文/乌建恒

构建具有高可靠性的广域网，是一个复杂的系统工程，一方面，贯穿网络规划、设计、部署实施、维护等各个阶段，另一方面，要求产品提供设备、链路、服务、应用等各种级别的可靠性特性。

同时，高可靠性的实施应结合实际应用加以考虑，而不是简单地就网络谈网络，就链路谈链路，必须把可靠性保障和实施措施同业务进行关联，突出对关键业务的保障。换句话说，当前的IT应用需要的是一个全面的业务连续性保障体系，这种体系将根据业务应用流程而非单纯的技术来确定。

从整网来看，广域网的可靠性设计在企业网络基础设施规划中占据更重要的位置。在当前应用大集中的背景下，因地域跨度大、链路质量不可控、多业务承载带来的应用复杂度提升以及网络虚拟化等因素，对路由器的高可靠性提出了新的需求。如网络扁平化导致网络规模越来越大，同一个AS域里路由器设备数量越来越多，对路由的快速收敛能力要求越来越高；网络接入资源的虚拟化趋势导致可靠性设计从物理链路转向虚拟化隧道；多出口带来的可靠性倒换对用户具体应用质量影响的分析与判断等等，都是当前路由器可靠性特性和广域网可靠性规划设计的新课题。

广域网高可靠性技术

 设备级高可靠性技术：如全分布式架构、冗余主控、冗余交换网、冗余电源、冗余风扇、板卡热插拔等；

 链路级高可靠性技术：链路捆绑，如以太网链路聚合、MP、MFR等；环网技术，如RPR、RRPP；

 协议级高可靠性技术：动态路由快速收敛（如快速hello，OSPF的增量SPF技术）；不间断转发（NSF/GR/NSR）；快速重路由（IP/MPLS/VPN快速重路由）；快速故障检测技术（BFD）；

 面向应用的高可靠性技术：基于应用质量的链路探测技术NQA、动态负载分担、智能路由等；

广域网的高可靠性技术应用

随着电力系统全面信息化的不断推进，广域网上承载的业务越来越多、越来越复杂，因此对广域网的建设要求也越来越高，尤其对高可靠性的要求最为迫切。下面我们以H3C为例，阐述电力通信（信息）数据网的广域网设计理念及高可靠性技术应用。

电力通信（信息）数据网服务于各省电力公司生产管理应用，网络承载的业务主要是生产管理区（安全区Ⅲ）和管理信息区（安全区Ⅳ）的应用系统，未来还将承载语音业务和视频业务。具体业务种类主要包括电力调度MIS、省公司信息MIS、办公、ERP及各地区电力公司网站发布系统等，

1. 分层的可靠性技术

电力通信（信息）数据网的建设目标是具备电信级高可靠性的数据网络，在网络设计时要采用分层和模块化结构，每个层次和模块内部署相应的高可靠性技术，通过各层次和模块的配合实现整网的高可靠性。

• 接入层

接入层是广域网络最边缘的设备，其直连的一般就是终端用户，因此在网络设计时只需要考虑简单的冗余技术即可。建议采用的可靠性技术包括：

 接入路由器设备本身的引擎和电源冗余

 双链路上行，配合VRRP等冗余网关技术

• 骨干层

骨干层汇聚来自接入层的各种业务流量，保护核心层网络不受接入层的影响。此外，汇聚层还创建故障边界，在接入层发生故障时提供逻辑隔离点，因此骨干层也是网络高可靠性设计的主要关注点。建议采用的可靠性技术包括：

 设备本身的引擎、交换网和电源冗余

 双设备配置，为接入层设备提供双归属的上行链路

 路由协议级的高可靠性技术，如IGP快速收敛、协议级GR/NSR、IP/LDP FRR（快速重路由）、BFD快速检测技术等

同时，在做骨干层网络设计时还需要充分考虑故障边界的设置，例如在路由协议部署时

进行合适的区域划分、使用协议GR/NSR等等，保证在接入层网络出现故障时能够隔离故障，避免扩散到核心层。

• 核心层

核心层设备作为整个网络的骨干，需要提供快速的数据交换能力和极高的可靠性，从备份和负载分担角度可选用双平面结构、多核心的方式组网；从单台设备考虑，选用转发性能和可靠性极高的高端路由交换设备，必须支持关键部件冗余、全分布式转发等特性；同时要求具备对高可靠性相关协议的支持。建议采用的可靠性技术包括：

 设备本身的引擎、交换网和电源、风扇冗余

 双平面的网络结构或多核心的网络结构

 IGP快速收敛、协议GR/NSR、IP及MPLS快速重路由技术、BFD快速检测技术等。

2. 不同阶段的可靠性建设

网络规划阶段：细致分析应用需求和业务模式，根据实际业务需求对影响网络可用性影响的关键节点和链路进行合理规划。

网络设计阶段：合理规划网络结构，对关键节点和链路作充分的冗余设计，并采用合适的高可用性技术手段。同时，还需要对网络安全给予足够的关注，避免因为网络设计上的个别安全漏洞影响整个网络的可靠性。

网络建成后的维护阶段：利用合适的网络管理工具持续对网络业务流量进行分析，不断优化网络，提升网络可靠性水平。

3. 应用举例

如图1所示，某省电力信息网核心层采用双平面架构，以省公司和另外三个传输网络资源丰富的地市为节点构建了双平面的网络；骨干层以其他地市公司为节点，采用双设备口字形连接的方式与网络核心层节点连接，同时在骨干层与核心层之间部署BFD和TE FRR/IP FRR等技术，在协议层面提高网络的可靠性；接入层根据接入厂站的电压等级略有差异，对可靠性要求高的厂站配置双设备、双链路上行，其余的厂站则采用单设备，双链路分别上行到相应地市的骨干层设备。

http://www.h3c.com.cn/res/201204/18/20120418_1338727_image001_741992_30008_0.jpg图1 某省电力信息数据网的逻辑双平面架构示意

结束语

高可靠性网络设计涉及的内容较多，需要从分层、模块化、各层功能定义、冗余设计、特性部署等几个方面统一考虑。同时，在网络建设不同阶段也有不同的侧重。未来，随着电力系统全面信息化的推进以及数据集中化处理的不断发展，业务应用将越来越丰富、系统重要性也越来越高，作为业务承载体的通信网络将被赋予更高的可靠性要求。