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【視角】淺談廣電寬帶網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的一些重點工作和經(jīng)驗體會

淺談廣電寬帶網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的一些重點工作和經(jīng)驗體會
蔣永華 | 陳崢
四川省有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)股份有限公司
龍泉驛分公司
摘要:文本主要介紹了龍泉廣電網(wǎng)絡(luò)分公司在開展網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作過程中的一些經(jīng)驗和體會,并針對現(xiàn)有廣電網(wǎng)絡(luò)的運營管理和業(yè)務(wù)體驗優(yōu)化提出了一些思路和方法,對影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶體驗的重點問題進行了分析歸類和總結(jié),為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化這一長期和系統(tǒng)的工作提供一些經(jīng)驗。 

引言
隨著廣電寬帶提速和高清點播業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)端到端的承載質(zhì)量和用戶端的業(yè)務(wù)體驗已經(jīng)成為廣電網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)發(fā)展和企業(yè)經(jīng)營最為重要的一個課題。如何為寬帶用戶提供高帶寬、質(zhì)量穩(wěn)定可靠的寬帶業(yè)務(wù)體驗,如何將網(wǎng)絡(luò)具備端到端的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量保證(Qos)是一個系統(tǒng)化的工程,而網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是這個系統(tǒng)工程中十分重要的一個環(huán)節(jié),也是一項長期工作。文本主要根據(jù)龍泉廣電分公司在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中的一些經(jīng)驗和體會,以及優(yōu)化管理模式和優(yōu)化機制流程建立方面所做的一些探索和嘗試進行闡述,希望為廣電行業(yè)提供一些有益的思路和經(jīng)驗分享,為廣電行業(yè)的快速發(fā)展、提質(zhì)增效提供一些幫助。

 


一、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀與存在的問題
1. 城域網(wǎng)
優(yōu)化前龍泉廣電網(wǎng)絡(luò)城域網(wǎng)主要采用愛立信SE1200設(shè)備作為寬帶上網(wǎng)的業(yè)務(wù)終結(jié)和流量匯聚收斂,通過SE1200對各個分前端機房的匯聚交換機所承載的寬帶業(yè)務(wù)流量進行匯集,并通過中繼鏈路對接核心路由器NE40,再有NE40轉(zhuǎn)發(fā)至城域網(wǎng)出口。高清點播業(yè)務(wù)由思科的7609核心交換機進行流量匯聚和業(yè)務(wù)收斂,終結(jié)二層,,起三層模式中繼到NE40,完成DHCP,實現(xiàn)高清點播業(yè)務(wù)。主要問題是承載網(wǎng)核心網(wǎng)面存在環(huán)狀結(jié)構(gòu),且業(yè)務(wù)流向和路由較為復雜,跳數(shù)較多,存在路由迂回,不符合網(wǎng)絡(luò)扁平化方向。思科7609交換機所帶業(yè)務(wù)較多,身兼三職:LAN專線路由器、以太網(wǎng)二層匯聚交換機、三層匯聚層路由器,三層轉(zhuǎn)發(fā)性能不足,CPU負荷較重,接入端口密度低,可擴展性差,業(yè)務(wù)功能較弱,,需要進行替換升級;部分設(shè)備使用年限較久,由于已經(jīng)停產(chǎn),售后無法保證。優(yōu)化前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示:               
                             
當前城域網(wǎng)的技術(shù)解決方案及分類方法很多。隨著電信技術(shù)的不斷發(fā)展,各種業(yè)務(wù)類型越來越多,業(yè)務(wù)融合也成為大勢所趨。分組和寬帶作為業(yè)務(wù)融合的技術(shù)基礎(chǔ)和基本特征,使得分組化的網(wǎng)絡(luò)融合成為必由之路。

