PTN6900设备特性组网保护原理介绍课件.ppt

省干PTN 6900设备特性、组网、保护原理介绍,前言,本课程介绍PTN框式设备PTN 6900的产品概述和LTE组网简介及保护特性,培训目标,学完本课程后，您应该能：了解PTN 6900设备的基本知识；了解PTN 6900设备的软硬件架构和系统特性；了解PTN 6900设备的组网简介。了解PTN 6900如何承载省干LTE业务了解PTN 6900承载LTE业务的保护方案,参考资料PTN 6900 产品描述,目 录,设备概述硬件架构和系统保护软件架构和系统特性LTE移动承载组网简介,产品名称,设备全称：PTN 6900 PTN系列分组传送平台PTN：Packet Transport Network,什么是PTN,网络位置示意图,PTN 6900-16设备概述,PTN 6900-16为一体化机箱设计，其主要组成部件均支持热插拔。子架尺寸：442mm*650mm*1420mm（32U）。强大的处理能力：PTN 6900-16有16个业务槽位，每个槽位可以支持双向100Gbps的能力。背板带宽：30Tbps。丰富的业务类型：支持CES业务、以太网业务、L3VPN业务和组播业务。丰富的接口类型：通道化STM-1接口，每槽位最多32口；支持E1，每槽位最多2016路；支持FE、GE和10GE，每槽位最多48个GE或者10个10GE。精确的同步：支持物理层时钟同步机制，提供外部时钟输入输出接口和设备内部系统时钟，并支持IEEE 1588v2时钟时间同步和1588 ACR时钟同步。,PTN 6900-16设备概述,分层的OAM：Tunnel OAM：基于MPLS OAM（Y.1711）或者MPLS-TP OAM，以及LSP ping和tracert；PW OAM：基于MPLS OAM（Y.1711）或者MPLS-TP OAM，以及PW VCCV和tracert；以太业务OAM：CC、LB和LT；以太端口OAM：物理链路的连通性检测。完善的设备级保护：Tunnel：1：1保护；PW：1：1保护；以太链路：LAG保护、板间LAG保护和框间MC-LAG保护；通道化STM-1：1+1线性复用段保护、1：1线性复用段保护和框间线性复用段保护；交叉单元：3+1备份；主控单元：1：1备份；电源：4+4备份。,CV：发送周期为1秒，通过LSP的源端节点发送、宿端节点接收的方式来进行LSP连通性检测。FFD：发送周期3.3/10/20/50/100/200/500毫秒，通过LSP的源端节点发送、宿端节点接收的方式来进行LSP连通性检测。BDI：后向缺陷通告,MPLS-TP OAM故障管理功能：CC（Continuity Check）连通性持续检测，3.3ms最小检测周期。CV（Connectivity Verification）转发故障持续检测，MEG名字、MEP ID和周期不一致。LB（Loopback Function）环回检测 RDI（Remote Defect Indication）远端缺陷通告 注：AIS、LCK和CSF都是测试特性。MPLS-TP OAM性能管理功能：LM（Loss Measurement）丢包率统计：单端丢包统计（按需，周期1s或者10s，支持每板128个；）双端丢包统计（持续，周期100ms 时支持每板128个；周期1s时每板512个；）DM（Delay Measurement）时延和时延抖动统计：单向时延和时延抖动统计（按需，周期1s或者10s，支持每板128个；）双向时延和时延抖动统计（持续，周期1s或者10s，支持每板128个；）,PTN 6900-16槽位分布图,提供主控单板：SLOT17和SLOT18，1：1备份；提供交叉和交换单板：SLOT19、SLOT20、SLOT21和SLOT22，3+1备份；提供16个业务单板槽位：SLOT1-SLOT16，可以插接MEPF100、MEPF50、EX10、EX8、EX5、EXL2和EG48等业务单板；上下槽位的业务单板反插，子卡槽位和端口编号的示意图如右。