级不同，可归纳为三类：u链路层：802.3ahu网络层：802.1ag，Y.1731，BFD，MPLS OAM(RFC4379，RFC5085)u业务层：802.

12、1ag，ICMP ping1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测技术3.3.PWPW保护技术保护技术nPW APS保护的基本概念保护的基本概念pMC-PW APS/PW冗余保护的基本概念1.隧道保护技术2.IP/VPN FRR技术3.TI-LFA FRR4.5G承载网可靠性综合部署引入引入PW APS保护保护?问题：问题：在CE双归的场景中，隧道终点不在一台设备上，无法利用外层隧道进行保护PW以及AC链路的故障 方法：方法：利用PW冗余保护方法，分为PW Redundancy和PW-APS保护lPW APS基本概述：基本概述：n基于自动保护切换(APS)协议实现的一种保护PW的功能n通过PW

13、OAM检测机制检测主PW、备PW的状态，触发倒换，实现业务保护PW APS保护倒换原理保护倒换原理lPW APS通过PW OAM检测机制检测工作PW和保 护 P W 的 状 态。P W OAM在Ingress端周期性发送检测报文，在Egress端接收检测报文图10-3 PW APS保护倒换原理（正常）PW APS保护倒换原理保护倒换原理lPE1、PE2均为承载网路由器或PTN设备。业务从PE1接入，由工作PW承载送入网络侧，在PE2处送至业务接收侧。此时保护PW处于备份状态图10-3 PW APS保护倒换原理（正常）PW APS保护倒换原理保护倒换原理lPE2设备收不到周期性的PW OAM检测

14、报文，PE2会认为工作PW故障了，需在本端执行倒换，并通过APS报文告知对端执行倒换，业务倒换到保护PW上传送l当工作PW恢复正常后，PE1、PE2收到PW OAM检测报文，触发APS保护回切，业务倒换回原工作PW上进行传送网络中由于某些原因，导致工作PW故障或中断图10-4 PW APS保护倒换原理（倒换）PW APS捆绑概念捆绑概念l5G网络承载的业务非常多，因此需要大量的PW APSlPW APS越多占用网络和设备资源越多l通过共用一个APS状态机处理多对PW APS保护倒换的方式，可以减少设备资源消耗lPW APS捆绑即为这种PW间共用APS状态机的方式PW APS保护保护组从属对概念

15、组从属对概念l在网络部署中，若某些业务的工作/保护PW与已经创建的PW APS保护组的工作/保护PW同源且同宿，支持通过部署PW APS捆绑，将该业务的工作/保护PW添加为已创建的PW APS保护组的从属对l属于同一个保护组的所有保护组从属对，与PW APS保护组共享一个状态机资源PW APS保护保护组工作原理组工作原理l当PW APS保护组的工作PW故障时，该PW APS保护组发生APS保护倒换，且从属对发生APS保护倒换l然而，当保护组从属对的工作PW故障时，不会发生APS保护倒换图10-5 PW APS保护组PW APS保护保护组工作原理组工作原理lPE1与PE2间创建PW APS保护组

16、。业务在工作PW上传送；当工作PW故障时，发生APS保护倒换，业务在保护PW上传送图10-5 PW APS保护组1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测技术3.3.PWPW保护技术保护技术pPW APS保护的基本概念nMC-PW APS/PW冗余保护的基本概念冗余保护的基本概念1.隧道保护技术2.IP/VPN FRR技术3.TI-LFA FRR4.5G承载网可靠性综合部署引入引入MC-PW APS/PW冗余保护冗余保护问题：问题：l普通的PW APS一般是同源同宿，发送流量和接收流量均只有一个接口，这种保护也只能保护两个PE节点间的链路部分lPE节点也可能会出现故障，尤其是汇聚或骨干节点故障，会

