浙江省邮电工程建设有限公司 浙江省 310016
摘要：随着我国固网宽带接入大面积的覆盖及国家提速降费政策的激励，以及宽带用户数量的急剧增加，IP城域网作为宽带业务的承载网络，面临着巨大的运行压力。伴随着城域网业务管道的不断加宽，各种应用蓬勃发展（特别是视频和游戏业务）。应用和客户的快速增加使得用户对业务质量会有差异化的需求，面对差异化需求运营商也将针对客户市场进行细分，精准营销，并对客户的不同需求提供个性化服务与资费选择。为适应市场营销策略，网络层面必须能通过技术手段实现端到端的差异化服务，并且在用户订购后可快速部署开通。本文对在城域网实现家庭宽带业务质量差异化部署的技术手段，包括实现原理、应关注的指标、部署的位置（家庭网关、接入网、城域网）、开通方法等内容进行了研究和分析。
关键词：智能开通；宽带业务；部署
引言
随着宽带业务的不断拓展，设备的业务配置规则也不断发生变化，业务配置工作量与日俱增。采用手工方式进行业务配置的效率已远远不能满足业务发展的需要。以PVC数据开通为例，在每一设备的每一端口做这种配置需要5~10s，按照总共200台设备共近18万端口来算，一次手工业务配置就需要300小时也就是12天左右的时间，工作量十分巨大，并且容易出现人为错误。采用开发针对每一种业务的开发专用自动配置软件的方式，一来开发周期比较长，不能满足业务开展需要，以开发PVC数据开通的自动软件为例，从需求分析到分析设计再到测试发布，一般的开发周期是一个月，开发成本在1~10万元不等；二来很多业务配置工作只需要执行一次即可，开发这种固定软件会浪费大量开发成本。
1运营商IP网络现状
目前，运营商承载宽带业务涉及的网元主要包括家庭网关、宽带接入网、IP城域网、IDC网络、IP骨干网。家庭网络主要由HUG构成，宽带接入网网元为OLT设备，IP城域网网元包括SW、BRAS/SR、出口路由器等网元，IDC网络网元为出口路由器，骨干网网元为出口路由器设备。网络拓扑参见图1。网络中承载的业务流量包括家庭宽带业务、政企互联网业务、手机互联网业务及云业务。以中国联通北方某大型城域网为例，本地IP网中70%流量为家庭宽带业务，家庭宽带业务应用种类繁多。根据近两年的统计来看，视频类和游戏类业务流量在家庭宽带业务中占比超过50%，而这两类业务又是对网络时延、丢包、抖动最为敏感的业务。
2端到端差异化服务网络规划
2.1状态迁移
状态表的每一当前状态可能会有多条状态转移路径，状态机进行状态迁移时，需要根据输入数据以及当前任务数据，判断要走哪一条状态路径，也就是做什么样的迁移动作，迁移动作包括需要发送什么样的命令、进行什么样的数据保存、以及最后要转变为哪一个状态。在状态表的每条状态路径中都设置了两个特征字符串：接收数据特征字符串和任务数据特征字符串。两个字符串都是以正则表达式的形式进行配置的，不同的是前者用于匹配外界输入数据（即设备上返回的数据），后者则用于匹配当前的任务数据（当前任务的所有参数拼接而成的字符串）。只有这两个特征字符串都能成功匹配，才表示此条匹配状态路径，如果有多条路径都满足匹配，则路径顺序值小的路径优先匹配。在状态机转移完状态后将执行数据保存工作，一般情况会执行一条动态SQL语句来实现数据保存到数据库中，但还可以设置保存语句以符号“^”开始，表示需要之后的数据追加到当前任务的参数列表中，以便后续状态迁移时可以用来做是否满足转移条件的任务数据的判定依据。
2.2技术部署范围
根据差异化业务需求，不同业务对带宽、延时、抖动等各方面要求不同。为了在现有网络上对不同业务进行差别服务，运营商可在自有网络内为特定游戏类等业务提供从用户终端到业务提供服务器的端到端的服务质量（QoS）保障。城域网内端到端部署，从用户终端至出口CR路由器。为用户在现有宽带业务基础上提供叠加带的带宽，同时对此部分带宽进行特殊绝对保障。保障用户建议为使用路由型家庭网关的FTTH用户。
2.3多状态转移
如果状态机的状态表堆栈全部弹出后，状态机将会正常终止，之后又将从头开始加载状态表、重新连接设备、登录设备等一系列重复操作，这样对于大批量的任务，特别是一批任务都是对同一台设备进行操作时，这样反复的连接设备操作将极大影响业务配置效率。为此需要有一种机制来保证在当前任务执行完毕后，如果后面还有类似的任务（即任务参数和当前任务参数有些类似），状态机的状态不要转移到完成状态，即不要让状态机弹出当前状态表，而是转移到合适的状态，并完成当前任务继续进行状态转移；如果后面已经没有类似任务，或者根本没有任务了，则状态机就直接转移到完成状态即可。这样的话，同一状态路径，就有可能存在多个下一状态的状态转移目标，状态机将比较当前任务和下一任务的参数类似程度，来确定究竟转移到哪一状态。当然能这样做的前提是全局任务管理器在加载任务时已经按照任务的参数进行了排序，例如图2中的四种任务清单。可以看出，第四种情况的状态表任务清单的当前任务和下一任务最为类似，而第三种次之，第一种类似程度最低，这样我们就可以依次设置四个下一状态的状态转移目标，状态机在遇到以上四种情况时，可以自动选择下一状态。
2.4流分类和标记规划
