摘要 本文從分析現(xiàn)有傳送技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)入手,研究和分析了分組傳送網(wǎng)應(yīng)有的處理對象和相應(yīng)的處理原則等核心問題,進(jìn)而指出了分組傳送網(wǎng)體系架構(gòu)對下一代傳送新技術(shù)的要求。本文還對主流的分組傳送網(wǎng)新技術(shù)進(jìn)行分析與討論,總結(jié)了這些新技術(shù)的發(fā)展軌跡,相互融合的能力和分層與綜合的特點(diǎn),為從整體上把握下一代分組傳送網(wǎng)新技術(shù)競爭和融合的發(fā)展趨勢提供了參考。
1、傳送網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀與面臨的挑戰(zhàn)
1.1從MSTP談起
以MSTP/ASON為代表的傳送網(wǎng)技術(shù)有許多新特點(diǎn)。MSTP在傳統(tǒng)SDH基礎(chǔ)上,通過IP/ATM等多業(yè)務(wù)接入能力的引入,在業(yè)務(wù)接口上提供了以太網(wǎng)類接口和ATM類接口,是一個(gè)可以直接同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行接口的傳送平臺(tái)。在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,MSTP在承載原有TDM業(yè)務(wù)的同時(shí),可以開展多種高可靠性、大容量的新業(yè)務(wù),如以太網(wǎng)專線、點(diǎn)到多點(diǎn)以太網(wǎng)、以太環(huán)網(wǎng)等業(yè)務(wù);為大客戶提供綜合接入;實(shí)現(xiàn)DSLAM到BRAS的接入與匯聚;作為3G業(yè)務(wù)的傳輸手段等。
無論從提供的業(yè)務(wù)還是從名字上看,這種系統(tǒng)已經(jīng)在傳送上實(shí)現(xiàn)了多種業(yè)務(wù)的相對融合。當(dāng)新業(yè)務(wù)(或者其接口)出現(xiàn)的時(shí)候,系統(tǒng)似乎只需要添加相應(yīng)的接口便可以了。那么為什么說從發(fā)展的角度看,這種已經(jīng)比較完善的架構(gòu)不是下一代的方向呢?
在回答這個(gè)問題之前,我們先來回顧一下傳送網(wǎng)發(fā)展的歷史。圖1抽象地顯示了傳送網(wǎng)發(fā)展的歷史。光通信伊始,人們開發(fā)了PDH設(shè)備(圖1a),該類設(shè)備在業(yè)務(wù)接口側(cè)提供了2Mbit/s(或1.5Mbit/s)的基群接口。雖然有被稱作是光的處理,但基本上是5B/6B碼型和1B1H碼型的電信號層處理。
圖1 傳送網(wǎng)的演進(jìn)
自20世紀(jì)90年代開始,SDH設(shè)備(圖1b)通過同步性能的改善,首次提供了靈活的業(yè)務(wù)顆粒(如虛容器VC-12和虛容器VC-4)調(diào)度能力,將傳送網(wǎng)的組網(wǎng)和保護(hù)功能發(fā)揮的淋漓盡致。因而,SDH技術(shù)作為傳送網(wǎng)主體技術(shù)以其特有的優(yōu)勢在傳送網(wǎng)中占據(jù)了絕對主導(dǎo)地位,為電信運(yùn)營商業(yè)務(wù)的發(fā)展發(fā)揮了巨大作用。
WDM設(shè)備(圖1c)則首次拓展了光領(lǐng)域,充分利用光纖通信的波分特性,大大提高了傳送網(wǎng)的容量。自20世紀(jì)90年代中期商用以來,WDM系統(tǒng)發(fā)展極為迅速,已成為實(shí)現(xiàn)大容量長途傳輸?shù)闹髁魇侄。不過,現(xiàn)階段大多數(shù)WDM系統(tǒng)主要用在點(diǎn)對點(diǎn)的長途傳輸上,聯(lián)網(wǎng)依然在SDH電層上完成。在條件許可和業(yè)務(wù)需要的情況下,在WDM系統(tǒng)中有業(yè)務(wù)上下的中間節(jié)點(diǎn)可采用OADM設(shè)備(圖1e),從而避免使用昂貴的OTU進(jìn)行OEO變換,節(jié)省網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本,增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)靈活性。目前具有固定波長上下的OADM已經(jīng)廣泛商用,而能夠通過軟件配置靈活上下波長的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)OADM(ROADM)也開始步入市場。同時(shí)隨著160×10Gbit/sDWDM系統(tǒng)的成熟,在業(yè)務(wù)量大的地區(qū)新建WDM系統(tǒng)已越來越多地引入80/160×10Gbit/s的系統(tǒng)。
