互聯(lián)網(wǎng)OLT上聯(lián)流量自動(dòng)均衡系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用

陳郁周

摘要：隨互聯(lián)網(wǎng)著家寬和電視業(yè)務(wù)爆發(fā)性增長(zhǎng)，承載互聯(lián)網(wǎng)流量的運(yùn)營(yíng)商OLT承載的鏈路利用率不斷上升或超閾值，使網(wǎng)絡(luò)原來(lái)的雙路由流量不均衡等問(wèn)題放大。雖擴(kuò)容帶寬可以解決，但資源消耗大且效率低。由于用戶行為難以預(yù)測(cè)，只能實(shí)時(shí)根據(jù)鏈路利用率對(duì)流量進(jìn)行調(diào)整，于是我們用python研發(fā)了自動(dòng)調(diào)整流量系統(tǒng)，解決流量均衡問(wèn)題，也節(jié)約資源并提升用戶業(yè)務(wù)感知。

關(guān)鍵詞：OLT;Python; 寬帶;自動(dòng)均衡;

1、系統(tǒng)研發(fā)必要性

從寬帶業(yè)務(wù)上網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖（圖一）我們可以看出，寬帶用戶通過(guò)客戶端的ONU（光貓）接入到運(yùn)營(yíng)商的OLT設(shè)備，OLT通過(guò)鏈路上聯(lián)到BNG設(shè)備。在實(shí)踐中，OLT雙上聯(lián)不同BNG的鏈路經(jīng)常出現(xiàn)流量不均衡情況，導(dǎo)致資源浪費(fèi)且影響客戶感知。隨互聯(lián)網(wǎng)的家庭寬帶和電視業(yè)務(wù)爆發(fā)性增長(zhǎng)，使原來(lái)的雙路由流量不均衡等問(wèn)題放大，通常我們將家寬內(nèi)層VLAN細(xì)分到OLT兩條上行鏈路，使用戶數(shù)大致相近來(lái)實(shí)現(xiàn)流量均衡，但由于用戶行為的不確定性， olt仍出現(xiàn)流量不均衡問(wèn)題而需頻繁擴(kuò)容鏈路，成本較高。因此我們自主研發(fā)此流量自動(dòng)均衡系統(tǒng)，旨在通過(guò)采集設(shè)備鏈路利用率并實(shí)時(shí)設(shè)置家寬用戶撥號(hào)響應(yīng)時(shí)延來(lái)進(jìn)行用戶流量的均等分配。

2、系統(tǒng)總體方案

2.1系統(tǒng)功能

本方案通過(guò)利用Python程序控制方式，實(shí)現(xiàn)軟件級(jí)別的負(fù)載均衡處理效果，以達(dá)到充分利用設(shè)備資源，提高設(shè)備利用率的設(shè)計(jì)目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)功能有：

1、流量采集：采用SNMP或Telnet協(xié)議自動(dòng)采集BNG下聯(lián)OLT端口流量數(shù)據(jù)。

2、流量監(jiān)控：通過(guò)開源監(jiān)控系統(tǒng)將流量數(shù)據(jù)整理到數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)自動(dòng)核查OLT鏈路帶寬利用率是否超限，并記錄到電路表中。

3、流量調(diào)整：流量調(diào)整程序定時(shí)核查電路表，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鏈路超限時(shí)，則自動(dòng)加大超限鏈路對(duì)應(yīng)BNG下聯(lián)端口時(shí)延，使后續(xù)新增用戶撥號(hào)走其它鏈路，從而實(shí)現(xiàn)流量均衡。

4、用戶數(shù)均衡：絕大多數(shù)家寬用戶幾乎24小時(shí)上線，為提升均衡效率，我們讓在每天凌晨3點(diǎn)進(jìn)行用戶數(shù)的均衡調(diào)整，即踢掉用戶數(shù)較高的一側(cè)的部分用戶并讓其在另一邊重新?lián)芴?hào)上線。

2.2 系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)

本自動(dòng)均衡系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)服務(wù)創(chuàng)新點(diǎn)如下：

1）易部署：整套系統(tǒng)由Python作為底層代碼、結(jié)合Mysql數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)無(wú)需其他第三方中間件，只需簡(jiǎn)單拷貝并配置目標(biāo)設(shè)備則可執(zhí)行監(jiān)控。

2）運(yùn)行效率高：全部采用Python進(jìn)行開發(fā)建設(shè)，無(wú)需其他技術(shù)體系輔助實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行效率高，占用資源很少。

3）兼容性好：監(jiān)控模塊既支持常見SNMP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，也支持Telnet方式。

4）展示多樣化：以web.py作為web服務(wù)器后臺(tái)結(jié)合easyui做前端顯示，可多種圖表展示。

3、系統(tǒng)應(yīng)用效果

3.1 系統(tǒng)均衡效果

該系統(tǒng)自研發(fā)成型以來(lái)就開始在廣東某地市運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)上測(cè)試，至今已部署在多臺(tái)BNG上，對(duì)BNG下所有OLT設(shè)備的上聯(lián)鏈路進(jìn)行監(jiān)控與均衡。

開啟流量均衡后24小時(shí)內(nèi)目標(biāo)olt雙上聯(lián)鏈路帶寬利用率走勢(shì)折線圖，可見兩條鏈路的帶寬利用率折線基本平齊，最大利用率差不超過(guò)3%。而關(guān)閉流量均衡后24小時(shí)目標(biāo)olt雙上聯(lián)鏈路帶寬利用率之差最大超過(guò)10%。系統(tǒng)流量均衡效果明顯。

3.2 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，由于用戶行為的不確定性，經(jīng)常出現(xiàn)olt雙上聯(lián)鏈路利用率分別為30%與50%，即平均利用率僅為40%的情況。若進(jìn)行擴(kuò)容，則每次擴(kuò)容后（增加20G帶寬）的可穩(wěn)定使用帶寬僅為20*40%=8G，按照廣東某市運(yùn)營(yíng)商每個(gè)月互聯(lián)網(wǎng)OLT上聯(lián)峰值帶寬的增長(zhǎng)量大概為40G計(jì)算，每月至少應(yīng)擴(kuò)容5次;而使用了自動(dòng)均衡系統(tǒng)之后，OLT雙上聯(lián)的利用率基本相同，平均利用率可達(dá)50%，此時(shí)再進(jìn)行擴(kuò)容，每次擴(kuò)容的可使用帶寬為20*50%=10G，每月只需要擴(kuò)容4次，每年最大可節(jié)省成本約為一百萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

3.3 系統(tǒng)的社會(huì)效益

互聯(lián)網(wǎng)OLT上聯(lián)流量自動(dòng)均衡系統(tǒng)通過(guò)流量均衡，能有效提高家寬用戶的上網(wǎng)體驗(yàn)，提高廣大用戶的互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)，提升用戶滿意度等。

4、結(jié)束語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)OLT上聯(lián)流量自動(dòng)均衡系統(tǒng)針對(duì)寬帶用戶感知痛點(diǎn)，采取Python開發(fā)，通過(guò)流量采集、流量監(jiān)控、流量調(diào)整、用戶數(shù)均衡等系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)對(duì)OLT上聯(lián)流量自動(dòng)均衡。該系統(tǒng)應(yīng)用上具有易部署、運(yùn)行效率高、兼容性好等特點(diǎn)，同時(shí)該系統(tǒng)均衡效果優(yōu)良，具有豐厚的經(jīng)濟(jì)效益和一定的社會(huì)效益，建議互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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