,4 3 2 1 04 3 2 1 0,4 3 2 1 04 3 2 1 0,PTN 6900-16 OA&M接口,主控单板上包含以下OA&M接口：,目 录,设备概述硬件架构和系统保护软件架构和系统特性LTE移动承载组网简介,PTN 6900-16,PTN 6900-16硬件架构和逻辑架构,数据平面：完成数据报文的高速处理和内部无阻塞交换。包括报文的封装与解封装、IPv4/IPv6/MPLS转发处理、QoS与调度处理、内部高速交换。控制管理平面：完成系统的控制管理功能，是整个系统的中枢神经系统。控制管理单元完成的功能包括协议和信令的处理、系统状态的配置与维护管理、系统状态报告与控制等。监控平面：独立完成系统的环境监控，包括电压检测、系统上下电控制、温度监测与风扇控制等，以保证系统的安全稳定运行，在出现单元故障的情况下及时隔离故障，保障系统其它部分的正常运行。,控制平面总体介绍,PTN 6900-16上的主控单元主要负责系统的控制和管理工作，包括路由计算、设备管理和维护、设备监控等。系统控制和管理核心作为系统控制和管理核心，实现系统控制平面的相关功能。详细描述如下：整个系统单板间的带外通信：主控板上集成了LAN Switch模块，为各单板提供板间的带外通信。完成XCS交叉板、MEP业务板间的控制、维护和交换消息。设备管理和维护功能：通过主控板对外提供的管理接口（如串口）来实现设备管理和维护等功能。数据配置功能：系统配置数据、启动文件、计费信息、升级软件、系统运行日志信息等均放在主控板上。保存数据：主控板上提供两个CF卡接口，作为海量存储设备用来保存数据文件。,控制平面总体介绍,系统时钟单元作为系统时钟单元，主控板向各个线路板提供高精度、高可靠性的SDH（Synchronous Digital Hierarchy）接口时钟信号。PTN 6900-16主控向下游设备提供3路2.048MHz的同步时钟信号,也可以接收外部2.048MHz或2.048Mbit/s时钟基准；系统维护单元主要实现收集系统监控信息，实现从远端或近端测试或在线升级系统各单元的功能。通过监控总线（Monitorbus）定期收集系统各单元运行数据。根据各单元运行状态产生控制信息，如检测各单板在位、风扇调速等。通过系统加载总线，实现从远端或近端对系统各单元进行测试或在线升级。可靠性主控板的主控模块、时钟模块、LAN Switch 模块均采用1:1热备份，提高了系统可靠性。主控板采用1:1冗余备份工作方式，SCA板之间相互进行状态监视，一旦主用主控板出现故障，备用主控板自动升级为主用。,交换网处理单元总体介绍,交叉和交换处理单元是PTN 6900-16的重要组成部件，负责业务板之间的数据交换。可靠性PTN 6900-16有四个交叉和交换处理单元，整个交叉和交换处理单元采用3+1备份方式。4个交叉和交换处理单元同时分担业务数据的处理工作，当有1个交叉和交换处理单元损坏或更换时，另外3个交叉和交换处理单元将自动分担其业务，保证业务数据不会中断，提高了系统可靠性。,目 录,设备概述硬件架构和系统保护软件架构和系统特性LTE移动承载组网简介,PTN 6900-16的软件总体架构,RPS（Routing Process System）是系统的控制管理模块，运行于主控板，主用主控板和备用主控板的RPS模块互为备份，主要完成IPv4/IPv6、MPLS等协议的运行，生成单播、组播和MPLS转发表，并将其下发至业务处理板。FSU（Forwarding Support Unit）运行于业务处理板，完成主控与业务处理板硬件之间的软件适配。EFU（Express Forwarding Unit）主要完成基于硬件的IPv4/IPv6转发、组播转发、MPLS转发和统计等功能。,PTN 6900-16 RPS&FSU软件结构,软件平台：包括接口管理、告警和性能管理、控制模块。接口管理模块：将来自不同类型终端的不同形式的命令，分解、转换成相同形式的内部命令。告警和性能管理模块：提供对当前告警的自动上报与查询、历史告警的存储与查询及性能事件上报。控制模块：提供统一的静态或动态MPLS标签分配机制；提供与动态业务创建相关的路由信令协议及选路算法；提供与传送平面邻居自动发现相关的协议。,PTN 6900-16 RPS&FSU软件结构,业务适配模块的功能包括：负责整个网元的配置管理，包括业务管理、资源管理、协议配置代理。