4G核心網(wǎng)的以太端口模式配置

文/何葆豐

隨著業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來越大，核心網(wǎng)端口數(shù)量和類型也越來越復(fù)雜。為了做好網(wǎng)絡(luò)維護(hù)，提高端口的運(yùn)行質(zhì)量和穩(wěn)定性，我們探討了端口配置對LTE核心網(wǎng)性能的影響，并給出了端口配置原則和注意事項(xiàng)，希望能對提高LTE維護(hù)水平起到拋磚引玉的作用。

1 以太網(wǎng)工作模式

以太網(wǎng)卡可以工作在兩種模式下：半雙工和全雙工。半雙工：半雙工傳輸模式實(shí)現(xiàn)了用于多路訪問沖突檢測的以太網(wǎng)載波監(jiān)控。傳統(tǒng)的共享LAN工作在半雙工，只能同時在單個方向上傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)同時傳輸兩個方向上的數(shù)據(jù)時，發(fā)生沖突，這降低了以太網(wǎng)的效率。全雙工：全雙工傳輸是使用點(diǎn)對點(diǎn)連接，這種安排并不會發(fā)生沖突，因?yàn)樗鼈冊陔p絞線中利用兩個完全獨(dú)立的線路。而在雙全工模式下，沖突檢測電路是不可用的，因此每個雙全工連接僅使用一個端口進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的連接。

表1：自協(xié)商配置與固定配置的比較

2 端口模式配置對LTE網(wǎng)絡(luò)性能的影響

端口配置決定端口的工作模式，配置不當(dāng)容易產(chǎn)生雙工不匹配的問題。當(dāng)鏈路兩端的端口雙工不匹配時，將會嚴(yán)重影響我們的網(wǎng)絡(luò)性能。端口異常，自協(xié)商能力寄存器出廠設(shè)置錯誤，以及鏈路質(zhì)量下降，誤碼率高導(dǎo)致雙方LCW交換錯誤都會導(dǎo)致自協(xié)商失敗。對于端口異常情況引起的自協(xié)商失敗，與具體的設(shè)備有關(guān)。一般情況下，端口異常跟硬件和驅(qū)動有關(guān)，可能會對端口造成各種各樣的影響，比如端口中斷、閃斷、大量誤碼等。由于硬件或者驅(qū)動等出問題的具體情況與具體的設(shè)備有關(guān)，本文無法進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)分析。對于自協(xié)商能力寄存器出廠設(shè)置錯誤的情況，每次協(xié)商都會得到錯誤的結(jié)果。對于這種情況引起的問題會在初次連接時出現(xiàn)，因此比較容易發(fā)現(xiàn)排除。

對于第三種情況，也就是鏈路質(zhì)量下降，誤碼率高導(dǎo)致雙方LCW交換錯誤，從自協(xié)商過程來看，幾率非常低。即使在鏈路誤碼率高達(dá) 的情況下，LCW交換錯誤的概率也在 數(shù)量級。自協(xié)商失敗會導(dǎo)致端口連接失敗。另外，由于自動協(xié)商的內(nèi)容包括端口速率、雙工能力、流量控制能力等，相應(yīng)地，自動協(xié)商失敗可能會導(dǎo)致由于自動協(xié)商的內(nèi)容包括端口速度、雙工能力、流量控制能力等方面的不匹配。

3 LTE核心網(wǎng)以太端口模式配置探討

在對LTE核心網(wǎng)以太端口模式配置進(jìn)行討論之前，根據(jù)上述分析，小結(jié)自協(xié)商配置和固定配置各自的特點(diǎn)。見表1。

從上面的分析可以看到，自協(xié)商配置與固定配置各有優(yōu)缺點(diǎn)，很難說統(tǒng)一按哪種配置模式比較好，需要根據(jù)實(shí)際情況確定。

表2：LTE核心網(wǎng)端口配置

對于LTE核心網(wǎng)而言,為了保障核心網(wǎng)業(yè)務(wù)性能的穩(wěn)定性、提高維護(hù)和故障定位的準(zhǔn)確性，并減少潛在隱患，經(jīng)過充分的研究和討論,確定以下以太端口模式配置標(biāo)準(zhǔn)原則：

