【視角】淺談廣電寬帶網(wǎng)絡優(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)絡分公司在開展網(wǎng)絡優(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)絡的運營管理和業(yè)務體驗優(yōu)化提出了一些思路和方法，對影響網(wǎng)絡質(zhì)量和用戶體驗的重點問題進行了分析歸類和總結，為網(wǎng)絡優(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)務的快速發(fā)展，網(wǎng)絡端到端的承載質(zhì)量和用戶端的業(yè)務體驗已經(jīng)成為廣電網(wǎng)絡業(yè)務發(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)務體驗，如何將網(wǎng)絡具備端到端的網(wǎng)絡質(zhì)量保證（Qos）是一個系統(tǒng)化的工程，而網(wǎng)絡優(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)絡城域網(wǎng)主要采用愛立信SE1200設備作為寬帶上網(wǎng)的業(yè)務終結和流量匯聚收斂，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轉發(fā)至城域網(wǎng)出口。高清點播業(yè)務由思科的7609核心交換機進行流量匯聚和業(yè)務收斂，終結二層，,起三層模式中繼到NE40，完成DHCP，實現(xiàn)高清點播業(yè)務。主要問題是承載網(wǎng)核心網(wǎng)面存在環(huán)狀結構，且業(yè)務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)絡扁平化方向。思科7609交換機所帶業(yè)務較多，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)務功能較弱，,需要進行替換升級；部分設備使用年限較久，由于已經(jīng)停產(chǎn)，售后無法保證。優(yōu)化前的網(wǎng)絡結構如下圖所示：

當前城域網(wǎng)的技術解決方案及分類方法很多。隨著電信技術的不斷發(fā)展，各種業(yè)務類型越來越多，業(yè)務融合也成為大勢所趨。分組和寬帶作為業(yè)務融合的技術基礎和基本特征，使得分組化的網(wǎng)絡融合成為必由之路。

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)和轉發(fā)能力無法跟上帶寬需求和業(yè)務流量增長，存在網(wǎng)絡瓶頸，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)務的體驗，提升網(wǎng)絡端到端的承載能力。寬帶網(wǎng)的業(yè)務需求以互聯(lián)網(wǎng)接入為主，提供互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)業(yè)務，對于在網(wǎng)絡上承載的其他業(yè)務，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、大客戶專線接入業(yè)務。為了保證各種業(yè)務的正常運行，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)務接入，又要考慮一些高價值業(yè)務的接入，需要保證不同業(yè)務的高速轉發(fā)與大帶寬承載。寬帶接入網(wǎng)覆蓋范圍廣、設備種類多，投資及維護成本都較大，如何保證網(wǎng)絡的合理部署，保證網(wǎng)絡的安全可靠，保證不同業(yè)務的QoS水平及業(yè)務的分流都是網(wǎng)絡優(yōu)化急需解決的問題。

1. 城域網(wǎng)

網(wǎng)絡層次清晰：通過二三層網(wǎng)絡分離，構建物理和邏輯層次清晰的三層路由網(wǎng)絡（城域骨干網(wǎng)）和二層接入網(wǎng)路（寬帶接入網(wǎng)）

網(wǎng)絡結構扁平化：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)絡質(zhì)量差異化：通過在IP城域網(wǎng)部署區(qū)分服務機制，為不同用戶和不同業(yè)務提供不同Qos等級的差異化服務。

管理控制集中化：寬帶接入路由器（BRAS）和業(yè)務路由器（SR）構建清晰的業(yè)務接入控制層，實現(xiàn)集中的業(yè)務提供和控制；同時加強全省集中的認證計費和網(wǎng)絡管理系統(tǒng)建設，提高網(wǎng)絡的可管理性，實現(xiàn)電信級的業(yè)務支撐和網(wǎng)絡管理。

設備要求規(guī)范化：制定并完善設備規(guī)范，明確新增網(wǎng)絡設備支持IP城域網(wǎng)業(yè)務開展所需功能、性能、管理和互通性等要求，確保未來網(wǎng)絡對業(yè)務的支撐。

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)絡測速達標。

能夠承載4K高清點播業(yè)務，長時間點播或回放業(yè)務質(zhì)量穩(wěn)定。

具備綜合多業(yè)務承載能力：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)絡優(yōu)化的方法流程

確定目標—>收集信息—>分析—>方案設計—>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、網(wǎng)絡的信息

分析：對網(wǎng)絡進行端到端的分析

方案設計：設計優(yōu)化方案

實施并度量：業(yè)務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)絡長期跟蹤監(jiān)控，持續(xù)優(yōu)化

提供服務的方式：駐地式項目方式

2. 網(wǎng)絡優(yōu)化的數(shù)據(jù)采集關鍵項

接入網(wǎng)優(yōu)化測試采集數(shù)據(jù)

Ping測試數(shù)據(jù)

網(wǎng)絡測速數(shù)據(jù)

4K高清點播測試結果與在線視頻的觀看結果

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)絡端到端承載質(zhì)量與4K高清點播業(yè)務的網(wǎng)絡能力，并根據(jù)測試結果進行相應優(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

機房設備動態(tài)指標采集

端到端流量參數(shù)采集

設備配置的采集

測試和分析方法詳見下圖：

3. 建立優(yōu)化的相關機制、標準模板，以及優(yōu)化三方工作流程

1）網(wǎng)絡優(yōu)化項目故障流轉記錄單

2）網(wǎng)絡優(yōu)化項目實施進度安排表

3）網(wǎng)絡設備巡檢報告模板

4）網(wǎng)絡優(yōu)化項目節(jié)點信息記錄表

5）網(wǎng)絡優(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)絡總體結構的優(yōu)化調(diào)整

構建城域網(wǎng)業(yè)務承載扁平化架構，ASR9010和中心7609均作為多業(yè)務邊緣（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，網(wǎng)絡結構簡單清晰，網(wǎng)絡層級扁平，利于后期的維護管理，網(wǎng)絡擴容和升級較為平滑，網(wǎng)絡總體結構清晰。

優(yōu)化后的網(wǎng)絡拓撲結構如下圖所示：

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)絡核心層設備進行了結構調(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)絡單鏈路隱患，極大提升了網(wǎng)絡安全性，網(wǎng)絡結構更加合理，網(wǎng)絡健壯性得到提升。

2. 更換部分核心設備，實現(xiàn)了核心設備的處理能力的提升。

3. 對全網(wǎng)核心層及匯聚層設備進行了全面的配置核查、設備狀態(tài)檢測、端口流量分析、異常流暢抓包分析

4. 關閉不必要的配置（關閉路由器和交換機中不必要的服務如，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用訪問控制列表）。

9. 配置特權等級

10. 設置NTP(為保證全網(wǎng)設備時鐘同步，需在網(wǎng)絡設備上建立主備的NTP服務器)

11. 部分設備存在冗余配置

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)管服務器端Mib采集發(fā)送頻率和數(shù)量，減少設備壓力

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)占接入設備數(shù)比例不低于20%。共流轉故障單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)絡優(yōu)化后，龍泉廣電的網(wǎng)絡承載能力和用戶寬帶業(yè)務體驗有了明顯提升，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：

結束語

通過網(wǎng)絡優(yōu)化工作，調(diào)整了網(wǎng)絡結構，優(yōu)化了網(wǎng)絡流量流向，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)絡設備和線路的整治與清查，解決了影響網(wǎng)絡質(zhì)量的瓶頸，疏通管道最后一公里，較大的改善了網(wǎng)絡的承載能力和端到端業(yè)務質(zhì)量，用戶體驗得到有效提升，有利的支持了寬帶業(yè)務的開展，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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