面對電信業(yè)務(wù)的加速數(shù)據(jù)化和IP化以及多樣化的業(yè)務(wù)環(huán)境,SDH技術(shù)加強(qiáng)了支撐數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的能力并向多業(yè)務(wù)平臺(tái)發(fā)展,形成SDH多業(yè)務(wù)平臺(tái)(MSTP)(圖1d)。SDH多業(yè)務(wù)平臺(tái)的基本思路是將不同的業(yè)務(wù),通過VC級聯(lián)等方式映射進(jìn)不同的SDH時(shí)隙,而SDH設(shè)備與二層設(shè)備乃至三層分組設(shè)備在物理上集成為一個(gè)實(shí)體,構(gòu)成具有業(yè)務(wù)層和傳送層一體化的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
作為SDH設(shè)備的改進(jìn),MSTP所改善的是在用戶接口一側(cè),但是內(nèi)核一側(cè)卻仍然是電路結(jié)構(gòu)。因此,可以說MSTP技術(shù)向包處理或IP化的程度不夠徹底。隨著TDM業(yè)務(wù)的相對萎縮及“全I(xiàn)P環(huán)境”的逐漸成熟,傳送設(shè)備要從“多業(yè)務(wù)的接口適應(yīng)性”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;多業(yè)務(wù)的內(nèi)核適應(yīng)性”(圖1e),分組傳送網(wǎng)迎合了這種趨勢。
1.2下一代傳送網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)
當(dāng)以“三超”(超大容量、超高速、超長距離)DWDM為代表的傳輸技術(shù)在擴(kuò)展著自己領(lǐng)域的時(shí)候,傳送技術(shù)在業(yè)務(wù)接口側(cè)出現(xiàn)的問題——業(yè)務(wù)的接口不匹配導(dǎo)致業(yè)界必須重新審視和探索新的傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
隨著以Internet為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展,電信運(yùn)營格局的變化,業(yè)務(wù)的傳送環(huán)境發(fā)生了很大變化。傳送網(wǎng)在圖1所示業(yè)務(wù)接口層的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)被打破了,以2Mbit/s(或1.5Mbit/s,或SDH155Mbit/s)為顆粒的基本單位不再是普遍的用戶接口。新業(yè)務(wù)的接口主要是針對數(shù)據(jù)應(yīng)用,同時(shí)一些傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)也轉(zhuǎn)移到IP的承載方式,如VoIP語音業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)的接口形式也變成了以太網(wǎng)接口、POS接口以及少數(shù)的ATM接口。
應(yīng)當(dāng)說,作為傳送技術(shù)與數(shù)據(jù)通信技術(shù)融合(某種意義上的妥協(xié)),MSTP傳送技術(shù)及設(shè)備在傳送網(wǎng)向分組傳送(交換)方向前進(jìn)了一步。MSTP中通過使用GFP封裝、VC虛級聯(lián)、LCAS(鏈路容量調(diào)整)等關(guān)鍵技術(shù),對新業(yè)務(wù)提供延伸的接口。引入MSTP以后,對于現(xiàn)有的IP城域網(wǎng)和ATM網(wǎng),MSTP可以為其提供接入和匯聚,擴(kuò)大以太網(wǎng)業(yè)務(wù)與ATM業(yè)務(wù)的覆蓋范圍,確保各網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)發(fā)展和相互配合,因而MSTP上通過數(shù)據(jù)接口功能的增加,實(shí)現(xiàn)了對現(xiàn)有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的有效補(bǔ)充,保護(hù)了現(xiàn)有投資。