17、导致更大的影响方法：方法：l引入多设备MC-PW APS或PW冗余机制，MC是指发送流量或接收流量有多个以太网接口MC-PW APS与与MC-LAG部署示例部署示例MC-PW APS通常需要与跨设备链路聚合组(MC-LAG)协同部署MC-LAG构成属于一对节点保护组，互为冗余MC-PW APS构成图10-6 MC-PW APS与MC-LAGMC-PW APS与与MC-LAG部署示例部署示例lPE1与PE2间通过跨设备同步通信(MCSP)协议周期性相互通告PE1与PE2设备上设备内LAG的状态，在接入控制器侧有故障时协商两个设备上LAG倒换动作lMCSP由两个双归节点PE1与PE2间双向Tunn

18、el实现，一条MCSP通道可以被这两个 双 归 节 点 间 所 有 M C-LAG共用图10-6 MC-PW APS与MC-LAGMC-PW APS与与MC-LAG部署示例部署示例lMC-LAG可将多个设备上的以太链路聚合形成链路聚合组，提高可用带宽l当某条链路或某个设备失效时，MC-LAG自动将数据流切换到MC-LAG的其它可用链路上，增加链路的可靠性图10-6 MC-PW APS与MC-LAGMC-PW APS与与MC-LAG部署示例部署示例lPE1与PE2间需部署双节点互联(DNI-PW)，与工作PW、保护PW形成一个可用于保护业务的”环”lDNI-PW用于实现两个双归节点间的跨设备状态

19、通信，使PE1与PE2两端倒换动作协调一致图10-6 MC-PW APS与MC-LAG1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.4.隧道保护技术隧道保护技术nMPLS TE FRRpMPLS TE hot-standbypMPLS TE hot-standby的部署示例pSR-TP APS保护技术pFlexE通道APS保护1.IP/VPN FRR技术2.TI-LFA FRR3.5G承载网可靠性综合部署MPLS TE隧道优点隧道优点lMPLS TE结合了MPLS技术与流量工程，通过建立经过指定路径LSP进行资源预留，使网络流量绕开拥塞节点，达到平衡网络流量的目的l资源紧张时，

20、高优先级LSP可以抢占低优先级LSP的带宽等资源，优先满足高优先级业务的需求，实现差异化网络服务l当LSP隧道故障或网络的某一节点拥塞时，可通过快速重路由(FRR)和备份路径提供保护MPLS TE FRR相关知识相关知识lMPLS TE FRR定义：定义：一种MPLS TE属性，也是一种网络容错策略当中间节点或链路发生故障时可迅速切换，最大限度减少报文丢失lMPLS TE FRR基本原理基本原理：用一条预先建立的LSP保护一条或多条LSPMPLS TE快速重路由是利用备份隧道绕过故障链路或节点，达到保护主路径功能MPLS TE FRR工作过程工作过程出接口老化就会触发FRR的流量切换，从A发送

21、到E的Master LSP的流量，在B节点上会切换到B-F-D的Backup LSP当当发生发生故障故障1、故障、故障2时时，通过链路检测、，通过链路检测、BFD技术、技术、RSVP Hello检测出接口检测出接口源节点可在数据传输不影响时继续发起主源节点可在数据传输不影响时继续发起主路径的修复或重建路径的修复或重建l总之，在实际5G承载网商用中主流会使用端到端TE hot-standby(热备份)配合BFD完成MPLS TE隧道的保护图10-7 MPLS TE FRR示意图1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.4.隧道保护技术隧道保护技术pMPLS TE FRRnMP

22、LS TE hot-standbypMPLS TE hot-standby的部署示例pSR-TP APS保护技术pFlexE通道APS保护1.IP/VPN FRR技术2.TI-LFA FRR3.5G承载网可靠性综合部署MPLS TE hot-standby基本原理基本原理lMPLS TE Hot-standby定义：定义：nIP承载网络常用的隧道备份技术lMPLS TE Hot-standby基本原理：基本原理：n一条隧道在创建主LSP后随即创建备份LSP，备份LSP用于实现对主用LSP流量保护MPLS TE hot-standby工作过程工作过程l当Master Tunnel中链路或节点故障

