1、可靠性概述
电信级运营网络对可靠性需求可分为三个层面：设备可靠性、网络可靠性和事务可靠性。在承载网中，网络和设备的可用性要求抵达99.999%（这相当于设备在一年的接连运转中，因各种或许原因形成停机维护的时刻少于5分钟），高可靠性是电信运营商网络建造和网络运营的基本要求。
在网络架构不断演进中可靠性的要求一向贯穿其间，能够说可靠性是网络的必备特性。可靠性确保网络产生毛病时以最快的速度进行维护倒换，使得运营商的丢掉降到最低。
LTE承载网定坐落归纳承载，完结2G、3G、LTE移动事务、固定事务的归纳接入，事务的多样化使得网络承载技能变得扑朔迷离，对网络的高可靠性要求成为必定。
如上图所示，在LTE阶段，承载网络架构产生了很大改变。因为EPC高置，即EPC只布置在省会或许大型城市，使得基站和EPC之间的承载网络需求跨过回传+Core两层网络。
LTE事务对时延要求愈加严厉，关于LTE承载网来说，无法操控无线侧和中心网侧的时延，只能操控承载网络的时延，怎么确保LTE事务时延满足要求关系到LTE事务是否能够正常运营，可靠性布置势在必行。
如上图所示，关于运用层来说，TCP的滑动窗口和其三次握手接纳数据承认机制，导致TCP衔接的吞吐量与端到端时延成反比。当TCP传输途径产生毛病时，TCP启用重传机制，假如长时刻得不到倒换途径，会导致衔接中止。
LTE年代数据事务激增，网络设备供给的端口从GE到10GE、100GE不断添加，当数据速率到Gbit数量级时，长时刻不能切换代表着许多数据的丢掉，关于语音、视频等事务来说，这几乎是丧命的。
可靠性技能能够确保在最短时刻内切换到维护途径，不会呈现衔接中止的状况。这关于运营商来说，无疑是确保用户体会的必定选择。
可靠性技能能够分为快速检测和维护倒换技能两个方面来进行布置，二者相得益彰共同为网络高可靠性供给确保。
1.1快速检测技能
网络设备一个越来越重要的特征是，要求对相邻体系之间通讯毛病进行快速检测，确保呈现毛病时能够更快的树立起代替通道或倒换到其他链路。
现在，一些硬件如SDH等能够供给这个功用，可是关于许多硬件或许软件无法供给这个功用，比方以太网。还有一些无法完结途径检测，比方转发引擎或许接口等，因而无法完结端到端的检测。
现在的网络一般选用慢Hello机制，尤其是路由协议在没有硬件协助下，检测时刻会很长（例如：OSPF需求2秒的检测时刻，ISIS需求1秒的检测时刻）。这对某些运用来说时刻太长了，当数据速率到Gbit数量级时，缺陷感应时刻长代表着许多数据的丢掉，而且关于不运转路由协议的节点没有办法检测链路的状况。一起，在现有的IP网络中并不具有秒以下的间歇性毛病修正功用，而传统路由架构在对实时运用（如语音）进行精确毛病检测方面才能有限。
快速检测技能的呈现处理了上述问题，典型的快速检测技能包含BFD、Eth OAM、MPLS OAM等。这些快速检测技能通过相邻设备间ms级进行检测报文的发送和接纳，当抵达装备的距离收不到对端的报文时即上报毛病，告诉设备进行相应的协议倒换。
1.2维护倒换技能
网络设备通过快速检测技能检测到毛病后，合作维护倒换技能进行相应协议的倒换。维护倒换技能即在事前树立好备用通道供设备进行倒换，针对不同的承载技能需求布置相应的维护倒换技能。
针对LTE网络，维护倒换技能依照事务布置能够分类为L2VPN类、L3VPN类、网关类、链路类维护倒换技能。L2VPN类维护倒换技能主要是PW冗余，L3VPN类维护倒换技能主要是VPN FRR，网关类维护维护技能为E-VRRP，链路类维护倒换技能包含LDP FRR、混合FRR、TE FRR和TE HSB.
2、LTE承载网可靠性技能
下面的章节将针对中国电信和中国联通在LTE承载网建造中涉及到的可靠性技能进一步进行详细介绍。
2.1中国电信LTE承载网可靠性技能
中国电信在建造IPRAN网络时，干流场景是依托于现有的城域网进行建造，也存在端到端新建的IPRAN网络。在演进到LTE承载组网时，没有EPC机房的地市需求向上跨过CN2到省会或许大区城市EPC机房进行事务落地。
中国电信的LTE承载网架构和承载方法如上图所示，本地网依然选用IPRAN的承载方法（即PW+L3VPN），只对错省会城市需求途径CN2省干网络到省会或许大区的EPC机房落地事务。
为了叙说便利，拓扑图简化如下：
关于省会或许大区城市（EPC所在地），RAN ER直接上联至EPC CE设备即可；关于非省会城市（没有EPC），RAN ER设备需求和CN2的本地落地PE设备相连，由CN2调度到EPC CE设备然后到EPC进行事务落地。
PW+L3VPN计划的规划理念为接入层通过一种技能PW完结一切事务的接入，下降接入层的维护复杂度，以及维护人员的技能要求，抵达会聚路由器后再进入L3VPN转发。
关于省会或许大区城市（EPC所在地），事务承载如下图所示：
如上图所示，接入层树立二层管道PW，会聚路由器以上起L3VPN，通过内部环回接口完结PW与L3VPN的桥接。一般一个接入环会双挂两台会聚路由器，会聚路由器作为基站的三层网关，此刻需求为两台会聚路由器三层内部环回接口设置相同的MAC和IP，完结双网关维护。
PW+L3VPN一起选用二层PW及三层VPN技能，相应的维护计划也是两种技能维护计划的组合。
依照维护形式能够分为地道维护、事务维护及网关维护三类：
1）地道维护
用于网络内部链路及节点毛病，特征是维护倒换前后事务源宿节点不变，相应的维护技能为LDP快速收敛、LSP 1：1、TE FRR，检测技能为BFD for IGP/LSP.