但是MSTP傳送技術(shù)及設(shè)備也碰到一些制約因素(障礙)。首先,利用MSTP實(shí)現(xiàn)各類業(yè)務(wù)網(wǎng)在匯聚層和接入層的合網(wǎng)建設(shè),必然會(huì)帶來如何進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)管理等問題,因此在引入MSTP的同時(shí),還要注意適當(dāng)重組業(yè)務(wù)流程和網(wǎng)絡(luò)管理流程,以適應(yīng)業(yè)務(wù)綜合和網(wǎng)絡(luò)融合的趨勢。其次是MSTP處理顆粒(接口速度)的不匹配:MSTP以2Mbit/s速率及其虛級鏈來轉(zhuǎn)送以太網(wǎng)業(yè)務(wù),這就如同拿一把尺子來稱蘋果的重量一樣不太合適。事實(shí)上,MSTP的內(nèi)核是VC-12或者VC-4的交叉粒度來完成以太網(wǎng)的分組傳送。在面向群路側(cè)的處理對象是VC-4,不清楚也不能適應(yīng)VC-4內(nèi)包的傳送。對于以太網(wǎng)而言,包長是變化的,流量是突發(fā)的。傳統(tǒng)的SDH傳送網(wǎng)對于基于分組化的業(yè)務(wù)和新的業(yè)務(wù)提供方式,存在著諸如業(yè)務(wù)指配處理復(fù)雜,帶寬效率低,成本高,網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性差等缺點(diǎn)。對于MSTP的交換平臺(tái),核心結(jié)構(gòu)為交叉式電路方式的時(shí)隙交換,不能有效利用統(tǒng)計(jì)復(fù)用特性。
既然MSTP在下一代傳送技術(shù)候選存在問題,那么當(dāng)今市場上的寵兒ASON能否就是下一代網(wǎng)的雛形呢?答案也是否定的。ASON嚴(yán)格來說不是一種傳送設(shè)備,毋寧說它是一種控制平面。而且當(dāng)今的ASON的連接或是ASON設(shè)備的處理粒度也是VC-4,即便是將來可以在基于波分層面的2.5Gbit/s的調(diào)度和基于VC-12顆粒的調(diào)度,其所處理的對象也無根本性的變化。
根本的原因在于,IP包交換無疑已經(jīng)牢牢占據(jù)了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)治地位。因此下一代的承載傳送網(wǎng)必然是基于分組的。但是傳送網(wǎng)分組交換的具體方式是怎樣的呢?傳送網(wǎng)在傳送數(shù)據(jù)大量增加,數(shù)據(jù)傳輸容量超過電路交換的同時(shí),專家們開始重新審視下列核心問題:傳送網(wǎng)的核心處理機(jī)構(gòu)是什么?核心處理機(jī)構(gòu)對傳送網(wǎng)新的處理對象是什么?以傳送為目的的處理層次又是什么?
傳送網(wǎng)是否需要將包的處理技術(shù)全盤拿來?典型的,是否需要將以太網(wǎng)的2層處理技術(shù),或者是3層處理技術(shù)作為傳送的處理,例如可以直接處理IP包呢?
早期的研究提出了IPoverWDM的概念,連所有2層功能都舍棄,將IP包直接調(diào)制到波長上,似乎路由器接一個(gè)光接口就是未來的網(wǎng)絡(luò)。這種模型認(rèn)為IP等數(shù)據(jù)包通過相應(yīng)的封裝技術(shù)(例如POS、GFP)就可以直接由WDM或OTN網(wǎng)絡(luò)傳送,從而省去了ATM甚至SDH/SONET層面。同時(shí),只需過度建設(shè)(Overbuild)超大容量的光傳輸網(wǎng),IP業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS)就可以得到保證。然而,這種網(wǎng)絡(luò)模型被證明是一種價(jià)格昂貴的建網(wǎng)方式,其主要原因是IP路由器的POS(PacketoverSDH/SONET)接口和WDM系統(tǒng)的波長轉(zhuǎn)換器(OTU)價(jià)格都較昂貴,采用過度建設(shè)(Overbuild)的策略將使網(wǎng)絡(luò)成本居高不下。
另外的研究認(rèn)為,傳送網(wǎng)如果要發(fā)展,必須要增加傳輸設(shè)備的協(xié)議處理層次,到ISO七層協(xié)議的2層和2層以上進(jìn)行處理。對上述問題的回答可以說是眾說紛紜,莫衷一是。
其實(shí)ATM的方向的初衷是對的,那就是使用標(biāo)簽技術(shù)。只不過是,ATM技術(shù)考慮對業(yè)務(wù)的界面不夠友好,業(yè)務(wù)在封裝成53byte信元的時(shí)候,有5byte的開銷(被稱為“信元稅”)。其核心原因是只考慮了交換與傳輸技術(shù)的技術(shù)要求,而對業(yè)務(wù)接口的兼容性考慮不夠。其次,由于實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中人們已經(jīng)普遍采用IP技術(shù),純ATM網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不可能。不過既然現(xiàn)有ATM傳送網(wǎng)絡(luò)都是用來承載IP,如此人們就希望新建的分組傳送網(wǎng)也能像ATM一樣提供多種類型的承載能力。
