面向LTE的PTN配置智能核查系统研究*

宋晓飞，胡钉，陈刚，杨南飞

（1 中国移动通信集团四川有限公司，成都 610041，2中国移动通信集团四川有限公司成都分公司，成都 610093）

面向LTE的PTN配置智能核查系统研究*

宋晓飞1，胡钉1，陈刚2，杨南飞1

（1 中国移动通信集团四川有限公司，成都 610041，2中国移动通信集团四川有限公司成都分公司，成都 610093）

随着4G时代的来临，传输网IP化演进，PTN网络L3层技术在现网应用，使网络路由组织、IP/VLAN分配、L3层数据配置、保护方式设置等变得异常复杂，给传输网规划和运维带来新挑战。本文通过面向LTE的PTN数据配置合规管控方法的应用，有效规范PTN L3网络的数据配置，提升PTN L3故障定位效率，有效控制配置问题引发的重要故障；在建设、维护环节应用PTN配置智能核查系统，提高审计检查的效率和数据准确性，保障网络的持续合规。

PTN；参数；保护；路由；IP

1 引言

随着4G时代的来临，传输网IP化演进，PTN网络L3层技术在现网应用，使网络路由组织、IP/VLAN分配、L3层数据配置、保护方式设置等变得异常复杂，给传输网规划和运维带来新挑战。建立新的传输数据配置规范体系与管控体系适应传输网的IP化演进发展、满足面向LTE的PTN L3运维需求是目前的传输网重要支撑工作。

2 PTN数据配置管理现状

为满足LTE业务及组网需求，传输网从SDH/ MSTP演进到PTN，从PTN L2演进到PTN L2+L3，网络技术的演进给传输网数据配置带来了巨大变化和挑战。路由组织从传输网内管理转变为跨网络跨专业路由协同管理。资源管理从传输资源管理转变为“IP+传输”资源管理。保护配置从直观化的保护路径配置转变为抽象的功能参数和路由配置。

在IP化和融合承载需求的推动下，基于分组交换内核并融合传统传送网和数通网技术优势的PTN L3技术得到了快速发展并成为LTE承载网的主流技术。PTN作为LTE时代的承载网，具有新的网络架构、业务规划、保护方式、DCN、QoS，从而对PTN业务配置效率、可部署性、可维护性带来了挑战。网络开通复杂、需要规划的网络参数多、对运维人员的要求高，与MSTP数据配置相比，PTN L3配置工作量增加30% 、配置时间增长3～6倍、配置难度大大增加，配置错误引发的故障影响范围巨大。

现网亟需解决以下问题：

（1）如何结合PTN网络路由组织规范要求细化各厂家PTN L3的数据配置细则；

（2）如何协同核心网与无线网对IP地址和业务路由实现统一的全生命周期管理；

（3）如何高效准确的针对重点PTN L3网络数据进行配置核查和合规管控。

网络配置的标准和规范可有效避免网络运行隐患，在配置问题暴露前，需要定期对现网配置做规范性检查与验证，从网络规划、参数设置、配置安全性等多角度检查对配置进行检查。当前针对L3 PTN数据核查主要依靠人工的方式进行，面临多厂商多型号、检查点多，耗时耗力且效率低，很难对全网进行检查，只能采用不定时抽查的方式进行，无法全面了解网络状态和标准化与规范性，存在较大的安全隐患。

本项目旨在研究面向LTE的PTN数据配置管控方法体系，研发PTN配置智能核查系统，实现面向LTE的PTN数据配置合规的有效管理，提升面向LTE的传输运维支撑能力。

3 系统设计方案

3.1归纳总结面向LTE的PTN L3数据配置原则

从地址管理、路由规划、保护配置三方面总结了L3 PTN网络数据配置的“1-3-2”原则指导面向LTE的PTN数据配置，统一“三张表格”落地“1-3-2”原则。

结合中国移动集团路由组织原则与“1-3-2”原则编制了“三张表格”，通过“三张表格”的维护管理实现对PTN数据配置规范性的有效管控。

中国移动四川公司制定《面向LTE的PTN组网与数据配置规范》和《4G建设项目全生命周期管理流程》，联合规划部门、建设部门、维护部门，跨专业协同，重点把控规划、建设、运维中七个环节，有效管控IP地址和VLAN分配、 LTE业务路由规划与配置、PTN网络保护参数配置。

3.2搭建计算机辅助分析系统模型和功能架构

以“1-3-2”配置原则和“三张表格”的管理方式为计算机辅助分析基础，以PTN配置文件为分析对象，重点从操作性、稳定性、准确性、高效性4方面设计计算机辅助分析（CAA）系统，包含规则植入、配置分析、报表管理、路由呈现、网元管理、系统管理等6大项功能模块。

根据当前项目需求和未来业务的扩展，PTN配置智能检查系统的功能架构如图1所示。

图1　PTN配置智能检查系统的功能架构图

拓扑展示：用于拓扑展现的方式在全省拓扑图上展现合计审计汇总结果；

IP地址分配检查：主要根据PTN省干与本地网对接端口IP地址的规范性进行核查；以及基站IP地址的规范性进行核查；

VLAN分配检查：针对基站的管理与业务分配VLAN进行规范性核查；

业务规划检查：针对单个L2/L3核心汇聚对、多个L2/L3核心汇聚对进行业务负载分担的相关核查；

路由规划检查：主要针对地市与省干对接上行路由IP的聚合、跨层路由对接优先级、L3层的路由优先级符合流量负载分担、L2/L3层配置规范是否符合厂家配置规范性要求；

图2　PTN配置智能检查系统算法模型示意图

网络保护检查：针对L2与L2层的保护配置、UNI对接LAG保护、L3层内部ECMP保护、L2/L3网元配置、聚合端口的IP地址配置、各网段主备关系一致性等进行规范性核查；

