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保障城域网路由器网络层可靠性技术分析

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宽带业务快速发展，给传统电信业和IT业带来了深刻的变革 。多业务、多网络的融合已经成为不可逆转的趋势 。宽带城域网作为城域网内的主要网络实体将成为3G、NGN以及其它新兴增值业务的承载平台 。
3G、NGN这类实时的语音和视频应用，要求城域网提供服务质量保证和类似于传统电信技术99.999％的电信级网络可靠性要求 。同时，激烈的竞争也推动运营商向客户提供类似SLA有服务质量保证的服务，网络可靠性是其中的首要也是最重要的指标 。通过提高网络的可靠性，运营商可以通过提供差别化的服务，在运营商之间的竞争中占居有利的地位，进一步树立和巩固企业的品牌形象 。
城域网路由器的可靠性体现在以下两个方面，一个是设备层的可靠性，另一个是网络层的可靠性 。网络可靠性是城域网路由器可靠性保障的一个重要内容，由于传统的路由器协议收敛比较慢（IGP在秒级，BGP在分钟级），不能满足承载实时业务的需求 。网络可靠性也是城域网路由器新技术比较活跃的领域 。
【保障城域网路由器网络层可靠性技术分析】目前新出现的网络层可靠性技术主要有IP路由快速收敛、端到端LSP备份、MPLS快速重路由、平稳重启等 。
IP路由快速收敛
IP动态路由是最基本的网络层可靠性保障机制，是IP路由网络与生俱来的功能 。IP动态路由协议负责进行网络层IP转发路径计算，在链路或者节点发生故障导致原数据转发路径中断时，路由协议对数据转发路径进行动态重新计算，虽然各种路由协议通过采用不同的机制，其响应时间有差别，但是平均水平在秒一级 。对于传统IP业务这个恢复时间可以接受，但是对于承载实时业务等多业务的电信级IP网来说要求毫秒级恢复响应时间，传统IP动态路由技术和这一要求有很大差距 。
在传统路由协议的基础上，进行改进可以缩短IP路由协议的故障响应时间，这些措施主要是加快路由协议的收敛 。加快路由协议收敛速度可以分为链路故障检测、路由重计算、路由信息更新等几个方面考虑 。通过加快链路之间Hello消息的发送频率，加快SPF计算速度和为路由更新消息设定高优先级，路由协议可以快速发现、处理故障，并且准确快速地进行路由更新，加快路由协议的收敛，通过优化IGP路由协议可以实现小于1s的收敛 。
另一种加快路由协议收敛的方法是采用IGP和EGP对网络进行合理的层次规划，IGP进行域内设备的路由，EGP（BGP4）承载外部路由，两种路由之间进行有效隔离，不相互进行重分配 。IGP和BGP的合理分工，形成了一个层次化的路由结构，域内和域间路由协议的收敛相互独立，互不影响，可以实现最快速度收敛 。
LSP保护切换
保护切换是ITU－T采用的术语，保护切换技术对于提高MPLS网络的可用性和稳定性具有要害意义 。保护切换一般对受保护LSP路由的预计算和资源的预分配，所以可以保证在LSP连接失效或者中断后可以快速重新获得网络资源 。
目前技术的发展只可以支持对点到点LSP的保护切换，保护可以采用两种方式：1＋1保护和1：1保护 。
1＋1保护使用一条专用的备份LSP作为主LSP保护，在IngressLSR处，主LSP和备份LSP桥接在一起，主LSP上的流量复制到备份LSP上同时传送到EgressLSR，EgressLSR根据故障指示参数的取值，选择接收主备LSP上的流量 。
1：1保护时也使用专用的备份LSP作为主LSP的保护，但是主备LSP不同时传送相同的流量，备份LSP在主LSP工作正常的前提下可以传送其它流量，流量的保护切换裁决在IngressLSR进行 。
MPLS快速重路由（FRR）
为了满足诸如像视频会议电视这一类业务的实时应用，必须对这些流量提供类似于传统SDHAPS毫秒级的LSP保护能力 。

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