23、时，流量切换到备份LSP，用于实现对主用隧道流量的保护图10-8 MPLS TE Hot-standby1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.4.隧道保护技术隧道保护技术pMPLS TE FRRpMPLS TE hot-standbynMPLS TE hot-standby的部署示例的部署示例pSR-TP APS保护技术pFlexE通道APS保护1.IP/VPN FRR技术2.TI-LFA FRR3.5G承载网可靠性综合部署MPLS TE hot-standby部署示例部署示例lMPLS TE Hot-standby用于CSG和RSG间建立的MPLS TE tunnel

24、保护lMPLS TE tunnel用于外层TE隧道保护，在CSG和RSG间建立MPLS TE 隧道承载L3VPN，主LSP途径CSG1-ASG3-RSG5图10-9 MPLS TE hot-standby的部署示例MPLS TE hot-standby部署示例部署示例l部署备份路径(Backup LSP)途径CSG1-CSG2-ASG4-RSG6-RSG5，通 过 T u n n e l H o t-standby对主LSP进行保护l结合BFD加快故障检测，加快保护倒换图10-9 MPLS TE hot-standby的部署示例MPLS TE hot-standby部署示例部署示例l总之，MP

25、LS TE Hot-standby只能保护隧道的中间路径，并不能保护源、宿节点主隧道通过主隧道通过BFD探测到主探测到主LSP故障后，在故障后，在CSG1及及RSG5上使用上使用Back LSP进行转发，进行转发，源、宿节点不发生变化，业务不发生切换源、宿节点不发生变化，业务不发生切换TE Hot-standby无法进行保护，需要结合无法进行保护，需要结合其它节点保护技术其它节点保护技术(如如VPN FRR等等)，使流，使流量切换到备用隧道，到达量切换到备用隧道，到达RSG6后直接送到后直接送到核心网核心网图10-9 MPLS TE hot-standby的部署示例1.可靠性概念2.5G承载网

26、的故障探测技术3.PW保护技术4.4.隧道保护技术隧道保护技术pMPLS TE FRRpMPLS TE hot-standbypMPLS TE hot-standby的部署示例nSR-TP APS保护技术保护技术pFlexE通道APS保护1.IP/VPN FRR技术2.TI-LFA FRR3.5G承载网可靠性综合部署引入引入SR隧道保护技术隧道保护技术l4G承载网中主要部署MPLS隧道，由于MPLS技术需要引入额外的标签分发协议如LDP、RSVP等，网络维度难度较大。而5G承载网中MPLS-TE隧道、SR-TE隧道并存，因此，为简化网络，需引入SR隧道保护技术SR-TP APS保护技术保护技术

27、相关知识相关知识l基于流量监管的分段路由(SR-TP)APS定义：定义：一种SR-TP隧道的保护机制，部署备份SR-TP隧道保护业务当工作SR-TP隧道故障时，业务倒换到保护SR-TP隧道，保护业务lSR-TP APS目的目的：保护网络中一些重要的业务，避免由于工作隧道失效而导致业务中断通过SR-TP OAM检测SR-TP隧道连通性，判断是否进行保护倒换SR-TP APS保护技术保护技术工作原理工作原理lSR-TP APS通过SR-TP OAM检测机制检测工作通道、保护通道的状态lSR-TP OAM在Ingress端周期性发送检测报文，在Egress端接收检测报文l当Egress端在一定时间周

28、期内未收到检测报文时，认为工作通道发生故障，触发APS倒换，并通告对端APS模块，触发对端倒换，实现业务保护SR-TP APS保护技术保护技术工作原理工作原理将业务从主LSP发出，通过备份LSP保护主LSP上传送的业务A与B的业务只在工作通道上发送，在接收端只接收工作通道上业务图10-10 SR-TP APS保护图10-11 SR-TP APS保护倒换原理（正常）SR-TP APS保护技术保护技术工作原理工作原理当主LSP故障时，业务在源宿节点上倒换到备份LSPB端收不到SR-TP OAM检测报文，认为工作通道故障，执行保护倒换，并通过APS报文告知A端执行保护倒换，业务倒换到保护通道上传送图