2、傳送網(wǎng)體系架構(gòu)的要求
2.1具有面向包的處理能力通用平臺(tái)
盡管IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)所占用的帶寬已經(jīng)在某些運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)中超出了傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)所占用的帶寬,可是從業(yè)務(wù)收入角度來說,語音業(yè)務(wù)的收入現(xiàn)階段仍然是運(yùn)營商最主要的收入來源。因此,有必要建立一個(gè)新的傳送網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),既可以面向包括傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)在內(nèi)各種業(yè)務(wù)接口,又可以具有統(tǒng)一的處理平臺(tái),以便更經(jīng)濟(jì)有效地支持大容量的多種業(yè)務(wù)的應(yīng)用。
這種新的傳送網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)不會(huì)憑空產(chǎn)生,而應(yīng)該兼容現(xiàn)有的協(xié)議,在各種協(xié)議“你中有我,我中有你”的現(xiàn)實(shí)環(huán)境中定義自己的位置。這就需要傳送網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是具有包的通用處理能力的平臺(tái),具有通用的層間接口協(xié)議,既可以接受各種客戶層協(xié)議,也能利用各種下層協(xié)議(服務(wù)層)提供的連接路徑(trail)或服務(wù)。
同時(shí)這種新的傳送網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)需要考慮IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的突發(fā)性和不確定性,這需要為傳送它的光網(wǎng)絡(luò)帶寬實(shí)行動(dòng)態(tài)分配和調(diào)度以實(shí)現(xiàn)有效的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,這種優(yōu)化可以減少全網(wǎng)中所需光接口(POS接口和OTU接口等)和相應(yīng)波長的數(shù)目,既大規(guī)模降低建網(wǎng)成本,又提高帶寬利用率。
再者,對于實(shí)現(xiàn)TDM業(yè)務(wù)的無縫連接來說,可采用電路仿真業(yè)務(wù)的方式解決業(yè)已存在的電路型業(yè)務(wù)(POTS6,E1/T1和N×64kbit/s等業(yè)務(wù))。
2.2具有極強(qiáng)的可擴(kuò)展性
目前主流的2層協(xié)議例如以太網(wǎng)協(xié)議的可擴(kuò)展性存在問題。主要表現(xiàn)在以下4個(gè)方面:VLAN的標(biāo)簽空間太小,只能有4096個(gè)VLANID;生成樹過大;MAC地址表巨大(而運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)有幾萬個(gè)到幾十萬個(gè)主機(jī));安全問題。從數(shù)量來講運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)有幾十萬個(gè)虛連接,帶寬在10Gbit/s以上。802.1ad標(biāo)準(zhǔn)通過定義StackVLAN解決了虛擬VLAN的標(biāo)簽空間太小的問題。
但是上述生成樹過大和MAC地址表巨大的問題依然存在。解決這些問題顯然需要將運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)同用戶的網(wǎng)絡(luò)隔離,同時(shí)網(wǎng)絡(luò)使用層次化結(jié)構(gòu)是解決可擴(kuò)展性和安全問題所熟知的方法。
2.3具有運(yùn)營管理維護(hù)(OAM)和保護(hù)
運(yùn)營管理維護(hù)(OAM)特性上應(yīng)該具有業(yè)務(wù)管理特性,如提供快速業(yè)務(wù)生成,運(yùn)營級的OAM能力以及保護(hù)能力等。
