新型城域電信級以太網(wǎng)技術的發(fā)展

近來,電信級以太網(wǎng)的發(fā)展很快,一些最新的技術解決方案已經(jīng)解決或接近解決,網(wǎng)絡具有硬QoS能力和電信級網(wǎng)管能力,能提供50ms的保護倒換時間。有些技術還采用了數(shù)字包封器,利用前向糾錯(FEC)和同步技術來改進系統(tǒng)性能,延伸傳輸距離。簡言之,一些新型電信級以太網(wǎng)技術正逐漸具備公用電信網(wǎng)所要求的必備功能和性能。

EAPS

以太環(huán)保護(ERP)為代表的以太網(wǎng)自動環(huán)保護系統(tǒng)(EAPS)是一種新的低成本電信級以太網(wǎng)解決方案。這種技術解決方案在現(xiàn)有標準以太網(wǎng)硬件基礎上,提供了一種低成本技術,其最大的特點是只需要在現(xiàn)有以太網(wǎng)上進行軟件升級即可,因此成本更低,比傳統(tǒng)以太網(wǎng)的兼容性更好。ERP可以提供50ms的電信級保護倒換時間,有兩種故障檢測模式。第一種是告警模式(快速模式),第二種是抽樣模式(檢測包模式)。ERP還可以與傳統(tǒng)以太網(wǎng)和MPLS的保護機制實現(xiàn)互操作。與其它保護機制最大的不同是,ERP可以為組播業(yè)務提供保護而無需在環(huán)上分配額外的容量,環(huán)上的所有容量都可以用來承載受保護的組播流量。

然而,這類技術并沒有完全擺脫Q in Q的局限性,環(huán)上的遠端節(jié)點經(jīng)過調度次數(shù)多,丟包概率大,擴展性受限。此外,EAPS只能環(huán)形組網(wǎng),靈活性受限。這類技術也不具備公平性算法,不太適合寬帶上網(wǎng)等流量大、突發(fā)性較強的業(yè)務,容易出現(xiàn)設備間帶寬不公平占用的問題。為了規(guī)避專利,目前各廠家實現(xiàn)這類技術方法不同,互操作困難。

除了EAPS外,各種標準化組織和廠家開發(fā)了很多新型電信級以太網(wǎng)技術,諸如彈性分組環(huán)(RPR)、多業(yè)務環(huán)(MSR)、MAC in MAC封裝、網(wǎng)絡提供商骨干傳送(PBT)技術、虛擬專用局域網(wǎng)業(yè)務(VPLS)等。

MAC in MAC

所謂MAC in MAC封裝遵循IEEE 802.1ah標準,其基本思路是將用戶的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀再封裝一個運營商的以太網(wǎng)幀頭,形成兩個MAC地址。其中用戶的MAC地址存儲在運營商的以太網(wǎng)幀中,核心網(wǎng)并不清楚?梢姡琈AC in MAC封裝方式具有清晰的運營網(wǎng)和用戶間的界限,完全屏蔽了用戶側的信息,減輕了用戶MAC地址對核心網(wǎng)轉發(fā)表的壓力,解決了網(wǎng)絡安全性問題。MAC in MAC封裝具有清晰的層次化結構,在運營商域的MAC幀頭具有24bit業(yè)務標簽,理論上可以支持1600萬用戶,從根本上解決了網(wǎng)絡擴展性和業(yè)務擴展性問題。由于運營網(wǎng)與用戶網(wǎng)隔離,從而也規(guī)避了用戶網(wǎng)中可能發(fā)生的廣播風暴和潛在的轉發(fā)環(huán)路問題,使網(wǎng)絡具有健壯性。

由于運營商無需擔心運營網(wǎng)的VLAN和 MAC地址與用戶網(wǎng)沖突,因而簡化了網(wǎng)絡的規(guī)劃和運營。MAC in MAC采用二層封裝技術,無需復雜信令機制。另外,由于運營網(wǎng)的以太網(wǎng)交換機只需要學習自己的MAC地址,從而減少了所需的存儲和處理要求。兩者結合導致設備成本、建網(wǎng)成本和運維成本均較低。采用MAC in MAC封裝,對下可以接入VLAN或SVLAN,對上可以與VPLS或其它VPN業(yè)務互通,具有很強的靈活性,很適合接入?yún)R聚層應用。