29、10-10 SR-TP APS保护图10-12 SR-TP APS保护倒换原理（倒换）SR-TP APS的恢复模式为恢复式，当工作通道恢复正常后，A、B两端均收到SR-TP OAM检测报文，触发APS保护回切，业务倒换回原工作通道上传送1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.4.隧道保护技术隧道保护技术pMPLS TE FRRpMPLS TE hot-standbypMPLS TE hot-standby的部署示例pSR-TP APS保护技术nFlexE通道通道APS保护保护1.IP/VPN FRR技术2.TI-LFA FRR3.5G承载网可靠性综合部署FlexE通道通道

30、APS保护保护定义定义lFlexE通道通道APS定义：定义：一种FlexE网络保护机制，通过FlexE保护通道保护业务，当FlexE工作通道故障时，业务倒换到FlexE保护通道通过FlexE通道OAM检测机制检测工作通道、保护通道状态，判断是否进行保护倒换FlexE通道通道APS保护保护基本原理基本原理lFlexE通道通道APS基本原理：基本原理：FlexE通道OAM在Ingress端周期性发送检测报文，在Egress端接收检测报文当Egress端在一定时间周期内未收到检测报文，则认为工作通道故障，触发APS倒换，并通告对端APS模块，触发对端倒换，实现业务保护FlexE通道通道APS保护保护

31、工作过程工作过程 A与B的业务只在工作通道上发送，在接收端只接收工作通道上业务 B端收不到FlexE通道OAM检测报文，认为工作通道故障，执行保护倒换，并通过APS报文告知A端执行保护倒换，业务倒换到保护通道上传送 当工作通道恢复正常后，A、B两端均收到FlexE通道OAM检测报文，触发APS保护回切，业务倒换回原工作通道上传送图10-13 FlexE通道APS保护倒换原理（正常）图10-14 FlexE通道APS保护倒换原理（倒换）1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.隧道保护技术5.5.IP/VPN FRRIP/VPN FRR技术技术nIP FRRpVPN FRR原

32、理pIP与VPN混合FRRpVPN FRR的应用1.TI-LFA FRR2.5G承载网可靠性综合部署引入引入FRR相关技术相关技术传统IP网络中需计算出一条最优的路径用于路由转发，当链路或节点故障时，需重新计算最短路径，耗费较长时间，在路由完成收敛前网络流量会中断在计算最优路由同时，也计算出次优路由并部署保存，与最优路由形成类似于备份路由保护机制 BFD代替hello报文加快故障探测 定时器退避算法以及fast flood缩短路由信息泛洪时间 I-SPF、PRC缩短路由计算时间 IP快速重路由(IP FRR)问题问题想法想法方法方法IP FRR基本原理基本原理l用户提前在设备上配置了主备两条路

33、由(或由动态路由协议生成)，且主备路由信息一起被写入转发表项l当检测到链路故障当检测到链路故障：设备根据转发表项将流量切换到备用路由上进行路由重新收敛在重新收敛之后再切换到新的主用下一跳路由上IP FRR工作过程工作过程 正 常 情 况 下，流 量 传 输 路 径 为CE1PE1PE2CE2 PE2通过BFD感知到主用路由故障，根据转发表项 将 流 量 切 换 到 备 用 路 由 上。路 径 变 为CE1PE1PE2PE3CE2lIP FRR只能在链路状态路由协议中计算，且IP FRR备份下一跳的计算是在同一个区域拓扑内进行图10-15 IP FRR示意图1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测

