LTE移动回传网络的核心层链路扩容方案

中兴通讯 | 温建中 杨大刚

尽管LTE网络应用尚未全面开展，但LTE网络的高带宽需求给移动回传网络带来的冲击是必然的，各运营商和厂家应当提前考虑PTN移动回传网络的扩容建设，为LTE网络的快速发展扫清障碍。

LTE网络的发展，对移动回传网络的架构和带宽能力提出了更高的要求。在3G时代，移动回传网经历了从MSTP到PTN网络的变革，而在LTE的测试验证阶段，移动回传PTN网络又经历了从L2VPN向L3VPN承载技术的演进，形成了接入汇聚层采用L2VPN，核心层采用L3VPN的移动回传网络架构。该架构在满足LTE移动回传业务的灵活调度和时延性能要求方面没有任何问题，但在随着LTE业务量的快速增长，其核心层L3VPN网络如何实现扩容，是需要深入考虑的问题。

核心层L3VPN链路扩容方案

在上述LTE移动回传网络架构中，核心层的L3VPN网络PE节点包括L2L3业务桥接节点和L3业务落地节点，其中L2L3桥接节点负责终结来自接入汇聚层的L2VPN业务，将业务接入到L3VPN网络中进行转发，或将L3VPN网络业务，通过接入汇聚层的L2VPN网络传输到LTE基站。如图1所示。

在图1的L3VPN网络中，每个L2L3业务桥接节点的VRF路由表都有一条目标地址为EPC的路由条目，其下一跳为L3业务落地节点，其下一跳出接口为两个节点之间的MPLS/MPLS-TP LSP。随着LTE业务带宽的增长，必须考虑在L3VPN网络中采用多链路的扩容方案。

方案1：基于现有技术的多链路扩容

当前可以通过多链路叠加方式扩展带宽的技术有LAG、ML-PPP和ECMP，这三种技术分别属于OSI模型中的L1、L2和L3层技术，由于在当前移动回传网络中，并未采用PPP链路，因此，ML-PPP技术在该应用场景下并不适用，本文主要讨论LAG和ECMP两种方案。

LAG（Link Aggregation Group，链路聚合组）是指将—组相同速率的物理以太网接口捆绑在一起作为一个逻辑接口（链路聚合组）来增加带宽，并提供链路保护的一种方法。采用LAG技术后，尽管从物理拓扑上来看，L3VPN的PE节点之间有多条物理链路，但在逻辑上，PE节点只看到一条链路，该链路的带宽是多条物理链路的带宽之和，L3VPN的LSP创建于该逻辑链路之上，L3VPN各PE节点上的VRF路由表与单链路场景下完全相同。如图2。

从运营维护的角度看，采用LAG技术的方案配置简单，网络架构清晰，但该方案存在以下几个问题：

● LAG组采用负荷分担方式承载业务，其采用的hash算法非常关键，如果hash算法不合适，会使得各链路的负载不均衡，极端的情况下，甚至会出现某条链路拥塞，而其它链路轻载的现象；

● LAG组中某链路出现故障时，需要将该链路的流量重新hash到其它链路，这一过程所需的时间较长，无法达到电信级的保护倒换要求；

● 在逻辑链路上创建的LSP，其业务报文在hash计算后分担到多条链路，而其OAM报文也分担到其中一条链路，OAM报文和部分业务报文是不同路径的，会造成OAM检测结果与实际业务情况有偏差；

● 在部署L3VPN保护时，需要考虑LAG保护，LSP保护和L3VPN FRR保护等多种保护的叠加处理。

采用ECMP（Equal-Cost Multi-path Routing，等价多路径）协议可以针对一个目标地址同时使用多条链路，并采用负荷分担的方式使用这些链路来转发报文，从而达到增加传输带宽和实现路径保护的目的。

在L3VPN网络中采用ECMP技术，可以解决LSP业务报文和OAM不同路径的问题，而且部署ECMP之后，不需要再配置L3VPN FRR保护，仅需考虑与LSP保护的叠加处理，相对LAG方案在保护处理上更精简。

但ECMP方案同样存在LAG方案类似的hash算法问题，同时，在采用hash算法的情况下，某个LTE基站的业务报文具体走的是哪条路径是不可预知的（由hash算法决定），这会给网络故障定位带来一定的困难。

由上可知，采用LAG/ECMP的多链路扩容方案都或多或少存在一些缺点，但在不采用LAG/ECMP技术的情况下，某个L3VPN的VRF路由表中指向某个目的地址的路由条目只能有一条，其下一跳出接口也只能有一个，为突破该限制，可以考虑采用多个目的地址，或者多个VPN(每个VPN有不同的VRF路由表)的方案。

方案2：基于EPC地址划分多链路

如果EPC有多个IP地址，在L3VPN网络PE节点的VRF路由表中就会有多个路由条目，此时可以让每个路由条目分别采用不同的下一跳出口，分别使用不同的链路进行报文转发，达到不使用LAG/ECMP技术，也能够将LTE业务分担到多条链路的目的。

该方案要求无线核心网EPC设备提供多个业务地址（根据目前EPC设备的能力，这不难实现），每个业务地址对应若干LTE基站，每个业务地址对应的LTE基站带宽之和不超过L3VPN网络中的单条链路物理带宽，此时需要在L3VPN PE节点之间多条链路上创建多条LSP，在L2L3业务桥接节点VRF路由表中配置多条指向EPC的路由，不同的EPC业务地址对应不同的下一跳出口。如图3。

该方案相当于将大容量的EPC拆分为多个逻辑EPC，对每个逻辑EPC，在PTN网络中采用单链路的L3VPN承载方案，方案架构清晰，易于实施，可以避免前述LAG/ECMP方案存在的各种问题，但LTE无线网络的带宽规划和移动回传网络的带宽规划存在较强的耦合关系，网络建设和规划较为复杂。

方案3：VRF聚合组

另外一种思路，是在移动回传网络的核心层创建多个VPN，每个VPN对应于核心层的一条链路，每个VPN都有一张独立的VRF路由表，每张VRF路由表都有一条指向EPC的路由条目并分别使用不同的链路作为下一跳出口，每个VPN接入的LTE基站的带宽之和不超过该VPN对应的核心层链路带宽，通过分离的VRF路由表，达到将业务分担到多条链路的目的。

该方案在进行业务的多链路分担时，只需要在L3VPN网络内进行LTE基站与VPN归属关系的划分，不涉及移动回传网络与LTE无线网络之间的协调规划，但在VPN组的配置和管理上相对复杂，需要通过网管工具等提供便捷的配置管理手段。