浅谈IP路由与光传送的协同组网

　　任何技术方案都需要围绕网络应用来展开，否则就是无源之水。从网络演进的现实需求出发，cOTN与MC-LB技术促进了网络融合，给运营商带来全方位的价值。统一的TCP/IP协议使各种基于IP的业务都能互通，如数据网络、电话网络、视频网络都可融合在一起。这种融合技术有很多优势，如企业在现有设施基础上，通过融合技术将数据、语音及多媒体信息建立在统一网络平台上，既降低了管理和企业运 营的成本，又提高了企业工作效率。融合技术的迅猛发展又将使网络本身增加很多新的延展特性。

    所谓融合实际上有两层含义，层含义是在数据传输方面。以前分别基于PSTN电话网上的语音数据和基于有线电视同轴电缆上的视频数据，以及基于IP的信息数据，都被整合在一个网络中进行传输，这个物理媒介就是融合网络。它统一了在不同网络上传输的多种数据。但是融合网络还有一层含义是在应用层面。它把以前各种异构网络上的应用全部整合到一个IP网络上，从而实现在应用上的大统一，这是一种更直观的理解。融合时代的到来，促进了网络结构的演变，cOTN（Channelized OTN）与MC-LB（Multi-channel Load Balance）技术应运而生。基于IP与光的网络架构，cOTN与MC-LB创造性地实现了IP和光的真正协同组网，实现网络性能的全面提升。

　　近乎完美的融合技术

　　路由器的彩光接口方案，只是将光层的波分特性转移到路由器接口上，给用户带来的价值比较有限。cOTN与MC-LB技术方案则是通过IP交换与光设备交叉的配合，真正将IP网络与光网络融合起来，能够全面提升网络的可靠性、组网效率和投资效益。

　　MC-LB方案有两个技术要点：一个方向的数据流量可以从多个物理端口转发；一个物理端口可以转发多个方向的数据流量。

　　OTN是新一代光网络标准，适应了IP时代的大带宽需求。结合ODU-flex技术（ITU-T即将发布标准），cOTN将OTN定义的接口进行通道化，有力支撑了MC-LB方案，与MC-LB一起完美地构建了IP网络与光网络之间的桥梁。

　　网络可靠性的提高

　　在大型的IP网络中，路由黑洞等隐患非常危险，很容易导致全网大面积震荡。由于此类故障的隐蔽性，故障排除异常困难，网络受影响的时间通常长达数小时甚至数十小时。2007年某运营商网络就发生了这种故障，时间长达10多个小时，而且影响的地域很广。

　　这种隐患伴随着IP路由机制与生俱来，越复杂的网络越难避免，隐患的触发机制基本相同，都是因为单点故障（比如端口失效、链路中断等）导致节点路由收敛，从而引发路由黑洞等隐患。鸡蛋不能全部放在一个篮子里，网络流量也是如此。MC-LB方案利用数据流量的多路径传送，在端口或者链路故障时，不需要路由收敛，隔离单点故障，不会诱发隐患，大大提高了网络的可靠性。

　　MC-LB的这种特性，使得在采用合适的网络架构后，即使是底层光网络发生故障，也不会影响上层IP网络数据流量的有效传送，不会导致IP网络的路由震荡。MC-LB方案大大提高了网络的可靠性，却并不需要部署额外的冗余资源，次实现了IP和光的真正协同组网。

　　组网效率的大幅提升

　　在路由器网络中，理想的组网方式是保证大流量节点之间的直连。原因是大量中转路由器的存在，不仅大大降低了路由器的营利性带宽，降低了投资收益，而且大幅降低了承载业务的质量，网络性能难以保障。

　　现有技术很难实现大中型IP网络的节点直连，受限因素主要来源于两个方面：一是路由器端口数有限；二是光纤网络资源有限。以目前典型的骨干路由器为例，多只能保证32个节点以10G速率网状连接（假设上下行端口各占50%）。如果采用cOTN与MC-LB技术，则网状连接的节点数根据业务多可扩充8倍至256个节点，并且在光层网络中不需要新增任何端口与光纤资源。由此可见，cOTN与MC-LB技术可大幅提升网络效率。

　　MC-LB的组网效率还体现在对IP网络流量的均衡上，可以有效利用网络带宽，降低建设成本。一般来说，运营商的网络由于地域等因素，不同方向的业务差异较大，一些方向的流量很大从而导致带宽拥塞，另一些方向的流量很小从而出现带宽空闲。MC-LB方案通过流量均衡来化解业务不均衡导致的带宽浪费，利用空闲带宽承载拥塞方向的流量，从而提高网络效率。