34、技术3.PW保护技术4.隧道保护技术5.5.IP/VPN FRRIP/VPN FRR技术技术pIP FRRnVPN FRR原理原理pIP与VPN混合FRRpVPN FRR的应用1.TI-LFA FRR2.5G承载网可靠性综合部署VPN FRR基本原理基本原理lFRR是实现故障快速倒换最常用的技术l在VRF中生成主备两条路由，进行路由备份l利用FRR的原理，实现VPN网络中的快速重路由，适用于VPN网络中对于丢包和延时非常敏感的业务l与IP FRR不同的是，VPN FRR的主备路由出接口都为Tunnel(MPLS Tunnel/SR-TP)VPN FRR工作过程工作过程 正常情况下，流量传输路径

35、为CE1PE1PE2CE2 PE1通过Tunnel OAM感知VPN主用路由故障，根据转发表项将流量切换到VPN备用路由上，路径变为CE1PE1PE3CE2lVPN FRR在主隧道虚拟专用网版本4路由可用时，把备份隧道的转发信息同时提供给转发平面l当转发平面感知到主隧道不可用时，能够不依赖控制平面的收敛而直接使用备份隧道转发信息图10-16 VPN FRR 示意图1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.隧道保护技术5.5.IP/VPN FRRIP/VPN FRR技术技术pIP FRRpVPN FRR原理nIP与与VPN混合混合FRRpVPN FRR的应用1.TI-LFA

36、FRR2.5G承载网可靠性综合部署IP与与VPN混合混合FRR工作过程工作过程lIP与VPN混合FRR主备路由出接口分类：主路由出接口为UNI接口，备份路由出接口为Tunnel主路由出接口为Tunnel，备份路由出接口为UNI接口 正 常 情 况 下，流 量 传 输 路 径 为CE1PE1PE2CE2 PE2通过BFD感知到主用IP路由故障，根据转发表项将流量切换到备用BGP VPN路由上，路径变为CE1PE1PE2PE3CE2，完成保护倒换图10-17 IP与VPN混合FRR应用1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.隧道保护技术5.5.IP/VPN FRRIP/VPN

37、 FRR技术技术pIP FRRpVPN FRR原理pIP与VPN混合FRRnVPN FRR的应用的应用1.TI-LFA FRR2.5G承载网可靠性综合部署VPN FRR主要实现方式主要实现方式lVPN FRR主要实现方式主要实现方式：u在网络正常时备份MP-iBGP下一跳u当网络出现故障导致对端MP-iBGP邻居不可达时，流量会直接切换到MP-iBGP下一跳，实现网络端到端快速收敛VPN FRR工作过程工作过程 VPN FRR可以使用多跳BFD作为MP-iBGP邻居关系的检测协议，当BFD检测到对端PE不可达时，立即触发VPN FRR收敛 PE1通过BFD for LSP感知PE1与PE2间外

38、层隧道不可用，报文就会被打上PE3分配的内层标签，沿着PE1与PE3间外层LSP隧道交换到PE3，再转发给核心网，实现快速收敛图10-18 VPN FRR的应用1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.隧道保护技术5.IP/VPN FRR技术6.6.TI-LFA FRRTI-LFA FRRnTI-LFA FRR产生原因产生原因pTI-LFA FRR原理pTI-LFA FRR转发流程pSR BE防微环1.5G承载网可靠性综合部署数据包转发失败数据包转发失败l有数据包需要从DeviceA发往DeviceF。如果P空间与Q空间不相交，则不满足RLFA技术要求，无法计算出备份路径l

39、当DeviceB和DeviceE间故障后，DeviceB将数据包转发给DeviceC，DeviceC重新发送回DeviceB，形成环路，转发失败l引入TI-LFA解决上述问题图10-19 RLFA示意图引入引入TI-LFA FRRl当DeviceB和DeviceE间故障后，DeviceB直接启用TI-LFA FRR备份表项，给数据包增加新的路径信息(DeviceC前缀标签，DeviceC和DeviceD间邻接标签)，保证数据包可沿着备份路径转发图10-20 TI-LFA示意图1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.隧道保护技术5.IP/VPN FRR技术6.6.TI-LF