2. 接入網(wǎng)
    龍泉廣電寬帶接入網(wǎng)主要采用PON+LAN方式實現(xiàn)客戶接入。部分接入交換機使用年限較久,百兆上聯(lián)口存在瓶頸,整機的端口數(shù)和轉(zhuǎn)發(fā)能力無法跟上帶寬需求和業(yè)務(wù)流量增長,存在網(wǎng)絡(luò)瓶頸,需要進行優(yōu)化升級。部分ONU也存在性能瓶頸,影響上網(wǎng)體驗,需要優(yōu)化升級。部分小區(qū)和光節(jié)點存在ONU和接入交換機所帶用戶過多問題,需要進行光節(jié)點裂化,同時存在箱體較亂,設(shè)備放置不規(guī)范,走線較亂,部分網(wǎng)線需要升級的情況。

 


二、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化思路與目標
城域網(wǎng)優(yōu)化主要為了提升用戶使用各類寬帶業(yè)務(wù)的體驗,提升網(wǎng)絡(luò)端到端的承載能力。寬帶網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求以互聯(lián)網(wǎng)接入為主,提供互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)業(yè)務(wù),對于在網(wǎng)絡(luò)上承載的其他業(yè)務(wù),同時提供標清點播互動、高清點播互動、4K高清點播互動業(yè)務(wù)、大客戶專線接入業(yè)務(wù)。為了保證各種業(yè)務(wù)的正常運行,分別從城域網(wǎng)和接入網(wǎng)兩方面入手。城域網(wǎng)的包括互聯(lián)網(wǎng)在城域范圍內(nèi)的延伸和IP承載網(wǎng)在城域范圍內(nèi)的延伸,既要考慮普通寬帶業(yè)務(wù)接入,又要考慮一些高價值業(yè)務(wù)的接入,需要保證不同業(yè)務(wù)的高速轉(zhuǎn)發(fā)與大帶寬承載。寬帶接入網(wǎng)覆蓋范圍廣、設(shè)備種類多,投資及維護成本都較大,如何保證網(wǎng)絡(luò)的合理部署,保證網(wǎng)絡(luò)的安全可靠,保證不同業(yè)務(wù)的QoS水平及業(yè)務(wù)的分流都是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化急需解決的問題。

1. 城域網(wǎng)
網(wǎng)絡(luò)層次清晰:通過二三層網(wǎng)絡(luò)分離,構(gòu)建物理和邏輯層次清晰的三層路由網(wǎng)絡(luò)(城域骨干網(wǎng))和二層接入網(wǎng)路(寬帶接入網(wǎng))
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化:通過城域骨干網(wǎng)的大容量、少節(jié)點,寬帶接入網(wǎng)的廣覆蓋,減少IP城域網(wǎng)的物理和邏輯級聯(lián)級數(shù)
網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差異化:通過在IP城域網(wǎng)部署區(qū)分服務(wù)機制,為不同用戶和不同業(yè)務(wù)提供不同Qos等級的差異化服務(wù)。
管理控制集中化:寬帶接入路由器(BRAS)和業(yè)務(wù)路由器(SR)構(gòu)建清晰的業(yè)務(wù)接入控制層,實現(xiàn)集中的業(yè)務(wù)提供和控制;同時加強全省集中的認證計費和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)建設(shè),提高網(wǎng)絡(luò)的可管理性,實現(xiàn)電信級的業(yè)務(wù)支撐和網(wǎng)絡(luò)管理。
設(shè)備要求規(guī)范化:制定并完善設(shè)備規(guī)范,明確新增網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持IP城域網(wǎng)業(yè)務(wù)開展所需功能、性能、管理和互通性等要求,確保未來網(wǎng)絡(luò)對業(yè)務(wù)的支撐。
 
2. 接入網(wǎng)
確保接入網(wǎng)(PON口及以下)能夠承載夠的用戶接入帶寬:用戶接入速率滿足20M-50M速率帶寬,網(wǎng)絡(luò)測速達標。
能夠承載4K高清點播業(yè)務(wù),長時間點播或回放業(yè)務(wù)質(zhì)量穩(wěn)定。
具備綜合多業(yè)務(wù)承載能力:基于端口或者VLAN的差異化Qos等級配置能力。
接入網(wǎng)維護具備相關(guān)的維護規(guī)程和責任分工界面,各類問題的維護職責及接口清晰。
各維護方相關(guān)工作內(nèi)容、巡檢機制、采樣與優(yōu)化測試模板完備。
建立長效的維護機制和考核方法,接入網(wǎng)的設(shè)備監(jiān)控與流量監(jiān)控手段齊全。

