数据城域网流量智能化调优方案研究

数据城域网流量智能化调优方案研究

张忠杰

吉林吉大通信设计院股份有限公司  吉林省长春市  130012

摘要：在通信运营商ToB业务快速发展，千兆宽带应用普及率不断提升背景下，客户群体对流量服务精准化提出更高要求，在数据出现时延、丢包、抖动等异常现象时，将会对客户体验产生负面影响。本文在明确城域网流量智能调整必要性基础上，说明传统组网方式运行不足，结合技术说明数据城域网流量智能化调优方案，以此为推动网络建设和流量服务创新发展起到应有的促进作用。

关键词：数据城域网；流量；智能化

智能化技术的应用，为数据管理优化提供有效技术支撑，依托机器学习和人工智能技术构建流量预测模型，搭建城域网流量智能化调优方案，能够有效满足大规模数据城域网安全稳定运行，为提升客户使用体验起到良好促进作用，有效提升电信运营企业经济效益和社会形象，为信息化社会建设起到良好促进作用。

1、城域网流量智能调整的必要性

数据流量使用是随客户群体实际使用特征而不断变化的，呈现明显的不均匀及潮汐特征，通常情形下，工作日白天多是集中于商务区、晚上集中于住宅区，午间和晚间接入更加集中。潮汐流量现象的存在，使得城域网运行在某些时段呈现高承载现象，在其他时段则呈现资源浪费现象[1]。在运营管理中，如何在不改变现有网络主体架构及硬件设备前提下，通过SDN、人工智能算法等，对城域网二干中继流量的智能化调优，能够有效提升网络运行效率、安全水平，降低整体建设运营成本，推动通信产业朝向绿色节能方向发展。

2、传统组网方式存在的不足

数据城域网传统组网方式，主要是采用双平面口字型组网架构，实现与骨干核心的对接，具有业务流量高效运行及简洁性特征。但是在实际运行中，由于接入层交换机设备性能不足，设备数量多，通常无法开启BGP，导致流量负载不够均衡。组网运行是以核心CR为分割点的，在核心CR与骨干网或汇聚发生全阻时，会导致彼此之间无法感知，流量在城域网CR之间绕转，对数据传输质量产生影响。同时在核心CR与骨干之间产生中继中断时，也会导致保护平面无法有效承载故障平面流量，无法实现流量的精细化调整，由此对业务正常运行产生影响。在片面采用出口宽带扩容情形下，会导致横联宽带在正常情形下极度轻载，资源利用效率较低，加大建设运营成本。因此如何在现有组网方式下实现流量的智能化调节，提升城域网运行效率，是应用优化应当关注的重点问题。

3、城域网流量智能化调优方案

3.1 网络优化方案

数据城域网流量的智能化调整，整体方案应当从两个方面着手：一是优化IGP域协议，根据网络层次将设备划分为核心层、汇聚层、接入层，基于默认路由优化，核心路由取消IGP下发默认路由，利用转发骨干发布的EBGP默认路由，解决汇聚层设备与骨干的连接问题，能够随骨干与核心之间的状态变化而调整，实现流量的优化控制[2]。二是优化城域网双向流量调整优化，流量出口方向，利用城域网CR设置接收骨干CR的BGP路由策略，将LP值调整至200以下，结合Netflow系统采集的流量数据，动态调整LP值，实现流量的平面切换要求。在流量入口方向，汇聚设备则通过BGP发布业务路由，在CR转发过程中，增加MED值属性，实现回程路径的有效控制，实现对回程流量的自动调整。

3.2 流量智能调优设计

3.2.1 流量切换操作

当前基础设施建设不断完善情形下，传输系统已经能够长期保持良好运行状态，但在实际运行中，也会由于内外部因素影响，存在不同类型的故障隐患。因此在流量智能控制环节，还应当以精细化理念为导向，尽量避免发生平面拥塞现象，有效提升资源利用效率。流量智能调优设计，是以流量切换为基础的，具体包括城域网出向流量切换和入向流量切换两种形式。在出向流量切换中，依照BGP选路原则，将LP设定由于MED值，实现对路径的优化控制，并在接收骨干路由时，利用LP值优化选路。入向流量切换则是在BGP路由属性中，添加回程路径，根据城域网发布的路由属性，设定不同的MED值，实现调整CR与汇聚设备的IGPcost，调整回程流量。