快速業(yè)務(wù)生成隱含著具有業(yè)務(wù)(業(yè)務(wù)產(chǎn)品)的再工程設(shè)計(jì)能力。由于業(yè)務(wù)的不確定性,運(yùn)營者必須快速反應(yīng),調(diào)整業(yè)務(wù)或有限的擴(kuò)展業(yè)務(wù)。這將增加系統(tǒng)的業(yè)務(wù)(業(yè)務(wù)產(chǎn)品)的再(重新)工程設(shè)計(jì)能力,可以平滑過渡到新的運(yùn)營形式,從而影響成本,降低再投入。
運(yùn)營級的OAM能力通常需要系統(tǒng)管理業(yè)務(wù)具有端到端業(yè)務(wù)服務(wù)等級協(xié)議(SLA),例如端到端的CIR和EIR,和采取連接故障管理等措施。
保護(hù)特性上的典型要求是50ms的保護(hù)倒換時(shí)間,端到端的通道保護(hù)以及群路線路保護(hù)和節(jié)點(diǎn)保護(hù)。
3、分組傳送網(wǎng)技術(shù)的研究走向
今天圍繞分組傳送網(wǎng)架構(gòu),只有兩種技術(shù)在可擴(kuò)展性和可管理特性上滿足要求。即以太網(wǎng)包傳送(EOT)技術(shù)和多協(xié)議標(biāo)記交換/偽線仿真(MPLS/PW)技術(shù)。這兩種技術(shù)都能支持多協(xié)議包的傳送,都具有全球范圍內(nèi)的可擴(kuò)展性。以太網(wǎng)技術(shù)具有成本低、具有本征的多播支持能力和較好的管理能力,所以以太網(wǎng)包傳送(EOT)技術(shù)基本上在現(xiàn)有以太網(wǎng)技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn),添加標(biāo)簽或幀頭。而MPLS技術(shù)則是成熟的標(biāo)簽交換協(xié)議,具有較為成熟的流量工程(TrafficEngineering)能力和保護(hù)機(jī)制。
3.1基于以太網(wǎng)的包傳送技術(shù)
既然以太網(wǎng)是一種用戶領(lǐng)域的技術(shù)選擇,因而排除可能出現(xiàn)的互通問題,利用和保護(hù)客戶驅(qū)動(dòng)的投資,把以太網(wǎng)技術(shù)加以改進(jìn)作為在運(yùn)營商領(lǐng)域一種選擇,是很自然的事。然而傳送技術(shù)的轉(zhuǎn)換是一個(gè)長期過程,也意味一種承諾。其結(jié)果是新技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的先決條件必須是具有比較綜合全面的功能。從運(yùn)營商的角度來說,現(xiàn)有的以太網(wǎng)技術(shù)還缺乏上一節(jié)所說的OAM能力,流量管理能力和可擴(kuò)展性。
近來以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展很快,許多以太網(wǎng)的基本問題已經(jīng)得到較充分研究,取得了一些里程碑式的成果。典型地,針對以太網(wǎng)的包傳送技術(shù)主要成果(標(biāo)準(zhǔn))有PBB(ProviderBackboneBridge)、PBT(ProviderBackbone Transport)以及ITU正在定義的EOT(Ethernet over Transport)。
3.1.1PBB技術(shù)
所謂PBB又稱為MACinMAC,由IEEE802.1ah工作組制定。PBB以太網(wǎng)的包傳送技術(shù)主要目標(biāo)是允許由802.1ad所規(guī)定的提供商網(wǎng)橋網(wǎng)絡(luò)在數(shù)量上支持224個(gè)業(yè)務(wù)VLAN,同時(shí)定義了提供商網(wǎng)橋骨干網(wǎng)絡(luò)(PBBN)的架構(gòu)和橋接協(xié)議,實(shí)現(xiàn)多個(gè)提供商網(wǎng)橋網(wǎng)絡(luò)的兼容和互聯(lián)。其主要方法如下。
為在數(shù)量上提供224個(gè)業(yè)務(wù)VLAN,制定了業(yè)務(wù)VLAN的標(biāo)簽(Tag)格式I-TAG,用來標(biāo)識(shí)不同業(yè)務(wù)VLAN。
規(guī)定了骨干網(wǎng)VLAN的標(biāo)簽格式B-TAG,用來標(biāo)識(shí)骨干網(wǎng)上不同的VLAN。
規(guī)定了4種類型的提供商骨干網(wǎng)橋(節(jié)點(diǎn))。第一種網(wǎng)橋包括一個(gè)I成份(可以識(shí)別和封裝業(yè)務(wù)VLAN);第二種網(wǎng)橋包括B成份(只識(shí)別B-VLAN);第三種網(wǎng)橋包括一個(gè)I成份,一個(gè)B成份,這3種是骨干邊沿橋(BackboneEdgeBridge);最后一種就是原來普通的提供商網(wǎng)橋(802.1ad)。
在保留和修改原以太網(wǎng)MAC服務(wù)、維護(hù)每種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量、與用戶的數(shù)據(jù)隔離等功能的基礎(chǔ)上,定義了PBB網(wǎng)絡(luò)的操作原理。