 


三、優(yōu)化方案與優(yōu)化實施
1. 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的方法流程
確定目標—>收集信息—>分析—>方案設(shè)計—>實施并度量—>持續(xù)優(yōu)化
優(yōu)化目標:確定優(yōu)化目標
收集信息:收集業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)的信息
分      析: 對網(wǎng)絡(luò)進行端到端的分析
方案設(shè)計:設(shè)計優(yōu)化方案
實施并度量:業(yè)務(wù)無間斷或影響很小時實施優(yōu)化方案,并收集信息
持續(xù)改進: 對網(wǎng)絡(luò)長期跟蹤監(jiān)控,持續(xù)優(yōu)化
提供服務(wù)的方式:駐地式項目方式
 
2. 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的數(shù)據(jù)采集關(guān)鍵項
接入網(wǎng)優(yōu)化測試采集數(shù)據(jù)
Ping測試數(shù)據(jù)
網(wǎng)絡(luò)測速數(shù)據(jù)
4K高清點播測試結(jié)果與在線視頻的觀看結(jié)果
VLAN數(shù)據(jù)采集
MAC地址記錄
光信號質(zhì)量數(shù)據(jù)
接入網(wǎng)優(yōu)化測試與數(shù)據(jù)采集過程如下圖所示


用SmartBit進行端到端打流與壓力測試,分析評估網(wǎng)絡(luò)端到端承載質(zhì)量與4K高清點播業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)能力,并根據(jù)測試結(jié)果進行相應(yīng)優(yōu)化,端到端SmartBit打流如下圖所示:


城域網(wǎng)采集測試數(shù)據(jù)
用戶至A的時延、抖動及丟包率
用戶至B的時延、抖動及丟包率
用戶至C的時延、抖動及丟包率
用戶訪問常用網(wǎng)站的訪問速度
用戶至G的時延、抖動及丟包率
用戶至M的時延、抖動及丟包率
用戶訪問常用網(wǎng)站的訪問速度
機房設(shè)備動態(tài)指標采集
端到端流量參數(shù)采集
設(shè)備配置的采集

測試和分析方法詳見下圖 

3. 建立優(yōu)化的相關(guān)機制、標準模板,以及優(yōu)化三方工作流程
1)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化項目故障流轉(zhuǎn)記錄單
2)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化項目實施進度安排表
3)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備巡檢報告模板
4)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化項目節(jié)點信息記錄表
5)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化項目策劃書
優(yōu)化工作機制建立如下圖所示:

優(yōu)化項目組工作過程中各自工作內(nèi)容與分工界面如下圖所示

4. 網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整
構(gòu)建城域網(wǎng)業(yè)務(wù)承載扁平化架構(gòu),ASR9010和中心7609均作為多業(yè)務(wù)邊緣(MSE)覆蓋不同區(qū)域,承載該區(qū)域的各類寬帶上網(wǎng)、高清點播、專線接入業(yè)務(wù),網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單清晰,網(wǎng)絡(luò)層級扁平,利于后期的維護管理,網(wǎng)絡(luò)擴容和升級較為平滑,網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)清晰。

優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如下圖所示:



