【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

文化龍鄉(xiāng) 2016-12-17

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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(yùn)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(jìn)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(jī)制流程建立方面所做的一些探索和嘗試進(jìn)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(jī)房的匯聚交換機(jī)所承載的寬帶業(yè)務(wù)流量進(jìn)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(jī)進(jìn)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(fù)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(jī)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(jī)、三層匯聚層路由器，三層轉(zhuǎn)發(fā)性能不足，CPU負(fù)荷較重，接入端口密度低，可擴(kuò)展性差，業(yè)務(wù)功能較弱，,需要進(jìn)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(dāng)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(jī)使用年限較久，百兆上聯(lián)口存在瓶頸，整機(jī)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(jìn)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(jī)所帶用戶過多問題，需要進(jìn)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(biāo)

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(biāo)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(yùn)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(hù)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(jī)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(qiáng)全省集中的認(rèn)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(dá)標(biāo)。

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(hù)具備相關(guān)的維護(hù)規(guī)程和責(zé)任分工界面，各類問題的維護(hù)職責(zé)及接口清晰。

各維護(hù)方相關(guān)工作內(nèi)容、巡檢機(jī)制、采樣與優(yōu)化測試模板完備。

建立長效的維護(hù)機(jī)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(biāo)—>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(biāo)：確定優(yōu)化目標(biāo)

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(jìn)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(jìn)：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(jìn)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(jìn)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(jī)房設(shè)備動態(tài)指標(biāo)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(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jī)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(hù)管理，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)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?fù)浣Y(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(jìn)行了結(jié)構(gòu)調(diào)整，核心路由器到分前端機(jī)房均實現(xiàn)多光纖路由保護(hù)，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(jìn)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(jī)中不必要的服務(wù)如，finger，bootp,http和源路由功能）

5. 打開密碼標(biāo)記（讓密碼以密文方式出現(xiàn)）

6. 設(shè)備LOG和Debug時間標(biāo)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(biāo)記）

7. 配置Console和VTP登陸控制（設(shè)置認(rèn)證和超時選項）

8. 限制遠(yuǎn)程登陸的范圍（使用ACCESS-list限制登陸主機(jī)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(jìn)入該匯聚交換機(jī)，但是該匯聚交換機(jī)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(jìn)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(jī)數(shù)預(yù)計1048臺，預(yù)計接入交換機(jī)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(jìn)行了劣化擴(kuò)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(jī)更換為26口千兆交換機(jī)；對于業(yè)務(wù)流量較大的光節(jié)點所在交換機(jī)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(jī)

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(dá)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(hù)優(yōu)化的工作機(jī)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(biāo)提供了有力的支撐。

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