規(guī)定了提供商網(wǎng)橋到提供商骨干網(wǎng)橋的接口形式。該接口形式通過I和B成份的配置和操作來構(gòu)成:
(1)可提供端口形式(PortBased)的透明接口;
(2)可提供一個(gè)S-TAG接口;
(3)可提供一個(gè)I-TAG接口。
這種在以太網(wǎng)領(lǐng)域新的革新將極大地增強(qiáng)以太網(wǎng)的可擴(kuò)展性和其作為傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的能力。據(jù)此,以太網(wǎng)取得了允許網(wǎng)絡(luò)層次化的可擴(kuò)展性,實(shí)現(xiàn)了完全同用戶廣播域的隔離,是以太網(wǎng)向運(yùn)營級網(wǎng)絡(luò)邁出的重要一步。
在MACinMAC封裝的基礎(chǔ)上,如果采用流量工程一類的功能仍然存在一些缺陷:(1)流量工程要求在多種方式路由交通流量,以便實(shí)現(xiàn)運(yùn)營設(shè)施的充分利用。(2)流量工程要求具有強(qiáng)制或約束性的路由管理以及業(yè)務(wù)的接入控制,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)保障性。(3)保護(hù)能力要求一些業(yè)務(wù)具有迅速恢復(fù)能力。例如一些網(wǎng)絡(luò)要求在20ms的時(shí)間內(nèi)從故障中恢復(fù)。(4)保護(hù)必須支持流量工程,并具有全部的QoS保障。
3.1.2PBT技術(shù)
PBT是提供商網(wǎng)橋(PBB)的改進(jìn),允許配置流量工程和保護(hù)點(diǎn)到點(diǎn)業(yè)務(wù)實(shí)例(Pt-PtServiceInstance)。PBT在幾乎是標(biāo)準(zhǔn)的提供商骨干網(wǎng)橋(PBBN)上添加路由配置,PBT配置和管理的方式是配置點(diǎn)到點(diǎn)骨干鏈路(Trunks或業(yè)務(wù)實(shí)例),每個(gè)Trunk由16bitVLANID和96bit的源/目的地址對組成標(biāo)識(shí)。
PBT完成上述功能的具體方法如下。
將B-VID地址空間分成一般的802.1ahPBBVID和PBT的VID。
*PBB必須運(yùn)行在獨(dú)立VLAN學(xué)習(xí)(IVL)模式。
*用于PBT的B-VID的數(shù)量必須至少為2。
*B-VID正常工作不應(yīng)指配給PBT。
關(guān)掉所有PBTB-VID的學(xué)習(xí)和廣播功能。
*在PBTB-VID內(nèi),以丟棄而不是廣播的方式處理Unknown幀。
*在PBTB-VID內(nèi),以丟棄而不是廣播的方式處理多播/廣播幀。
使用配置和管理系統(tǒng)為指配橋轉(zhuǎn)發(fā)表的PBTB-VID,通過接入橋接的MIB來實(shí)現(xiàn)。
每個(gè)PBT電路由工作的路徑和保護(hù)路徑組成。
*工作和保護(hù)的通道通過使用不同的B-VID訪問同一個(gè)骨干MAC地址。
使用802.1ag協(xié)議管理共路由的PBT電路束(一組電路)。
*可以使用IEEE802.1ag標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)單播連續(xù)性檢驗(yàn)(CC)消息。
*必須對工作路徑和保護(hù)路徑同時(shí)進(jìn)行管理。
3.1.3ITU關(guān)于EOT的標(biāo)準(zhǔn)制定
ITU-T則運(yùn)用更為系統(tǒng)的建模方法對以太網(wǎng)傳送架構(gòu)作系統(tǒng)的研究。研究的基本模型結(jié)構(gòu)是G.805面向連接的模型和G.809面向無連接的模型,著眼點(diǎn)是以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。包括以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)、客戶特征信息、客戶層/服務(wù)層關(guān)系、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌约疤峁┮蕴W(wǎng)的信號傳輸、復(fù)用、選路、監(jiān)視、性能評估和網(wǎng)絡(luò)生存性等以太網(wǎng)層網(wǎng)絡(luò)功能。
ITU-T先后制定了G.8010以太網(wǎng)傳送體系架構(gòu),G.8011傳送網(wǎng)承載以太網(wǎng)——以太網(wǎng)業(yè)務(wù)框架,G.8011.1傳送網(wǎng)承載以太網(wǎng)——以太網(wǎng)專用線業(yè)務(wù)和G.8011.2傳送網(wǎng)承載以太網(wǎng)——以太網(wǎng)虛擬專用線業(yè)務(wù)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