提供QoS功能。分层的OAM功能，实现各个层面的故障检测和倒换。处理DCN通信报文，完成与网管和其他网元的通信。负责告警、性能的属性设置和查询。,PTN 6900-16 RPS&FSU软件结构,硬件差异屏蔽模块：将单板、PIC卡等系统部件的硬件差异、规格差异、能力差异、属性数据、流程差异等进行抽象，对外提供统一的添加、更新、删除和查询接口，使得业务适配模块不需要感知硬件的差异。设备管理模块：设备管理模块用来管理单板上所有硬件的驱动注册，以及单板、PIC卡的注册管理。硬件驱动提供基本的硬件平台内核和系统支撑，以及设备驱动。例如：单板驱动、卡驱动、器件驱动、日志管理等。,PTN 6900-16 软件大包构成,目前路由器是把所有单板的软件（包括单板软件，FPGA，大小系统（bios和基础bios）等，同时还有附带的paf&license文件）打包成.cc文件，区分设备形态（X3，X8X16，X1X2等）；在接口板，网板启动时自动从主控通过板间通信加载所需的单板软件。路由器目前只支持通过工具下载到主控CF卡中（具体参见DC升级指导书），不支持通过工具直接下载到接口板（业务板）；主用主控通过板间通信把大包传输到备用主控的CF卡上。,PTN 6900-16文件系统,目前V5版本对外可见的只有CF卡，主要存储大包和日志文件，补丁文件，配置文件，paf&license等一些系统文件。Bootrom，存储大小系统，对外不可见。Flash只存储本板的部分单板软件和内部数据，对外不体现。Nvram只存储内部数据，对外不体现。无CPU内存文件系统。启动大包默认在CF1上，也可以指定在CF2上，在设置启动大包时指定即可。,PTN 6900-16 EFU之间的转发流程,包处理引擎（PFE,Packet Forwarding Engines）完成报文高速查表转发功能。根据数据流方向，可以分为上行、下行两个流程。上行处理流程：报文经PIC卡（接口卡）打包成帧后，送给PFE。在入接口处理模块对链路层协议进行解析、识别报文类型，之后在上行流分类模块根据入接口的配置进行流分类，将调度优先级信息携带给TM（流量管理器）供调度使用。随后查转发表项进行转发，获得报文出口和下一跳。最后将查表获得的必要信息和报文一起送给TM。下行处理流程：在上行已经解析出报文类型，在下行根据报文类型和出接口类型进行链路层封装。之后根据出接口配置情况，可以针对出接口做流分类。最后在出接口处理模块，将新的二层头封装好，发给PIC。,业务承载,2G CES业务由TDM PW承载，通过端到端的静态PW或者MS-PW（中国移动当前不使用分段）传输；3G ATM业务由ATM PW承载，通过端到端的静态PW或者MS-PW传输；3G和LTE ETH业务由ETH PW承载，通过静态L2VPN+L3VPN传输；,目 录,设备概述硬件架构和系统保护软件架构和系统特性LTE移动承载组网简介4.1 转发4.2 配置4.3 保护4.4 DCN,LTE移动承载网,GE/10GE,本地网-L2,省干网-L3,无线接入,eNodeB,SGW/MME,本地网-L3,本地L2/L3 PTN,本地L3 PTN,省干地市L3 PTN,PTN P节点,接入PTN,上行：eNodeB发送ETH封装的IP报文，目的IP是MME/SGW的业务地址，接入PTN根据以太专线业务转发S1流量，按ETH PWE3封装，发往本地L2/L3 PTN。本地L2/L3 PTN使用L2VE终结专线业务，再通过L3VE接口进行L3VPN转发至本地L3 PTN。本地L3 PTN通过UNI口将S1流量转发至省干地市L3 PTN。省干地市L3 PTN将S1报文通过L3VPN发往对应的省干中心L3 PTN,中心PTN将S1流量发给SGW/MME下行：SGW/MME发送出来的报文是ETH封装的IP报文，目的IP是eNodeB的IP地址，发往省干中心L3 PTN。省干中心L3 PTN将S1报文通过L3VPN发往对应的省干地市L3 PTN。省干地市L3 PTN从对应的UNI接口发送S1到本地网L3 PTN。本地网L3 PTN L3 PTN将S1报文通过L3VPN发往对应的本地网L2/L3 PTN。