河南移动基于数字孪生技术的IP变更监控方案

作者:中国移动通信集团河南有限公司 牛燕萍 刘遂江 郝文胜 责任编辑:包建羽 2025.01.25 14:05 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)电信运营网络是跨省、跨地市语音和数据业务的关键载体。IP网络承载着移动用户、家庭用户、政企用户,以及网络电视用户等,用户量上亿。当前,电信运营网络正处于结构演进升级的关键时期,频繁的网络调整为运维团队带来了巨大挑战。近年来,国内外多家运营商在IP骨干网络割接时,因BGP(边界网关协议)路由配置错误而引发的全网路由冲击,导致业务大面积中断,用户投诉量增加,严重影响了运营商声誉,并对社会民生造成了不可估量的重大损失。TM Forum报告显示,43%的运营商认为人工配置网络会影响其业务运营能力。因此,确保网络的正确配置是运营商不可推卸的责任,也是维护社会稳定与民生福祉的重要基石。

随着自智网络向L4迈进,河南移动借助华为iMaster NCE(网络智能管控系统)网络数字地图,联合打造创新实验室,进行IP自智网络创新实践,针对IP变更监控课题,共同开展自智网络L4的关键架构演进、验证和推广工作,实现网络变更耗时从60小时降至4小时,同时实现了网络变更后自动值守,减少了人工夜间操作值守。

注智赋能,打造“配置核查-在线仿真-业务比对”变更新架构

河南移动基于网络数字地图、数字孪生仿真底座构建的配置核查、配置仿真、业务比对等核心能力,在IP网络变更监控端到端生产流程中,构筑了三道防线,从事前、事中、事后全面保障动网安全。在网络配置变更实施前,实现配置变更影响性评估100%可视,确保错误不入网;在网络配置变更实施后实现事后配置变更影响自动分析和快速比对,迅速识别潜在风险。基于数字孪生技术的IP变更监控方案如图1所示。

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配置核查,实现隐患提前识别

河南移动自智网络实践通过全球建网标准、重大事故库提取核查规则,基于网络存量、增量,对已生成的变更配置脚本叠加存量后,在IP架构、路由架构、VPN架构、高可靠性架构、QoS架构五个方面进行潜在风险扫描核查,防止潜在风险进入现网,提升变更后网络的安全性,如图2所示。

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在线仿真,实现动网人为引入事故为“零”

河南移动自智网络实践充分融合新一代CMOS(仿真算法与网络数字孪生技术),兼具轻量化与高精度的双重优势,深度分析配置变更后网络中的IGP协议、BGP路由、LDP会话、RSVP隧道及流量变化,通过输出路由验证结果和流量验证结果,以实现变更网络影响提前感知、错误配置提前发现的目标。基于CMOS的自智网络实践流程如图3所示。

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业务比对,实现业务状态及时验证

河南移动通过CLI自动化方案,进行预先检查和事后检查,自动采集设备状态,运用预制检查比对规则,在自动化过程中及路由前后对比业务,生成比对报告。通过自动化方案生成的比对报告示意如图4所示。

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河南移动IP变更监控方案取得四大成果 

河南移动面向IP网络端到端变更监控场景,持续强化下行自动控制能力,打造了IP变更监控方案,能够精确预判网络配置变更后的状态,且能够基于离散事件模型和形式化验证算法,评估变更风险,防范配置误操作等人为事件发生,在以下四个方面取得了显著成效。

一是提升了IP网络数字孪生“实时全感知”能力。河南移动通过BGP-LS协议采集IGP链路时延、SRLG、接口带宽、最大预留带宽、BCO带宽、标签等参数信息,实现与实物存量关联,构建多维度逻辑拓扑;通过Netconf/SNMP协议采集物理接口、软件版本等物理存量资产信息;通过Telemetry/SNMP协议采集网络实时带宽、带宽利用率、链路可用性等获取网络真实流量信息,实现分钟级网络拥塞检测以及分钟级链路丢包检测;达成在线实时同步现网配置、流量、BGP路由以及基于孪生镜像事前评估的目标。

二是打造数字孪生引擎通用能力,数据融合统一呈现。河南移动针对多厂商网络并存现状,开放在线可编程通道,实现任意厂家、任意设备的添加,将多种协议通道数据上报,并提取相关信息;通过多厂商驱动进行协议适配、采集调度、格式转换、数据分发,将多厂商采集数据格式归一,存入数字孪生引擎,通过统一的网络数字地图进行呈现。

三是通过事前评估、精准评估保证动网安全红线,实现了人为引入“零”事故。河南移动通过该方案实现了一键在线评估、变更影响全可视,路由变化、流量变化统一视图呈现;配置风险全评估,评估结果图形化展示,快速评估影响性;高精仿真算法,匹配运营商复杂网络,实现分钟级数字镜像网络,保障动网安全,人为变更引入“零”事故。

四是完成IP变更监控流程穿透,提升网络变更运维效率。河南移动通过与集中调度平台(动网管家)完成配置核查、在线仿真、业务比对等能力对接,实现变更监控流程自动化率达60%,网络变更耗时从60小时降至4小时,IP变更监控运维效率得到大幅提升。

河南移动IP变更监控方案以端到端自动化流程贯穿割接工作的全生命周期——从方案制定、方案会审、割接实施到业务运行观察等,通过构建事前动网仿真、事中快速恢复、事后自动值守的“三位一体”智能运维体系,实现了故障从被动处理到主动预防的转变,保障了网络连续安全运行。

未来,河南移动将通过建设协同创新实验室和开放创新平台等方式,与全球产业伙伴开展交流合作,共同推动仿真技术的创新和发展,促进行业生态的构建和数字化转型战略的实施。

*本文刊载于《通信世界》

总第960期 2025年1月25日 第2期

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