值得注意的是,ITU-TSG15在制定下一版本的傳送網(wǎng)承載以太網(wǎng)——以太網(wǎng)業(yè)務(wù)框架G.8010v2遇到一些困難。主要的問題在于連接和流的關(guān)系問題和描述VLAN的能力問題。目前ITU-T15組一致同意,先研究有連接和無連接的統(tǒng)一模型或共同架構(gòu),再來處理G.8010v2遇到的困難。
以太網(wǎng)在傳送領(lǐng)域應(yīng)用并不是容易駕馭的一種技術(shù)。對于小網(wǎng)絡(luò)添加即插即用特性是有用的,但對于大的網(wǎng)絡(luò),所涵蓋的內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)要多得多。
至于服務(wù)層網(wǎng)絡(luò)的功能體系結(jié)構(gòu)則還沒有界定,也可能就是下一節(jié)所說的T-MPLS。
3.2T-MPLS
3.2.1MPLS
多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS)技術(shù)作為一種新興的路由交換技術(shù),越來越受到業(yè)界的關(guān)注。MPLS技術(shù)是結(jié)合二層交換和三層路由的L2/L3集成數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),它不僅支持網(wǎng)絡(luò)層的多種協(xié)議,還可以兼容第二層的多種鏈路層技術(shù)。
MPLS的基本原理是將面向無連接的IP業(yè)務(wù)移植到面向連接的標(biāo)記交換業(yè)務(wù)之上,實(shí)現(xiàn)上將路由選擇層面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面分離。MPLS網(wǎng)絡(luò)中,在入口LSR處分組按照不同轉(zhuǎn)發(fā)要求劃分成不同轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類(FEC),并將每個(gè)特定FEC映射到下一跳,即進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的每一特定分組都被指定到某個(gè)特定的FEC中。每一特定FEC都被編碼為一個(gè)短而定長的值,稱為標(biāo)記,標(biāo)記加在分組前成為標(biāo)記分組,再轉(zhuǎn)發(fā)到下一跳。在后續(xù)的每一跳上,不再需要分析分組頭,而是用標(biāo)記作為指針,指向下一跳的輸出端口和一個(gè)新的標(biāo)記,標(biāo)記分組用新標(biāo)記替代舊標(biāo)記后經(jīng)指定的輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)。在出口LSR上,去除標(biāo)記使用IP路由機(jī)制將分組向目的地轉(zhuǎn)發(fā)。
標(biāo)記是一個(gè)長度固定(20bit)、具有本地意義的標(biāo)識(shí)符,和另外12bit控制比特構(gòu)成MPLS包頭,也稱為墊層(Shim)。MPLS分組上承載一系列按照“后進(jìn)先出”方式組織起來的標(biāo)記,該結(jié)構(gòu)稱作標(biāo)記棧,從棧頂開始處理標(biāo)記。若一個(gè)分組的標(biāo)記棧深度為m,則位于棧底的標(biāo)記為1級標(biāo)記,位于棧頂?shù)臉?biāo)記為m級標(biāo)記。未打標(biāo)記的分組可看作標(biāo)記棧為空(即標(biāo)記棧深度為零)的分組。標(biāo)記分組到達(dá)LSR通常先執(zhí)行標(biāo)記棧頂?shù)某鰲#≒op)操作,然后將一個(gè)或多個(gè)特定的新標(biāo)記壓入(Push)標(biāo)記棧頂。如果分組的下一跳為某個(gè)LSR自身,則該LSR將棧頂標(biāo)記彈出并將由此得到的分組“轉(zhuǎn)發(fā)”給自己。此后,如果標(biāo)記彈出后標(biāo)記棧不為空,則LSR根據(jù)標(biāo)記棧保留信息做出后續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)決定;如果標(biāo)記彈出后標(biāo)記棧為空,則LSR根據(jù)IP分組頭路由轉(zhuǎn)發(fā)該分組。
MPLS具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,具有較完整的體系,相對比較復(fù)雜,那么能否將MPLS的技術(shù)的一些基本功能用于傳送呢?