40、A FRRTI-LFA FRRpTI-LFA FRR产生原因nTI-LFA FRR原理原理pTI-LFA FRR转发流程pSR BE防微环1.5G承载网可靠性综合部署TI-LFA FRR实现过程实现过程lTI-LFA流量保护根据需要保护的对象分为链路保护和节点保护lTI-LFA FRR计算步骤计算步骤：计算P空间 计算Q空间 计算收敛后最短路径树 计算备份出接口和Repair List图10-21 TI-LFA典型组网图TI-LFA FRR实现过程实现过程l在计算备份路径时，需用到在计算备份路径时，需用到Repair前缀前缀SID，遵循选择规则遵循选择规则：优选Prefix SID 优选单源前

41、缀SID最小的Prefix SID 优选非多源前缀，并且本节点前缀优选的Prefix SID 不支持SR的节点不能作为Repair Node，不发布Prefix SID的节点不能作为Repair Node图10-21 TI-LFA典型组网图1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.隧道保护技术5.IP/VPN FRR技术6.6.TI-LFA FRRTI-LFA FRRpTI-LFA FRR产生原因pTI-LFA FRR原理nTI-LFA FRR转发流程转发流程pSR BE防微环1.5G承载网可靠性综合部署TI-LFA FRR转发流程转发流程设备设备流程流程DeviceADe

42、viceA根据Reapair list封装标签栈，最外层封装P节点DeviceF的前缀标签，该标签值=下一跳DeviceD的SRGB起始值（700）+P节点标签偏移值（20）=720，然后就封装P节点到Q节点的标签，分别为130和240，目的节点前缀标签值=Q节点的SRGB起始值（300）+目的节点DeviceC的标签偏移值（10）=310DeviceDDeviceD收到报文后，根据最外层标签查找标签转发表，出标签是120，下一跳为DeviceF，于是将最外层标签替换成120，报文转发给DeviceFDeviceFDeviceF收到报文后，根据最外层标签查找标签转发表，由于DeviceF是该标

43、签的Egress节点，弹出该标签以后，路由路径标签130，出标签为空，下一跳为DeviceG，继续弹出130标签，将报文转给DeviceGDeviceGDeviceG收到报文后，根据最外层标签查找标签转发表，弹出240标签，将报文转发给DeviceHDeviceHDeviceH收到报文后，根据最外层标签查找标签转发表，出标签为510，下一跳为DeviceE。于是将最外层标签替换成510，报文转发给DeviceE，如此按照最短路径的方式，再由DeviceE转给目的节点DeviceC图10-22 TI-LFA FRR备份路径转发流程图表10-2 TI-LFA FRR备份路径转发流程1.可靠性概念2

44、.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.隧道保护技术5.IP/VPN FRR技术6.6.TI-LFA FRRTI-LFA FRRpTI-LFA FRR产生原因pTI-LFA FRR原理pTI-LFA FRR转发流程nSR BE防微环防微环1.5G承载网可靠性综合部署正切防微环正切防微环工作原理工作原理l当DeviceB故障时，DeviceA和DeviceF间收敛速度不一致会导致环路l在源节点上部署正切防微环功能解决在源节点上部署正切防微环功能解决了了上述问题上述问题：pDeviceB故障后，流量切换到TI-LFA计算的备份路径p等DeviceD和DeviceF收敛完后，DeviceA开始

45、收敛pDeviceA收敛完后，流量从备份路径切换到收敛后路径图10-23 正切防微环故障场景路由延时切换路由延时切换满足条件满足条件l路由延时切换需满足路由延时切换需满足：本地直连接口故障/BFD down 延迟期间，网络中没有第二次拓扑变化 路由有备份下一跳 路由主下一跳和故障端口相同 收敛后主下一跳和备份下一跳不相同 多源路由延时期间收到路由源变化退出延时图10-23 正切防微环故障场景回切防微环回切防微环工作原理工作原理 DeviceB和DeviceC间链路故障恢复前，数据流量沿着备份路径转发 当DeviceB和DeviceC间链路故障恢复后，如果DeviceA先于DeviceB收敛，之