报表管理：提供合规审计报表、汇总统计报表、趋势分析报表的详细分析。

3.3研究CAA算法模型指导开发

结合现网运维实际需求，参照各PTN设备厂家的数据配置标准，从IP配置、路由配置、保护配置三方面归纳总结，从单机分析、关联分析、差异分析等维度研究算法模型，共计设计模型14个，通过开发已实现42条数据配置规则的自动化校验功能。PTN配置智能检查系统算法模型如图2所示。

利用XML强大的扩展性与兼容性，将PTN L3层配置规范翻译成XML脚本预置到现有系统规则中。系统的操作和维护全部基于B/S架构实现，操作人员直接通过浏览器在Web上即可完成局数据配置智能检查操作，包括审计规则的定制、审计结果的展现、报表的统计等。系统支持丰富的API接口和中间件功能。可通过Web-Service、JMS、Telnet/SSH等标准化开放接口与不同厂家实现互通和数据共享。

4 系统介绍

4.1参数保护规则梳理、规则注入及自动核查

依据PTN L3 参数保护核查需求，梳理各厂商参数保护规则和检查方法，形成系统内置的核查规则。系统内置检查规则生成流程如图3所示。

图3　系统内置检查规则生成流程图

图4　网络路由检查模块结果呈现示例图

可视化的规则扩展界面，固化维护经验并能根据新规范灵活调整，系统提供自动义的合规则规编辑功能，操作人员可以根据中国移动四川公司PTN合规管理的要求，在界面上编辑合规审计规则，并可按业务、设备厂家、管理节点等多种方式对合规规则进行自定义分组，满足合规审计的管理要求。

对导入到系统内的配置文件应用合规审计规则进行审计检查，并对审计后的结果进行展现，方便用户查看审计结果.审计的过程可自定义选择网络设备和规则集，快速定义审计内容：

针对审计结果，点击查看，可以定位到详细的合规审计点，以及违规的配置命令行。

对于不符合审计条件的合规项，系统提供更正和建议操作，方便用户对设备进行合规性操作，减轻操作人员的维护工作量。

4.2PTN L3网络路由核查及可视化呈现

从PTN L3设备配置文件中提取路由信息，并与路由规则存量对比，完成路由核查并显示核查结果。

结果可在拓扑图上两级显示，直观显示路由核查结果。网络路由检查模块结果呈现如图4所示。

图5　PTN配置智能检查系统报表

4.3PTN L3网络IP/VLAN分配核查

将全省IP、VLAN规划数据注入核查平台，对导入的PTN L3设备配置进行解析并提取IP数据、VLAN数据，与规划数据进行对比，输出核查结果。

从网元配置文件中分解出接口IP地址和基站IP地址段以及基站业务VLAN和管理VLAN，与系统中管理的IP地址、VLAN规划存量管理进行对比，以颜色标注出与规划不一致数据。

4.4报表管理

依据各类核查结果，系统提供IP、VLAN、路由、参数保护各类汇总报表和排名报表并可在区域拓扑上显示。PTN配置智能检查系统报表如图5所示。

5 应用结论

“三个一致性”原则有效规范LTE端到端业务路由，规范后路由组织清晰，L3重要故障定位时长缩短70%。 加强保护参数配置管控后，保护倒换失效类故障得到有效控制，2015年未出现一起数据配置问题引起的重要故障。应用PTN配置智能核查系统后，每个地市单次核查周期从25天缩短至2天，应用准确性100%。

PTN配置智能核查系统能够有效解决人工核查效率低下问题，能够有效对三层路由实现采集、分析和呈现，有效提升面向4G的网络运营支撑能力。

6 未来研究方向

依托现有系统和规则，进一步拓展面向各种型号PTN L3设备分析规则，利用系统XML功能直接扩展已具备算法模型的规则。

依托现有思路进一步研究面向城域数据网的数据配置核查以及PTN L2设备的数据配置核查功能。

［1］ 李永涛， 门少杰. 面向TD-LTE的PTN承载网中IP和VLAN规划方案的研究［J］. 信息与电脑：理论版， 2014（7）.

［2］ 朱武增， 韩笑， 胡淼. TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自动规划工具的开发［J］. 电信工程技术与标准化， 2014（1）：21-25.

Research on PTN oriented LTE configuration intelligent verification system

SONG Xiao-fei1， HU Ding1， CHEN Gang2， YANG Nan-fei1
（China Mobile Group Sichuan Co.， Ltd.， Chengdu 610041， China； China Mobile Group Sichuan Co.， Ltd. Chengdu Branch，Chengdu 610093， China）

with the advent of the 4G era， transmission network evolution of IP， PTN L3 network layer technology in current network application， network routing organization and distribution of IP/VLAN， L3 layer data confi guration， protection setting and becomes more and more complicated， bring new challenges to transmission network planning and operation and maintenance. Through for LTE PTN data distribution application of gauge control method， effectively regulate the L3 PTN network configuration data，enhance the PTN L3 fault location efficiency， effective control of the configuration problems caused by the major fault； in the construction， maintenance aspects of the application of PTN configuration of intelligent verifi cation system， provided high audit to examine the effi ciency and accuracy of data，network security of the ongoing compliance

PTN； parameter； protection； route； IP

TN929.5

A

1008-5599（2016）09-0019-05

2016-08-25

* 中国移动集团级一类科技创新成果，原成果名称为《面向LTE的PTN配置智能核查系统研究》。