本地网L2/L3 PTN封装对应的DMAC将下行报文从L3VE子接口发到L2VE；L2VE从L3VE收到DMAC是基站的报文，按MAC地址通过PW发往对应接入侧PTN接入侧PTN按专线业务转发，将报文发给eNodeB。,IP,ETH,IP,ETH,IP,ETH,Eth,LSP,PW,IP,ETH,IP,VPN,LSP,Eth,IP,VPN,LSP,Eth,IP,ETH,省干中心L3 PTN,UNI,目 录,设备概述硬件架构和系统保护软件架构和系统特性LTE移动承载组网简介4.1 转发4.2 配置4.3 保护4.4 DCN,省干典型组网,PTN2,PTN1,静态L3VPN,1、配置端口延迟up。2、延迟up时间大于PTN整机重启时间。,PTN3,VRF,PTN4,VRF,省干地市PTN,省干中心PTN,1、配置VPN FRR2、VPN FRR延迟回切，回切时间大于PTN整机重启恢复时间。,VRF,VRF,UNI(Native IP),IP、VPN 混合 FRR,IP、VPN 混合 FRR,NNI,NNI,NNI,UNI,省干地市PTN及中心PTN配置静态L3VPN业务，将对接地市网的10GE端口及对接SGW的10GE Trunk，对接MME的GE端口配置为UNI。省干地市PTN节点上手工配置到eNodeB的静态路由，下一跳为对端地市PTN接口IP，并配置bfd for静态路由。省干地市PTN主节点配置IP/VPN混合FRR,当检测到链路故障时，将往eNodeB的静态路由切到省干地市PTN节点，完成对eNodeB的双归保护。省干地市PTN节点和中心TN之间配置FULL MASH LSP APS 1:1保护，作为L3VPN业务网络侧。省干地市PTN主节点和落地PTN主节点上配置VPN FRR省干地市PTN之间到eNodeB的保护静态路由，中心PTN之间到SGW/MME的保护静态路由，省干地市PTN到SGW/MME的静态路由，以及中心PTN到eNodeB的静态路由，都通过网管的网络侧路由自动计算功能自动完成配置。中心PTN配置到SGW/MME静态路由的IP/VPN 混合FRR.,本地网,到eNodeB的静态路由,SGW/MME,地市网UNI与省干网UNI对接配置-广州、深圳、佛山,本地网L3 PTN的一个UNI与省干PTN对接，手工配置到SGW/MME的静态路由，下一跳为对端省干PTN接口IP，通过802.ae检测到链路故障时，通过路由收敛将往SGW/MME的静态路由切到对端L3 PTN，完成对MME/SGW的双归保护。本地网L3 PTN主节点配置IP/VPN混合FRR,当检测到链路故障时，将往SGW/MME的静态路由切到备节点，完成对SGW/MME的双归保护。省干地市PTN节点上手工配置到eNodeB的静态路由，下一跳为对端地市PTN接口IP。省干地市PTN主节点配置IP/VPN混合FRR,当检测到链路故障时，将往eNodeB的静态路由切到备节点，完成对eNodeB的双归保护。广州、深圳、佛山PTN3900的版本为V100R003C02，不支持ETH-Trunk，省干PTN和本地网L3 PTN之间部署BFD for IP。,到eNodeB的静态路由,VRF,VRF,省干地市PTN,UNI,UNI,IP/VPN FRR,VRF,本地网L3 PPTN,VRF,UNI,UNI,到SGW/MME的静态路由,802.3ae,802.3ae,IP/VPN FRR,地市网UNI与省干网UNI对接配置-其他地市,本地网L3 PTN的一个UNI与省干PTN对接，手工配置到SGW/MME的静态路由，下一跳为对端省干PTN接口IP，通过802.ae检测到链路故障时，通过路由收敛将往SGW/MME的静态路由切到对端L3 PTN，完成对MME/SGW的双归保护。本地网L3 PTN主节点配置IP/VPN混合FRR,当检测到链路故障时，将往SGW/MME的静态路由切到备节点，完成对SGW/MME的双归保护。省干地市PTN节点上手工配置到eNodeB的静态路由，下一跳为对端地市PTN接口IP。省干地市PTN主节点配置IP/VPN混合FRR,当检测到链路故障时，将往eNodeB的静态路由切到备节点，完成对eNodeB的双归保护。