PBT

在MAC in MAC封裝的基礎上,只需要作少量改動,增強一些電信級OAM功能,利用現(xiàn)有以太網(wǎng)硬件就可以提供新的轉發(fā)功能,將無連接的以太網(wǎng)改造為面向連接的隧道技術,提供具有類似SDH可靠性和管理能力的硬QoS和電信級性能的專用以太網(wǎng)鏈路,這就是所謂的PBT技術。PBT技術的主要特點首先是擴展性好。關掉MAC學習功能后,可以消除導致MAC泛洪和限制網(wǎng)絡規(guī)模的廣播功能。此外,PBT采用VID+MAC(60bit)地址作為全球惟一地址和基于目的地地址的轉發(fā),VID不再表示傳統(tǒng)的無環(huán)路域,而是用來識別某些特定通道,不具有全球惟一性,從而消除了業(yè)務擴展性限制,使網(wǎng)絡具有幾乎無限的隧道數(shù)目(260)。

PBT轉發(fā)信息也不再依靠傳統(tǒng)的泛洪和學習,而是由網(wǎng)管/控制平面直接提供,從而可以為網(wǎng)絡提供確知的通道,無需超額指配網(wǎng)絡容量就能提供硬QoS,實現(xiàn)帶寬預留和50ms的保護倒換時間。作為二層隧道技術,PBT可以與現(xiàn)有WAN技術互通,不僅能支持各種以太網(wǎng)業(yè)務,而且還能支持各種基于MPLS的業(yè)務,包括二層的VPLS和虛擬偽線業(yè)務以及三層的IP VPN業(yè)務等,具有相當?shù)臉I(yè)務靈活性。PBT使用了大量IEEE和ITU定義的網(wǎng)管功能并將這些功能從物理層或重疊的網(wǎng)絡層移植到數(shù)據(jù)鏈路層,使其能基本達到類似SDH的電信級網(wǎng)管功能。簡言之,PBT技術結合了以太網(wǎng)和MPLS的優(yōu)點,為城域網(wǎng)提供了一種新的、扁平化的、低成本的融合架構,避免過度依賴IP/MPLS核心。

VPLS

VPLS是在點到點MPLS基礎上進一步發(fā)展而成的多點互聯(lián)的二層VPN技術,將廣域網(wǎng)的MPLS擴展到以太網(wǎng)的接入層。從用戶角度,仿佛所有站點都連接至一個專有LAN。從業(yè)務提供者角度,可以重新利用IP/MPLS基礎設施來提供多種業(yè)務。VPLS基于MPLS,采用兩層MPLS標簽封裝,獨立于具體物理拓撲,且能支持任意的邏輯拓撲結構,具有較高的組網(wǎng)靈活性,還可以利用MPLS的流量工程實現(xiàn)資源配置的最佳化;VPLS利用快速重選路由(FRR)技術代替以太網(wǎng)的生成樹(STP)和快速生成樹(RSTP)保護,可以實現(xiàn)50ms的保護倒換時間;VPLS還支持2/3/4層可擴展的訪問控制列表(ACL)能力和每用戶的ACL控制,提供了較安全的控制和策略機制;VPLS具有良好的二層匯聚能力,支持的用戶數(shù)量突破了傳統(tǒng)以太網(wǎng)4096個VID的限制;VPLS提供分層的VPLS(HVPLS),進一步改進了擴展性,使用戶數(shù)可擴展到百萬級;VPLS能夠區(qū)分并保證每用戶中的不同業(yè)務流量,網(wǎng)絡業(yè)務配置簡單,業(yè)務提供快;VPLS還具有清晰的運營網(wǎng)和用戶網(wǎng)間的界限,便于管理。簡言之,VPLS在服務質量和流量工程方面比MAC in MAC更好,很適合網(wǎng)絡邊緣層的應用。

然而,VPLS在二層設備上采用復雜的三層協(xié)議建立信令,設備成本相對較貴。另外,VPLS協(xié)議棧層次多,運行配置比較復雜,特別是對于數(shù)千個節(jié)點的大型城域網(wǎng)的管理運行成本較高。采用雙MPLS標簽增加了協(xié)議開銷,導致轉發(fā)小包時效率不高。但是,對于IPTV等新型高級業(yè)務需求較為強勁的大型城域網(wǎng)而言,依然是一個有前瞻性的技術選擇,特別是核心網(wǎng)部分。

可以預見,隨著網(wǎng)絡中IP/以太網(wǎng)業(yè)務量的快速增加以及基于以太網(wǎng)技術的新型解決方案的不斷出現(xiàn),電信級以太網(wǎng)多業(yè)務平臺在城域網(wǎng)中的應用將會越來越多,最終將可能成為主要技術平臺。

作者:韋樂平    來源:泰爾網(wǎng)
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