四、優(yōu)化主要成果與效果


城域網(wǎng)層面優(yōu)化的主要工作和解決的主要問題:
1. 網(wǎng)絡(luò)核心層設(shè)備進行了結(jié)構(gòu)調(diào)整,核心路由器到分前端機房均實現(xiàn)多光纖路由保護,通過鏈路聚合模式實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)單鏈路隱患,極大提升了網(wǎng)絡(luò)安全性,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加合理,網(wǎng)絡(luò)健壯性得到提升。
2. 更換部分核心設(shè)備,實現(xiàn)了核心設(shè)備的處理能力的提升。
3. 對全網(wǎng)核心層及匯聚層設(shè)備進行了全面的配置核查、設(shè)備狀態(tài)檢測、端口流量分析、異常流暢抓包分析
4. 關(guān)閉不必要的配置(關(guān)閉路由器和交換機中不必要的服務(wù)如,finger,bootp,http和源路由功能)
5. 打開密碼標記(讓密碼以密文方式出現(xiàn))
6. 設(shè)備LOG和Debug時間標記(為方便排錯和日志和管理,需要將LOG和Debug的信息做上時間標記)
7. 配置Console和VTP登陸控制(設(shè)置認證和超時選項)
8. 限制遠程登陸的范圍(使用ACCESS-list限制登陸主機的源地址,配置定義訪問控制列表和應(yīng)用訪問控制列表)。
9. 配置特權(quán)等級
10. 設(shè)置NTP(為保證全網(wǎng)設(shè)備時鐘同步,需在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上建立主備的NTP服務(wù)器)
11. 部分設(shè)備存在冗余配置
12. 在短時間內(nèi)有大量協(xié)議報文從上聯(lián)端口進入該匯聚交換機,但是該匯聚交換機上未有任何組播相關(guān)配置,屬于錯誤報文,所以需要對透傳以下組播協(xié)議報文的這些vlan進行自上而下的檢查
13. SNMP協(xié)議報文協(xié)議報文沖擊CPU,超出了其處理限制,控制網(wǎng)管服務(wù)器端Mib采集發(fā)送頻率和數(shù)量,減少設(shè)備壓力
 
接入網(wǎng)層面優(yōu)化的主要工作和解決的主要問題:
   接入網(wǎng)優(yōu)化共移交優(yōu)化項目組33個項目,涉及用戶數(shù)約2.34萬戶,光機數(shù)預計1048臺,預計接入交換機局端1781臺,按照項目組要求實際抽樣測試數(shù)占接入設(shè)備數(shù)比例不低于20%。共流轉(zhuǎn)故障單8單,共完成6單,測試不合格需優(yōu)化數(shù)量占比17.5%,均完成優(yōu)化及整治。 同時,對部分存在網(wǎng)絡(luò)瓶頸的小區(qū)進行了劣化擴容,主要是將百兆ONU更換為千兆ONU,百兆網(wǎng)線換千兆網(wǎng)線;原8口及16口百兆交換機更換為26口千兆交換機;對于業(yè)務(wù)流量較大的光節(jié)點所在交換機裂變及流量均衡調(diào)整;將部分小區(qū)單元的多層樓棟將ONU個數(shù)增至2個,以確保ONU下只有1級接入交換機

經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后,龍泉廣電的網(wǎng)絡(luò)承載能力和用戶寬帶業(yè)務(wù)體驗有了明顯提升,從現(xiàn)網(wǎng)流量監(jiān)測來看,經(jīng)過優(yōu)化的區(qū)域上行流量均有不同程度的提升,晚高峰流量增長率達到20%以上,用戶使用大帶寬業(yè)務(wù)的時間明顯增加,提升了用戶感知,增加了用戶在網(wǎng)粘性;與此同時,各小區(qū)的用戶投訴率得到了有效降低,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的效果十分明顯,優(yōu)化前后小區(qū)投訴數(shù)量對比如下圖所示:



結(jié)束語

    通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作,調(diào)整了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)流量流向,理順了日常維護優(yōu)化的工作機制流程,同時開展接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和線路的整治與清查,解決了影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的瓶頸,疏通管道最后一公里,較大的改善了網(wǎng)絡(luò)的承載能力和端到端業(yè)務(wù)質(zhì)量,用戶體驗得到有效提升,有利的支持了寬帶業(yè)務(wù)的開展,為廣電寬帶戰(zhàn)略和三網(wǎng)融合目標提供了有力的支撐。
 


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