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5G业务回传承载网络架构的设计与部署

发表时间：2021/6/10 来源：《中国科技信息》2021年7月作者：戚均乐1 王锋1 崔莉1 顾溟旸2

[导读] 5G移动时代提出了新的业务模式承载需求，新型的智能城域网络在城域层面重构了一张面向云化网元和用户综合承载的网络，能够实现5G、家庭宽带、大客户、通信云网元的综合承载。

1.威海中国联合网络通信有限公司威海市分公司戚均乐1 王锋1 崔莉1 264200
2.青岛中国联合网络通信有限公司青岛市分公司顾溟旸2 266071

摘要：5G移动时代提出了新的业务模式承载需求，新型的智能城域网络在城域层面重构了一张面向云化网元和用户综合承载的网络，能够实现5G、家庭宽带、大客户、通信云网元的综合承载。本文围绕在智能城域网络上承载5G回传业务的场景，探讨基于HoVPN架构的5G业务回传承载方案，介绍了相关协议及策略的设计部署。
关键词：新型智能城域网；HoVPN；5G；SR-MPLS；6VPE；
        1概述
        重构的新型智能城域网能够满足5G业务的承载需求。在5G SA业务回传场景中，主要涉及基站与核心网之间N2/N3以及基站之间Xn接口等，SA基站使用IPV6地址，通过VPN来承载，基于智能城域网接入MAR、汇聚MER、和核心MCR的分层结构，选用分层的HoVPN架构实现5G回传业务的承载。智能城域网启用了新的SR+EVPN的协议架构，考虑到与4G承载的IPRAN等网络的对接以及新老协议的互通， HoVPN承载方案基于比较成熟的L3vpn+6VPE+SR MPLS。该方案具有以下优点：1.三层到边缘，业务模型统一到HoVPN，适合大规模组网，便于维护；2.IGP SR：采用ISIS扩展支持Segment Routing，简化协议开销，提供Ti-LFA保护方式，增强故障保护技术；3.SR-MPLS:VPN隧道平滑演进，从传统MPLS隧道平滑演进到SR MPLS隧道（转发平面仍是基于MPLS标签转发），新老协议互通；
        2.HoVPN架构方案
        2.1、方案概述
        HoVPN（Hierarchy VPN）方案是指接入层和汇聚层采用分层的L3VPN承载技术，主要包括L3VPN和IGP协议域的层次化，构建分段的业务及SR-MPLS隧道。5G SA场景采用MPLS L3VPN over SRBE方式承载，开启6VPE支持5G IPV6基站业务，网络侧接口暂不开启V4V6双栈；业务路由学习：MPLS L3VPN通过部署MP-BGP完成VPN业务路由的发布； MPLS隧道：MPLS L3VPN的外层隧道由SR MPLS构建，目前SDN控制器尚未正式上线，故采用L3VPN over SRBE方式，即路由器使用IGP（Segment Routing）作为MPLS的控制协议，基于IGP算路构建L3VPN的外层MPLS LSP，报文转发仍采用MPLS标签转发的方式。
        2.2、6VPE业务VPN方案部署
        6VPE是IPV6的MPLS VPN，和IPV4的MPLS VPN相似，不同之处是6VPE中MP-IBGP发布的是VPNV6地址路由，VPNV6地址由RD和IPV6地址组合而成。6VPE可以在现有的MPLS网络中实现，只需在边缘（PE）开启IPV6，而对骨干路由器（IPV4）无需做改动。智能城域网承载IPv6的5G基站业务(基站和核心网支持IPv6)是采用6VPE方案，私网侧使用IPv6 L3VPN，公网部署IPV4网络。业务路由的发布使用L3VPN（6VPE）方式，不使用EVPN。基站的ETH业务接入MAR或直挂MER，通过VLAN/IP规划区分业务，MAR或MER作为L3VPN的PE，将不同的基站业务接入绑定到相应的VPN实例。

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        2.3、MP-BGP协议及策略部署分析
        2.3.1、两级RR设置：1.在接入MAR、汇聚MER和核心MCR上部署MP-BGP用于支撑L3VPN业务； 2.网络中设置两级RR，核心MCR设为一级RR，作为汇聚层MER的RR，MER和两台RR（MCR）建立IBGP（VPNV6）邻居关系；3.汇聚MER设为二级RR，作为接入层的RR， MAR分别和两台RR（MER）建立IBGP（VPNV6）邻居关系。
        2.3.2、汇聚层BGP路由策略
        汇聚层接收和发布明细/汇总路由，基于智能城域网的口字型结构，业务走两个平面负载分担，使用community标记两个平面，不同平面发布路由时携带不同的community，采用BGP本地优先级（local preference）控制BGP主备路由。
        2.3.3、接入层BGP策略
        汇聚环接收接入环发送的明细路由，由MER向MAR下发缺省路由及接入环明细路由，每个接入环通过定义不同的VPN RT实现接入环中接入设备只接收缺省路由和本接入环的明细路由（支持接入环内Xn流量就近转发）：
        a)MER向MAR下发缺省路由；
        b)每个接入环定义不同的VPN RT以控制本环VPN路由导入。
        2.4、SR-MPLS协议部署
        SR采用IGP协议分发标签，5G HoVPN方案在Segment-routing协议选择时有两种方案，分别是SR-MPLS TE和SR-MPLS BE，此方案中采用SR-MPLS BE，路径依赖公网IGP（ISIS）的部署和计算。
        2.4.1、SR-MPLS配置
        1.全局及接口下使能MPLS，配置mpls lsr-id。2.全局使能Segment-routing。3.ISIS协议配置支持gment-routing mpls,定义SRGB范围。4.在Loopback接口下配置Segment Routing prefix sid前缀，此前缀在一个IS-IS进程中不能重复配置，整网唯一。
        2.4.2、SR-MPLS BE路径（IGP）规划
        由于SR-BE 隧道（MPLS路径）依赖ISIS 算路形成，类似LDP，为保证合理的业务转发路径，需规划好IGP。HoVPN方案中采用多进程IS-IS来构建分段的SR-MPLS隧道：汇聚层和接入层分别部署不同的IS-IS进程，MER/MCR同一个IS-IS进程, 每个MAR接入环一个IS-IS进程，接入环多进程隔离。
       3结束语
        5G回传业务采用L3VPN(6VPE) over SR-BE的HoVPN分层架构，基于智能城域网简化的SR MPLS新协议架构，兼顾新老协议，易于与4G承载网络IPRAN等进行互通，能够快速部署上线。
参考文献：
［1］苏远超，Segment Routing详解
［2］华为，新建智能城域网建设方案