　　投资收益的增加

　　当前，网络中两台路由器之间的连接，要求使用相同的物理端口。而真正的网络需求，由于网络层次的不同，路由器端口速率要求大不一样。接入层与汇聚层节点需要大量的GE和10GE端口，而骨干层则需要高速率的40G POS/OTN端口。

　　由于连接需要，同一台路由器上的高低速率板卡往往混合配置。接入层节点配置高速率卡板，造成投资浪费；骨干层节点配置低速率卡板，降低槽位效率；维护需要配置所有高低速率备板，导致运维管理成本增加。

　　cOTN与MC-LB技术使得路由器之间以不同物理端口连接成为可能，接入层路由器以GE接口与骨干层路由器的40G OTN接口直连，化解了现实需要与技术不足的矛盾，大大提升路由器连接的灵活性。cOTN与MC-LB技术使各层网络节点的配置端口归一化，降低了维护复杂程度与备件费用，提升了投资收益。

　　端到端的OAM

　　骨干网络往往跨越数千公里，设备级的运维管理远远不能满足端到端业务要求。在IP与光的骨干网络中，承载的业务跨越距离长，涉及设备的种类与数量多，因此链路故障的快速定位和有效保护显得更为重要。MC-LB方案通过cOTN技术，将光层OAM（Operation，Administration and Maintenance）的优越性延伸到IP设备上，轻松实现了业务的端到端可管可控。网络故障逐段排查、多部门协作才能定位的历史将一去不复返。

　　网络融合的商业思维

　　通信行业已由高利润行业转变为竞争激烈的微利行业，网络运营的投资收益已成为重要也是运营商关心的话题。

　　迎合市场，成就用户

　　当前，很多运营商由于业务发展迅速，导致网络层次过多。由于网络架构的不合理，网络越扩容，非营利性带宽的比重越大。网络结构扁平化，减少中转端口数量，提升营利性带宽比率，已成为运营商网络优化工作的重心。

　　cOTN与MC-LB方案非常适用于网络结构改造，可以解决由于网络结构变化带来的连接方向增多、流量细化等问题。通过某运营商骨干网络的流量分析，我们得知，与普通方案相比，cOTN与MC-LB可使路由器与传输设备节省30－50%的端口数，大大降低运营商的建设成本。

　　海外有很多运营商以VPN等高价值业务为主的精细化运营，同时又兼营Internet等其他业务。这类运营商的特点是将多种不同业务运营于同一张物理网络上，由于业务的属性不同，又需要根据业务来规划不同的网络架构。

　　cOTN与MC-LB的特点匹配了这种需求，能够实现逻辑网络与物理网络的分离，不同业务采用不同的路径来承载。很多运营商非常认可cOTN与MC-LB方案带来的价值，可以大大降低网络建设的TCO，并增强了网络的可维护性。

　　兼容并蓄，简单易用

　　在FMC时代，由于网络融合和业务融合，网络设备互动更为紧密，各厂家的设备互联要求其技术的开放性和接口的标准性。因此，新技术的应用必须考虑现网的兼容、其他厂家设备的兼容等问题，以保护网络建设的投资，实现技术方案的平滑过渡。

　　cOTN与MC-LB方案通过路由器接口的通道化与光网络互动，对光设备没有任何新特性要求，只要满足OTN标准的光设备都可以与实施该方案的路由器连接，充分保证了光网络设备的开放性。

　　端口可灵活配置的特点，确保了新技术设备与其他厂家老设备的兼容。一方面，在采用MC-LB技术的路由器之间连接时，可以充分发挥该方案带来的价值；另一方面，对没有采用该技术的路由器又可以完全对接，实现兼容。

　　尽管MC-LB方案充分发挥了IP设备与光设备的协同优势，但却并不依赖于GMPLS等实现较为复杂的协议，同时该方案也适应未来网络的发展，一旦GMPLS成熟应用，将会利用其优势，增强灵活性和易操作性。

　　值得一提的是，IP网络是路由驱动的智能网络，任何路由协议的改变都会对现有网络造成很大的影响，增加部署难度。而MC-LB技术是通过物理链路层的方法来实现的，不会对路由协议造成任何影响，因此非常容易在现有的IP网络上部署，不需要改变路由策略。