3.2.2T-MPLS
2006年2月ITU-T在G8110.1等3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中定義了T-MPLS。該系列建議力圖從MPLS的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)業(yè)已存在的功能中,識(shí)別認(rèn)定那些必須而且是足夠充分的一個(gè)子集,以提供一種面向連接的分組傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。T-MPLS將具有和傳統(tǒng)傳送網(wǎng)絡(luò)相似的OAM&P能力,端到端的維護(hù),保護(hù)和性能監(jiān)測,能夠融合任何L2和L3的協(xié)議,構(gòu)建于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳送平面,能夠利用通用的控制平面GMPLS以及現(xiàn)有的傳送層面(波長和/或TDM),CAPEX和OPEX將低于MPLS。
ITU-T所制定的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都聚焦在T-MPLS的數(shù)據(jù)平面?刂破矫娴奶匦詫⒃诤罄m(xù)工作中開發(fā),原則是可以獨(dú)立于客戶層業(yè)務(wù)和相關(guān)的控制平面,實(shí)現(xiàn)可靠傳送,例如基于G-MPLS或ASON。這3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分別是:
*G.8110.1T-MPLS架構(gòu);
*G.8112T-MPLS接口規(guī)范;
*G.8121T-MPLS設(shè)備功能規(guī)范。
ITU-TG.8110.1的第6章節(jié)從較高(抽象)的角度描述了T-MPLS的基本特性和選項(xiàng)。ITU-TSG15的目標(biāo)是使用T-MPLS作為一種面向連接的包傳送技術(shù)解決方案,在共同的操作、控制和管理的框架內(nèi)構(gòu)建一種可以同時(shí)支持包和電路傳送(例如SDH,OTHor WDM)的交換技術(shù)。
基于此,T-MPLS制定了MPLS幀格式,客戶層到MPLS幀的映射,MPLS幀到MPLS幀的復(fù)接以及補(bǔ)充的傳送網(wǎng)OAM(Y.1711),嵌入的連接監(jiān)控所需要的到達(dá)最后節(jié)點(diǎn)的標(biāo)簽(Label)和保護(hù)倒換(Y.1720/G.81311),傳送網(wǎng)的控制和管理平面,保證幀的順序以及受限的業(yè)務(wù)或隊(duì)列的種類等。
T-MPLS的主要的選項(xiàng)是:
*將原有IETFRFC所制定的PHP和ECMP可選項(xiàng)棄為不用,以簡化OAM處理過程。
*將原有IETFRFC所制定的合并(Merging)可選項(xiàng)棄為不用,以簡化OAM處理過程,同時(shí)因?yàn)榻档蛶讉(gè)LSP的數(shù)量相對來說并不是可擴(kuò)展性的主要問題。
*與IETF相一致,仍然預(yù)留下編號16~31的標(biāo)簽作未來使用。
同時(shí)T-MPLS版本注意不引入新的互通性問題,考慮了以下2個(gè)互通性問題:在T-MPLS云(T-MPLSbox)和現(xiàn)存的具有全部特征和全部可配制的MPLSbox通過配置T-MPLSProfile實(shí)現(xiàn)。在此種情形下,T-MPLS box和現(xiàn)存的具有全部特征和全部可配制的MPLS box的鏈路是一個(gè)T-MPLS鏈路,并在T-MPLS標(biāo)準(zhǔn)中予以考慮。在T-MPLS box和現(xiàn)存的具有全部特征和全部可配制的MPLS box在非T-MPLS鏈路上(即其他選項(xiàng))由傳送平臺(tái)來解決。
4、結(jié)束語
在分組傳送網(wǎng)逐漸形成的同時(shí),未來傳輸在光領(lǐng)域也將繼續(xù)挺進(jìn)。面向光領(lǐng)域的新傳送技術(shù)(如OTN)將對波長一級或物理層一級的傳送機(jī)構(gòu)產(chǎn)生較深刻的變化,使得物理層具有更多的功能和相對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。眾多的新技術(shù)的相互融合,相互作用,網(wǎng)絡(luò)的分層與分割勢必是統(tǒng)一的分組傳送網(wǎng)考慮的重要問題。一種可能分層結(jié)構(gòu)將是EOToverT-MPLSover OTN/SDH。其中SDH層的功能大大簡化,如同ATM over SDH中的那樣,SDH的功能僅限于段開銷的處理層次。各種層處理(如本文提到的各種傳送技術(shù))都在向完美的方向發(fā)展,形成“你中有我,我中有你”的局面。甚至造成一些重復(fù)的功能,例如保護(hù)功能,在PBT有,T-MPLS也有,物理層也有。隨著網(wǎng)絡(luò)的融合與發(fā)展,一些層的功能很可能逐漸被關(guān)掉,以便形成相對簡化的處理。
可擴(kuò)展性和分層的簡化永遠(yuǎn)是一對矛盾。ITU-T已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,建立準(zhǔn)確的統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)模型是定義好協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵,也是解決好上述問題的有效工具。統(tǒng)一的模型可以普遍地適用各種通信網(wǎng)絡(luò),可以給出基本假定的精確性和概括性描述,為分層的簡化提供依據(jù)。因而,統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)模型已被ITU-T15組認(rèn)定為近一個(gè)研究期的首要任務(wù)。隨著理論研究的逐漸深入和新技術(shù)的運(yùn)用與實(shí)踐,統(tǒng)一的分組傳送網(wǎng)將確定其架構(gòu)并進(jìn)一步完善,成為主流的傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)。