新建 PTN3900 640G的版本为V100R005C01，支持ETH-Trunk，省干PTN和地市L3 PTN之间部署ETH-Trunk，方便后期扩容。并且手工部署802.3ah检测故障。,到eNodeB的静态路由,VRF,VRF,省干地市PTN,UNI,UNI,IP/VPN FRR,VRF,本地网L3 PPTN,VRF,UNI,UNI,到SGW/MME的静态路由,802.3ae,802.3ae802.3ah,IP/VPN FRR,SGW/MME对接方案,SGW/MME对接方案SGW/MME通过主备静态路由方式双归接入省干中心PTN主中心PTN上需要配置IP/VPN混合FRR，保护与SGW/MME相连链路故障与SGW对接：需要配置组播BFD for 端口检测链路故障。考虑到后续的端口扩容，需要在SGW上配置10GE ETH-TRUNK分别与两台省干中心PTN对接。与MME对接：需要配置BFD for IP.,省干中心PTN-1,IP、VPN混合FRR,组播BFD for物理 端口,到SGW/MME业务IP的主静态路由,到SGW/MME业务IP的备静态路由,到SGW/MME 业务IP的主静态路由,组播BFD for物理 端口,到基站IP备静态路由,到基站IP主静态路由,省干中心PTN-2,SGW/MME,到SGW/MME业务IP的备静态路由,目 录,设备概述硬件架构和系统保护软件架构和系统特性LTE移动承载组网简介4.1 转发4.2 配置4.3 保护4.4 DCN,LTE PTN承载保护方案,GE/10GE,PW FPS,保护方案,检测技术,MPLS OAM,主备路由,L2网络：使用PW FPS进行双归节点保护，通过MPLS-OAM检测故障；L3网络：使用VPN FRR保护，本地网通过MPLS-OAM检测故障，省干网采用MPLS-TP OAM检测故障；省干和本地PTN L3 UNI对接：使用IP/VPN混合FRR保护，通过802.3ae检测故障；SGW双归接入省干PTN：SGW通过主备路由方式双归接入PTN，需要配置BFD检测链路故障；MME双归接入省干PTN：MME通过主备路由方式双归接入PTN，通过配置BFD检测链路故障。,MPLS-TP OAM,本地网-L2,省干网-L3,无线接入,eNodeB,SGW/MME,BFD,VPN FRR,本地网-L3,MPLS OAM,VPN FRR,IP/VPN混合FRR,802.3ae,UNI对接,PTN P节点,接入PTN,本地L2/L3 PTN,本地L3 PTN,省干地市L3 PTN,省干中心L3 PTN,省干网-地市PTN节点故障,故障点1(地市PTN节点)的处理故障检测：本地网PTN5通过802.3ae检测到与PTN1之间的链路故障，于是触发IP/VPN 混合FRR。中心PTN3通过MPLS OAM检测到与PTN1的主用LSP Tunnel和备用LSP Tunnel都故障，则认为PTN1故障，于是触发VPN FRR。业务倒换：上行：PTN5通过IP/VPN 混合FRR，将报文通过L3VPN转发至备用下一跳PTN6，PTN6通过Native IP转发至省干PTN2，PTN2经L3VPN转发至PTNN3，最后发往SGW/MME。下行：SGW/MME报文转发至PTN3之后，由于VPN FRR，PTN3通过L3VPN将报文转发至PTN2，PTN2将报文转发到本地网。故障恢复：故障恢复后，本地网IP/VPN FRR回切。省干网VPN FRR回切。,PTN3,PTN2,PTN4,PTN1,核心PTN,S1,SGW/MME,1,Native IP,PTN5,PTN6,L3节点,地市PTN,中心PTN,静态L3VPN,省干网-地市主PTN与中心主PTN间链路故障,故障点2(链路)的处理故障检测：PTN1通过MPLS OAM检测到与PTN3之间的主用LSP Tunnel（PTN1-PTN3)故障，触发LSP APS倒换。PTN3通过MPLS OAM检测到与PTN1之间的主用LSP Tunnel故障(PTN3-PTN1)，触发LSP APS倒换。业务倒换：上行：PTN1通过LSP倒换，走备用LSP（PTN1-PTN2-PTN4-PTN3)，将报文转发给PTN3，再由PTN3转发至SGW/MME。