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論鏈路聚合在IP城域網(wǎng)優(yōu)化過程中的利與弊

2020-12-13 14:55
電子元器件與信息技術(shù) 2020年12期

(中國(guó)聯(lián)通山西省運(yùn)城市分公司,山西 運(yùn)城 044000)

0 引言

在寬帶城域網(wǎng)中,隨著設(shè)備性能和維護(hù)技術(shù)的提高,鏈路聚合技術(shù)被廣泛應(yīng)用接入層和匯聚層鏈路優(yōu)化。鏈路聚合在增加鏈路帶寬、實(shí)現(xiàn)鏈路備份和負(fù)載冗余、節(jié)約IP資源等方面是一項(xiàng)很重要的技術(shù)[1]。

1 研究背景

鏈路聚合(Link Aggregation),是指將多個(gè)物理端口捆綁在一起,成為一個(gè)邏輯端口,以實(shí)現(xiàn)出、入流量在各成員端口中的負(fù)荷分擔(dān),交換機(jī)根據(jù)用戶配置的端口負(fù)荷分擔(dān)策略決定報(bào)文從哪一個(gè)成員端口發(fā)送到對(duì)端的交換機(jī)。當(dāng)交換機(jī)檢測(cè)到其中一個(gè)成員端口的鏈路發(fā)生故障時(shí),就停止在此端口上發(fā)送報(bào)文,并根據(jù)負(fù)荷分擔(dān)策略在剩下鏈路中重新計(jì)算報(bào)文發(fā)送的端口,故障端口恢復(fù)后再次重新計(jì)算報(bào)文發(fā)送端口[2]。

同時(shí),鏈路聚合技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中,同時(shí)使用了Link Aggregation Control Protocol(鏈路聚合控制協(xié)議)來進(jìn)行兩側(cè)端口的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)了故障端口的自動(dòng)關(guān)閉,避免了環(huán)路發(fā)生,這讓人們對(duì)鏈路聚合的應(yīng)用前景充滿了期待,以至于都認(rèn)為一個(gè)鏈路聚合組可以無限制地添加鏈路成員,無限制地?cái)U(kuò)容帶寬。

2 案例呈現(xiàn)

2018年9月7日運(yùn)城聯(lián)通數(shù)據(jù)機(jī)房對(duì)芮城三層匯聚交換機(jī)和BAS設(shè)備1槽位單板鏈路進(jìn)行鏈路匯聚后,在晚忙時(shí)出現(xiàn)大面積寬帶用戶投訴,經(jīng)查看故障定位為BAS設(shè)備匯聚鏈路組中1槽單板ACCESS容量超限,后將匯聚鏈路組成員7槽位鏈路與1槽鏈路互換,將1槽位調(diào)出匯聚鏈路組后故障恢復(fù)[3]。

事實(shí)上,每個(gè)廠家的BAS設(shè)備業(yè)務(wù)單板都存在ACCESS容量限制,BAS單板ACCESS容量到達(dá)極限引起用戶業(yè)務(wù)故障的情況也屢見不鮮。但是鏈路匯聚后,鏈路組帶寬是各條鏈路成員帶寬之和,ACCESS容量也應(yīng)該是鏈路成員容量的疊加,因此,其出現(xiàn)上述故障的原因必須予以關(guān)注。

我們查看TRUNK鏈路的ACCESS容量,卻發(fā)現(xiàn)鏈路聚合后的鏈路組ACCESS容量沒有疊加,還是保持單個(gè)單板的容量,而且是鏈路組中容量最小的單板容量,也就是說聚合后的鏈路組ACCESS容量遞減為鏈路組成員單板的最小容量。由此可見,鏈路聚合的代價(jià)是單板ACCESS容量的遞減,由此,針對(duì)這一問題我們對(duì)現(xiàn)網(wǎng)中鏈路聚合情況進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查。

3 鏈路聚合和ACCESS容量分析

現(xiàn)網(wǎng)中,BAS設(shè)備單板容量中有接入ACCESS數(shù)量和ARP數(shù)量?jī)煞N,因?yàn)锽AS設(shè)備單板ARP數(shù)量在現(xiàn)網(wǎng)使用很少,所以本文重點(diǎn)討論BAS單板ACCESS容量[4]。

以城域網(wǎng)華為BAS-ME60來的單板ACCESS容量數(shù)來說,單板ACCESS容量主要包括以下幾方面業(yè)務(wù):①在線寬帶用戶ACCESS數(shù);②在線IPTV用戶 ACCESS數(shù);③互通TR069業(yè)務(wù)ACCESS數(shù);④專線(VPN)ACCESS數(shù);⑤網(wǎng)管業(yè)務(wù)ACCESS數(shù)。其中,主要占用ACCESS數(shù)的為寬帶用戶ACCESS數(shù)和互通TR069業(yè)務(wù)ACCESS數(shù)量。