3.2.2 流量智能化调优系统架构

系统架构是流量调整优化的实现载体，是确保智能化调优实现的重要保障。在明确调优目标和要求基础上，构建标准化、协同运行的上下流量切换操作体系，结合网管系统、Netflow系统等所采集的设备流量信息，通过对相关数据分析，利用智能算法预测流量变动特征，满足智能化调优运行要求。同时在运行中，还可以实时采集中继电路信息，预测网络故障状态下的拥塞现象。流量智能调优系统通过与各综合网管监控系统和SDN控制器，分别起到接收城域网设备告警信号、预测信息，自动下发配置模板等功能，在无需人工干预情形下，实现流量的自动化控制。在中继链路故障排除后，流量智能化调优系统还能够实现自动恢复配置操作，实现故障的闭环处理。

3.2.3 流量智能化调优实现步骤

在具体作业管理过程中，流量智能化调优的实现，首先需要判断故障及数据流量变动情况。如在某平面出现大面积出口中继电路故障，但又未中断情形下，IP路由流量模型会保持原有运行状态，极有可能导致平面出口中继产生拥塞现象

[3]。因此要求综合网管系统能够根据故障平面剩余出口宽带及未来2小时内流量预测，评估拥塞风险出现可能性。如可能性较低，则继续位置当前运行状态，并做好持续观测；如可能性较高，则向智能调优系统推送相关信息。智能系统根据拥塞预警信息得出流量调整策略，并将策略下发至对应设备。智能化策略是依据非故障平面冗余宽带能否完全承载故障平面所有流量制定的。在能够承载情形下，将南向接口转换为标准模板，推送至SND控制器，下发配置将流量统一调整至非故障平面。若无法完全承载所有流量，则需要进行流量切换，分别计算需要调整的双向流量。

出向流量计算主要依据故障平面核心CR至各AS域的流量历史数据，入向流量则主要依据故障平面核心CR至各城域网汇聚设备的流量历史数据。流量智能调优模型根据采集的数据自动计算，生成合理的调整策略，通过SDN控制器下发配置，实现流量的快速灵活调整。在故障结束后，综合网管系统能够将对应信息传输至智能调优系统，恢复原有流量模型，实现对故障的闭环管理。

3.3 基于流量感知的业务重构

基于流量感知搭建智能化调优系统，需要对城域网组网方式进行重构。组网架构可以利用IS-IS协议，分别在转发和分离体系中布置控制器。业务承载需要满足5G基站和云DC的虚拟化互联，满足无线网络基站与核心网传统EPC的互联。流量模型构建是以5G为基础的，将业务接入Leaf，在绑定相应的L3 EVPN后，传输至DC的资源池体系中，与核心网之间建立联系，完成传输。在模型搭建完成后，根据设备参数、运营商管理需要，对业务进行重新编排，满足业务定制和升级要求，提升智能化调优水平。

4、结束语

未来数据城域网流量快速增加背景下，必须要结合智能化技术应用，构建完善的调整方案，推动网络运营方式不断优化，实现对数据城域网体系的整体优化，更好的适应信息化社会建设和发展需求，为经济社会发展做出积极贡献。

参考文献

[1]杨世标,范永斌,黄坤.基于SDN的城域网流量智能调优方式探讨[J].电子测试,2022,36(13):92-95.

[2]高勇超.超大型城域网核心替换割接的精细化管理实践[J].长江信息通信,2022,35(04):229-230+234.

[3]杨烨.面向5G业务承载的新型智能城域网重构与思考[J].智能建筑,2022(02):55-58.