下行：SGW/MME将报文发给PTN3，PTN3通过LSP倒换，走备用LSP（PTN3-PTN4-PTN2-PTN1)故障恢复：链路故障恢复后，LSP APS切回原来的主用LSP。,PTN3,PTN2,PTN4,PTN1,核心PTN,S1,SGW/MME,Native IP,PTN5,PTN6,L3节点,地市PTN,中心PTN,静态L3VPN,2,省干网-中心PTN节点故障,故障点3(中心PTN)的处理故障检测：PTN1通过MPLS OAM检测到与PTN3之间的主用LSP Tunnel和备用LSP Tunnel都故障，认为PTN3节点故障，触发VPN FRR倒换。SGW通过BFD检测到主用链路故障，触发路由倒换，切换到备用链路。MME通过GE端口自协商功能检测到主用链路故障，触发路由倒换，切换到备用链路。业务倒换 上行：PTN1通过VPN FRR，将报文通过L3VPN发送给PTN4，再由PTN4发送给SGW/MME。下行：SGW/MME检测到主用链路故障，切换到备用路由，将报文发给PTN4，PTN4通过L3VPN转发给PTN1.PTN1再转发 给本地网。故障恢复 节点故障恢复后，VPN FRR回切，主用路由回切。,PTN3,PTN2,PTN4,PTN1,核心PTN,S1,SGW/MME,Native IP,PTN5,PTN6,L3节点,地市PTN,中心PTN,静态L3VPN,3,省干网-到SGW/MME的主用链路故障,故障点4(到SGW/MME的链路)的处理故障检测：PTN3 通过BFD检测到与SGW的链路故障，通过GE端口自协商功能检测到与MME的链路故障。触发IP/VPN混合FRR。SGW通过BFD检测到主用链路故障，触发路由倒换，切换到备用链路 MES通过GE端口自协商功能检测到主用链路故障，触发路由倒换，切换到备用链路。业务倒换 上行：流量发送至PTN3后，通过IP/VPN混合FRR，将报文通过L3VPN发送至备用下一跳PTN4，再由PTN4转发给SGW/MME 下行：SGW/MME检测到主用链路故障，切换到备用路由，将报文发给PTN4，PTN4通过L3VPN转发给PTN1.PTN1再转发 给本地网。故障恢复 链路故障恢复后，IP/VPN混合FRR回切，主用路由回切。,PTN2,PTN4,PTN1,核心PTN,S1,SGW/MME,Native IP,PTN5,PTN6,L3节点,地市PTN,中心PTN,静态L3VPN,4,PTN3,目 录,设备概述硬件架构和系统保护软件架构和系统特性LTE移动承载组网简介4.1 转发4.2 配置4.3 保护4.4 DCN,DCN,PTN6900的管理要求U2000和PTN6900 NEIP可达，建议采用管理平面DCN方案进行管理。考虑DCN保护，建议外部DCN网络和PTN6900环网口字型组网，进行保护。建议本地网L3 PTN和省干PTN6900之间去使能DCN接口，即将省干网和本地网分为不同的DCN域建议中心PTN设置为GNE网元，地市PTN设置为非GNE网元。,SGW/MME,eNode B,地市：U2000,本地网,省干,省干：U2000,去使能DCN,去使能DCN,DCN网络,DCN网络,非GNE,非GNE,GNE,GNE,PTN6900,PTN3900,PTN950/910,eNode B,PTN-1,区域DCN L3SW,L3,L3,DCN部署PTN6900设备,PTN-2,子接口IP1,子接口IP2,6900-NEIP2,6900-NEIP1,PTN-3,PTN-4,端口使能DCN,6900-NEIP3,6900-NEIP4,DCN网络,U2000,1、按照规定配置PTN6900的NEIP；2、使能PTN6900-1互联端口的DCN,即把这些端口加到设备默认的DCN VRF里面。3、在PTN-1和PTN-2上配置目的地址到U2000的静态路由，调整路由优先级，使得主走PTN-1，当PTN-1故障，可以走PTN-2上行。4、把步骤3的静态路由引入网元DCN VRF的OSPF里。（在备PTN-2上引入时把cost值设为高一些）5、设置上行端口为silence模式，关闭上行端口DCN。,去使能DCN,