2）事务维护
用于会聚路由器、RAN ER以及EPC CE节点毛病，特征是维护前后事务源宿节点（包含PW与L3VPN的桥接点）产生改变，相应的维护技能为PW Redundancy和VPN FRR，检测技能分别为BFD for PW和BFD for Tunnel.
3）网关维护
用于EPC CE及EPC与EPC CE之间的链路毛病，相应的维护技能为E-VRRP.
2.2中国联通LTE承载网可靠性技能
中国联通在树立IPRAN网络时，干流场景是端到端新建的IPRAN网络，也存在依托于现有的城域网进行建造。
中国联通的LTE承载网架构和承载方法如下图所示，本地网依然选用IPRAN的承载方法（即HVPN），只对错省会城市需求途径联通B网省干到省会或许大区的EPC机房落地事务。
为了叙说便利，拓扑图简化如下：
HVPN（Hierarchy VPN）在传统端到端L3VPN的基础上进行了恰当优化，通过引进一层“轻量级RR”来缓解中心侧设备压力，处理组成大网的问题。详细计划为：
将会聚路由器设为“第二级RR”，接入路由器与会聚路由器树立BGP会话，因为会聚路由器下挂接入路由器数量有限，因而会聚路由器上BGP会话压力不大；会聚路由器与城域主干RR树立BGP会话，比较接入路由器，整网的会聚路由器数量大大下降，相应的RR的BGP会话压力也大大下降。会聚路由器收到接入路由器发布的VPNv4路由后，将下一跳修改为自己之后再发布给RR，之后再由RR反射给EPC CE，因而EPC CE有整网明细路由；会聚路由器收到的VPNv4路由均不向接入路由器发布，仅向接入路由器发布一条缺省路由，用于引导上行流量，由此，接入路由器仅需维护很少的VPN路由，路由压力较大的问题得以彻底处理。因为VPN选用分层的方法，相应的用于承载VPN的地道也需求选用分层的方法，接入路由器与会聚路由器之间为一段地道，会聚路由器与EPC CE设备之间为另一段地道，EPC CE的地道数量较多的问题也不复存在。
通过上述计划，HVPN处理了传统端到端L3VPN的扩展性问题，确保了低端设备与高端设备共同组大网的才能。
关于省会或许大区城市（EPC所在地），中心层设备直接上联至EPC CE设备即可；关于非省会城市（没有EPC），中心层设备需求和B网的本地落地PE设备相连，由B网调度到EPC CE设备然后到EPC进行事务落地。
关于省会或许大区城市（EPC所在地），事务承载如下图所示：
L3VPN到边际的事务维护计划十分齐备，能够分为地道维护、事务维护及网关维护三种形式，地道维护用于网络内部链路及节点毛病，特征是维护倒换前后事务源宿节点不变，相应的维护技能为LSP 1：1，检测技能为BFD for LSP；事务维护用于会聚路由器及EPC CE节点毛病，特征是维护前后事务源宿节点（包含两段L3VPN的衔接点）产生改变，相应的维护技能为VPN FRR，检测技能为BFD for Tunnel；网关维护用于EPC CE及EPC与EPC CE之间的链路毛病，相应的维护技能为E-VRRP.
2.3快速检测技能
双向转发检测BFD（Bidirectional Forwarding Detection）用于快速检测体系之间的通讯毛病，并在呈现毛病时告诉上层运用。
BFD for PW是一种对PW进行毛病检测的机制，用于触发所承载事务的快速切换，抵达事务维护的意图。运用BFD完结地道或PW毛病的快速检测，然后引导所承载事务的快速切换，抵达事务维护的意图。
BFD For TE是MPLS TE中的一种端到端的快速检测机制，用于快速检测地道所通过的途径（包含链路和节点）中所产生的毛病。
TE传统的检测机制包含RSVP Hello或许RSVP改写超时等检测，都具有检测速度缓慢的缺陷。BFD检测机制很好的克服了这些缺陷，它选用快速收发报文的机制，完结这些地道途径毛病的快速检测，然后触发承载事务的快速切换，抵达维护事务的意图。
在LSP地道上树立BFD会话，运用BFD检测机制快速检测LSP地道的毛病，能够供给端到端的维护。BFD能够用来检测MPLS LSP转发途径上数据平面的毛病。运用BFD检测单向LSP途径时，反向链路能够是IP链路、LSP.
3、总结
为了建造一张高可靠性的LTE网络，华为公司针对各种事务供给了端到端的可靠性维护计划，确保事务顺利，一起在毛病产生后能以最快的速度进行维护倒换，把运营商丢掉降到最低。
在快速检测方面，华为公司较早完结的BFD for everything，能够针对端口、链路、LSP、TE-LSP、VPN、PWE3等等进行快速检测，确保在毛病产生的第一时刻告诉相关模块进行快速倒换。
在毛病倒换方面，华为公司合作快速检测，推出了针对LTE场景的各种维护技能，如PW冗余、VPN FRR、混合FRR、TE HSB、VRRP等，已经在现网中广泛运用，为运营商的无线和有线事务保驾护航。