46、间会形成环路图10-24 回切防微环故障场景回切防微环回切防微环工作原理工作原理 为避免微环产生，DeviceA在故障回切后，先通过显式指定路径方式转发数据包，在转发时往数据包添加端到端路径信息，DeviceB根据路径信息将数据包转发给DeviceC 在DeviceB节点完成收敛后，DeviceA可去除额外添加的显式路径信息，按正常SR转发方式将数据包转发到DeviceC图10-24 回切防微环故障场景1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.隧道保护技术5.IP/VPN FRR技术6.TI-LFA FRR7.7.5G5G承载网可靠性综合部署承载网可靠性综合部署n设备级可靠

47、性部署设备级可靠性部署p接口级可靠性部署p网络侧可靠性部署pL2VPN+L3VPN场景的网络可靠性部署pL3VPN+L3VPN场景的网络可靠性部署设备级可靠性部署设备级可靠性部署l设备级可靠性设备级可靠性：设备厂商提供的设备内部进行硬件冗余保护l设备级保护设备级保护：满足单个设备可靠性，采用不中断转发不间断路由保证不出现单点故障1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.隧道保护技术5.IP/VPN FRR技术6.TI-LFA FRR7.7.5G5G承载网可靠性综合部署承载网可靠性综合部署p设备级可靠性部署n接口级可靠性部署接口级可靠性部署p网络侧可靠性部署pL2VPN+L3

48、VPN场景的网络可靠性部署pL3VPN+L3VPN场景的网络可靠性部署接口级接口级可靠性部署可靠性部署接口类型保护技术保护方式STM接口APS链路备份Ethernet接口Eth-trunk/FlexE链路捆绑接口级保护接口级保护：针对设备直连，对于某些重要核心接口，使用链路捆绑或链路备份相关保护技术在汇聚层两个ASG间或核心层两个RSG间，均采用Eth-trunk或FlexE捆绑技术，FlexE技术把以太网光口通道化，用于捆绑以太网光口，比Eth-Trunk更灵活且没有负载不均问题表10-3 常用接口级保护技术图10-25 链路捆绑1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.

49、隧道保护技术5.IP/VPN FRR技术6.TI-LFA FRR7.7.5G5G承载网可靠性综合部署承载网可靠性综合部署p设备级可靠性部署p接口级可靠性部署n网络侧可靠性部署网络侧可靠性部署pL2VPN+L3VPN场景的网络可靠性部署pL3VPN+L3VPN场景的网络可靠性部署网络侧网络侧可靠性部署可靠性部署l网络侧网络侧：从接入层路由器/PTN到骨干层路由器/PTN间承载网络l整体部署一般原则整体部署一般原则：通过BFD与各协议保护机制的联动 对于MPLS TE外层隧道保护推荐用TE Hot-Standby方式，且用静态BFD方式检测双向TE LSP 对于SR-TP外层隧道保护推荐用SR-T

50、P APS方式 如果用L3VPN进行承载，建议部署VPN FRR提供业务保护 在部署VPN FRR时，BFD检测时延要设置大于LSP的倒换时延1.可靠性概念2.5G承载网的故障探测技术3.PW保护技术4.隧道保护技术5.IP/VPN FRR技术6.TI-LFA FRR7.7.5G5G承载网可靠性综合部署承载网可靠性综合部署p设备级可靠性部署p接口级可靠性部署p网络侧可靠性部署nL2VPN+L3VPN场景的网络可靠性部署场景的网络可靠性部署pL3VPN+L3VPN场景的网络可靠性部署L2VPN+L3VPN场景网络可靠性部署场景网络可靠性部署lL2VPN+L3VPN业务逻辑网络业务逻辑网络架构架构