（1）以太端口模式配置的首要原則是使端口工作在兩端端口同時能夠支持的最大速率下。

（2）兩端的以太端口模式配置保持一致。

（3）當(dāng)傳輸線支持速率低于兩邊端口同時支持的最高速率時，不應(yīng)該啟動自協(xié)商配置。

（4）達(dá)到上述前提下，對端口之間業(yè)務(wù)通信性質(zhì)進(jìn)行分別對待,即對端口之間業(yè)務(wù)通信的連通性與通信質(zhì)量的不同要求進(jìn)行區(qū)分優(yōu)選，針對維護(hù)和故障定位需要確定：

1.如果優(yōu)選連通性，使用自動協(xié)商工作模式。

2.如果優(yōu)選通信質(zhì)量，使用固定配置工作模式。

端口配置完畢后，一定要查看實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)和配置期望是否一致，特別是采用自協(xié)商配置時。只有這樣才能盡早發(fā)現(xiàn)問題。

4 LTE核心網(wǎng)端口配置

4.1 LTE核心網(wǎng)端口配置

LTE核心網(wǎng)主要由MME、SGW、PGW、防火墻及交換機(jī)、路由器和服務(wù)器組成，設(shè)備之間采用以太網(wǎng)端口互聯(lián)。根據(jù)端口模式配置原則，從端口之間業(yè)務(wù)通信的穩(wěn)定性與通信質(zhì)量要求這兩方面考慮，我們可以將LTE核心網(wǎng)的端口分為兩大類型。一類是業(yè)務(wù)流量大，對通信質(zhì)量要求較高的端口，這類端口包括交換機(jī)-PGW接口，交換機(jī)-PGW接口，交換機(jī)-防火墻 TRUST接口，主備交換機(jī)之間的TRUNK接口，防火墻 UNTRUST至外網(wǎng)交換機(jī)之間的接口，這里把這類端口稱為通信質(zhì)量優(yōu)先端口。對于通信質(zhì)量優(yōu)先端口采用固定配置模式。

另一類是流量不大，對連接穩(wěn)定性要求較高的端口，包括交換機(jī)到各個服務(wù)器的接口，交換機(jī)至路由器的接口，以及交換機(jī)到其它網(wǎng)絡(luò)元件的管理端口等，這里把這類端口稱為連通性優(yōu)先端口。對于連通性優(yōu)先端口采用自協(xié)商配置模式。見表2。

4.2 端口配置原則應(yīng)用效果

為了提高網(wǎng)絡(luò)維護(hù)質(zhì)量，2016年5月份省公司組織LTE技術(shù)骨干、連同設(shè)備廠家工程師經(jīng)過充分的研究和討論,確定以下以太端口模式配置標(biāo)準(zhǔn)原則,并根據(jù)此原則制定了LTE核心網(wǎng)以太端口模式具體配置標(biāo)準(zhǔn)，用于指導(dǎo)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)配置和新設(shè)備入網(wǎng)驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)。

6月初，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一了LTE核心網(wǎng)的端口配置，完成配置修改后，從應(yīng)用情況來看，主要取得了兩方面的效果。效果一，全網(wǎng)消除了雙工不匹配的隱患，所有端口都工作在最佳方式下，提高了網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。效果二，將所有連通性優(yōu)先端口都統(tǒng)一為自協(xié)商配置后，提高連接的穩(wěn)定性。具體表現(xiàn)為，在固定配置模式下，個別路由設(shè)備重啟后其網(wǎng)管端口不能正常起來，需要在端口手工插拔網(wǎng)線才能起來。

5 結(jié)束語

LTE核心網(wǎng)以IP網(wǎng)絡(luò)為承載，以太端口工作模式的配置是一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行表明其配置可以直接影響LTE業(yè)務(wù)性能以及維護(hù)工作效率。我們在日常維護(hù)工作中一定重點(diǎn)做好端口的配置和加強(qiáng)對端口工作狀態(tài)的檢查，保障網(wǎng)絡(luò)的高質(zhì)量穩(wěn)定運(yùn)行，不斷提升用戶對網(wǎng)絡(luò)的良好感知度。