IP网内主要承载运营商自有业务（包括网络控制信息、语音业务、IPTV业务）和互联网业务（包括政企大客户、家庭宽带、手机上网）。在做网络优先级规划时优先保障运营商自有业务，其次为互联网业务。在互联网业务中，优先保障提供差异化服务的业务。根据业务类型定义不同保障等级，网络中各层级设备进行队列调度时，优先保障高等级业务，各类业务优先级规划。
3状态表配置规范
3.1状态迁移
状态表的每一当前状态可能会有多条状态转移路径，状态机进行状态迁移时，需要根据输入数据以及当前任务数据，判断要走哪一条状态路径，也就是做什么样的迁移动作，迁移动作包括需要发送什么样的命令、进行什么样的数据保存、以及最后要转变为哪一个状态。在状态表的每条状态路径中都设置了两个特征字符串 ：接收数据特征字符串和任务数据特征字符串。两个字符串都是以正则表达式的形式进行配置的，不同的是前者用于匹配外界输入数据（即设备上返回的数据），后者则用于匹配当前的任务数据（当前任务的所有参数拼接而成的字符串）。只有这两个特征字符串都能成功匹配，才表示此条匹配状态路径，如果有多条路径都满足匹配，则路径顺序值小的路径优先匹配。在状态机转移完状态后将执行数据保存工作，一般情况会执行一条动态 SQL 语句来实现数据保存到数据库中，但还可以设置保存语句以符号“^”开始，表示需要之后的数据追加到当前任务的参数列表中，以便后续状态迁移时可以用来做是否满足转移条件的任务数据的判定依据。
3.2 数据接收缓冲区
状态机内部有一个数据接收缓冲区，用于暂时存储从设备返回的数据，当状态机接收到数据时，第一时间将数据追加入缓冲区中，状态机在匹配接收数据时就是针对缓冲区中的数据进行匹配的。当状态机执行发送指令到设备后，默认情况下将立即清除缓冲区的数据，但是也可以通过设定状态机命令来保留缓冲区中的数据，以便下次匹配时使用。这种情况一般应用于需要持续发送数据来拼接多段接收到数据的地方，如设备要求终端发送空格等字符来获取更多数据时（即设备有返回“More”等类似提示），状态机通过保留缓冲区中内容来保存完整的返回数据。
3.3状态表堆栈
状态机在运行时刻可以采用状态机命令来动态加载新的状态表，这些状态表以堆栈的形式组织，新加载的状态表便位于栈顶，即栈顶就是当前正在运行状态转移的状态表，当状态转移的下一状态在当前状态表中不存在时，状态机认为当前状态表已经运行完毕，此时将弹出栈顶状态表，次栈顶位置的状态表成为当前状态表继续进行状态转移。当状态机的状态表堆栈中所有状态表均已弹出后，说明当前任务已经执行完毕，且执行成功，此时状态机将正常终止。
3.4多状态转移
如果状态机的状态表堆栈全部弹出后，状态机将会正常终止，之后又将从头开始加载状态表、重新连接设备、登录设备等一系列重复操作，这样对于大批量的任务，特别是一批任务都是对同一台设备进行操作时，这样反复的连接设备操作将极大影响业务配置效率。为此需要有一种机制来保证在当前任务执行完毕后，如果后面还有类似的任务（即任务参数和当前任务参数有些类似），状态机的状态不要转移到完成状态，即不要让状态机弹出当前状态表，而是转移到合适的状态，并完成当前任务继续进行状态转移 ；如果后面已经没有类似任务，或者根本没有任务了，则状态机就直接转移到完成状态即可。这样的话，同一状态路径，就有可能存在多个下一状态的状态转移目标，状态机将比较当前任务和下一任务的参数类似程度，来确定究竟转移到哪一状态。当然能这样做的前提是全局任务管理器在加载任务时已经按照任务的参数进行了排序。
3.5状态机迭代数据
（1）自动生成方式
前面在介绍“特征字符串参数”时就谈到状态机在匹配接收特征字符串时，如果匹配成功并且接收特征字符串的正则表达式有设定获取组数据，那么状态机将把所有这些组数据自动加载到迭代数据区。每一次匹配都生成一行迭代数据，每个组数据就是该行中每列的数据，匹配的总次数就是迭代数据的数目。
（2）手动生成方式
通过状态机命令也可以手动加载迭代数据，此时就必须显示的指定列分隔符、列数、以及某行某列的数据，但是一般可以采用动态数据项参数来生成这一数据。当重新生成了迭代数据后，循环迭代计数器被重置为 1，之后可以通过状态机命令将其加一，当迭代器的值超过迭代数据的数目后，状态机会自动追加一个任务参数来表示迭代已结束。
结语
总而言之，上述宽带业务配置的快速实现方法是一种通过采用编写业务规则来替代专用软件开发的自动配置方法，实际上是分别借鉴了手工配置和专用软件配置的优点，采取一个折中的方案，既延续专用软件配置的高效性和稳定性的特点，又保留手工配置的灵活性特点，使得配置软件可以灵活快速地适应业务配置规则的频繁变化。
参考文献
[1]赵起超.拨号宽带开通国际加速产品的实现[J].信息通信,2019(07):226-227.
[2]李汶澍.基于智能手机终端的家庭宽带资源清查系统[J].电信技术,2019(06):64-68.
论文作者:杨永平
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/30
标签：状态论文; 数据论文; 业务论文; 状态机论文; 字符串论文; 路径论文; 设备论文; 《当代电力文化》2019年第12期论文;