3.1 不同單板鏈路聚合ACCESS容量分析

(1)兩塊容量均為3.2萬的版本50以下的不同單板鏈路匯聚后的ACCESS容量仍然為3.2萬,每塊單板用戶容量遞減為1.6萬。(2)兩塊ACCESS容量均為6.4萬的版本50以上的不同單板鏈路匯聚后的用戶容量仍然為6.4萬,每塊單板用戶容量遞減為3.2萬。(3)一塊版本50以下單板和50以上單板鏈路匯聚后用戶容量為3.2萬,即以小單板容量為準(zhǔn),可以理解為木桶效應(yīng)。

綜上,我們得出如下結(jié)論:①N個(gè)相同類型的不同單板進(jìn)行鏈路匯聚后,ACCESS容量會(huì)遞減為原容量的1/N(N為不同單板數(shù))。②N不同類型單板的不同單板進(jìn)行鏈路匯聚后,ACCESS容量為最小單板容量的1/N。③匯聚鏈路組的ACCESS容量會(huì)隨著不同單板數(shù)量N而遞減為1/N。

3.2 鏈路聚合后和鏈路組成員帶寬、ACCESS容量的綜合分析

為了實(shí)現(xiàn)鏈路聚合后的帶寬、負(fù)載分擔(dān)和ACCESS容量最佳組合,達(dá)到雙方的平衡,可以從以下幾個(gè)方面努力:①業(yè)務(wù)帶寬屬性分類。大帶寬占用:寬帶業(yè)務(wù)、IPTV業(yè)務(wù)、專線(VPN)業(yè)務(wù);小帶寬占用:TR069家庭網(wǎng)關(guān)業(yè)務(wù)、網(wǎng)管業(yè)務(wù)。②調(diào)整思維,試著把聚合鏈路組中不同鏈路備份調(diào)整為不同單板組成的鏈路組之間的備份,并且分流TR069小帶寬業(yè)務(wù)到小容量的單板組成的聚合鏈路組里,這樣做主要在于充分利用大容量單板的性能優(yōu)勢(shì),規(guī)避小容量單板的劣勢(shì)。③鏈路組之間的備份,將同一方向的業(yè)務(wù)流,使用相同單板鏈路組成的鏈路組形成備份,這樣既可以避免單板容量的1/N遞減,又可以達(dá)到業(yè)務(wù)帶寬疊加、鏈路備份、流量負(fù)載分擔(dān)的目的。并且保持同一鏈路組內(nèi)鏈路成員使用同一單板鏈路。

4 現(xiàn)網(wǎng)優(yōu)化分析結(jié)論

綜上論述,在現(xiàn)網(wǎng)中,由于BAS設(shè)備的單板數(shù)量有限,端口有限,新舊單板類型并存,加之OLT直連BAS后,業(yè)務(wù)來向非常多,要求的鏈路組數(shù)量也在增加,同一方向業(yè)務(wù)流實(shí)現(xiàn)鏈路組備份暫時(shí)不具備條件。因此,首先得考慮在不同類型、不同槽位的單板組成聚合鏈路組的鏈路優(yōu)化。

第一階段:消除隱患,將匯聚鏈路組中的鏈路成員逐步調(diào)整到同一類型單板,避免木桶效應(yīng)。如下TRUNK1中鏈路成員G1/0/0和G2/0/0槽均為3.2萬容量的單板,所以應(yīng)將其更換為6.4萬容量單板端口。

第二階段:最大限度的將鏈路組中的鏈路端口集中匯聚在兩塊以內(nèi)的單板上,降低一個(gè)鏈路組中不同單板端口的數(shù)量,將一個(gè)鏈路組成員所占單板數(shù)量由四個(gè)調(diào)整為兩個(gè)[5]。

第三階段:在設(shè)備單板充足的情況下,同一類型單板的匯聚鏈路組鏈路逐步調(diào)整為使用同一塊單板端口,同一業(yè)務(wù)方向建立兩個(gè)及以上的匯聚鏈路組進(jìn)行業(yè)務(wù)分流,并且將小帶寬的業(yè)務(wù)調(diào)整到小容量的單板上。

最后,要注意鏈路聚合中的鏈路條數(shù)最好為2的N次方,才能達(dá)到鏈路組中鏈路的均衡負(fù)載。即,2、4、8、16……。

5 結(jié)語(yǔ)

總之,最大限度發(fā)揮鏈路聚合的優(yōu)勢(shì),合理配置鏈路聚合是一個(gè)不斷探索的過程,每一項(xiàng)技術(shù)的推出都有它的優(yōu)勢(shì),但有利就有弊,怎樣利弊平衡,既能解決帶寬流量,又能發(fā)揮設(shè)備單板的最大性能,減少故障發(fā)生。這需要我們充分了解,悉心研究,合理規(guī)劃,并且不斷探索。