新型城域電信級以太網(wǎng)技術(shù)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(shù)解決方案已經(jīng)解決或接近解決，網(wǎng)絡(luò)具有硬QoS能力和電信級網(wǎng)管能力，能提供50ms的保護(hù)倒換時間。有些技術(shù)還采用了數(shù)字包封器，利用前向糾錯（FEC）和同步技術(shù)來改進(jìn)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(shù)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(hù)（ERP）為代表的以太網(wǎng)自動環(huán)保護(hù)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(shù)解決方案在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)硬件基礎(chǔ)上，提供了一種低成本技術(shù)，其最大的特點(diǎn)是只需要在現(xiàn)有以太網(wǎng)上進(jìn)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(hù)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(hù)機(jī)制實(shí)現(xiàn)互操作。與其它保護(hù)機(jī)制最大的不同是，ERP可以為組播業(yè)務(wù)提供保護(hù)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(hù)的組播流量。

然而，這類技術(shù)并沒有完全擺脫Q in Q的局限性，環(huán)上的遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)經(jīng)過調(diào)度次數(shù)多，丟包概率大，擴(kuò)展性受限。此外，EAPS只能環(huán)形組網(wǎng)，靈活性受限。這類技術(shù)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(qiáng)的業(yè)務(wù)，容易出現(xiàn)設(shè)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(shí)現(xiàn)這類技術(shù)方法不同，互操作困難。

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

MAC in MAC

所謂MAC in MAC封裝遵循IEEE 802.1ah標(biāo)準(zhǔn)，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(yùn)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(yùn)營商的以太網(wǎng)幀中，核心網(wǎng)并不清楚。可見，MAC in MAC封裝方式具有清晰的運(yùn)營網(wǎng)和用戶間的界限，完全屏蔽了用戶側(cè)的信息，減輕了用戶MAC地址對核心網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)表的壓力，解決了網(wǎng)絡(luò)安全性問題。MAC in MAC封裝具有清晰的層次化結(jié)構(gòu)，在運(yùn)營商域的MAC幀頭具有24bit業(yè)務(wù)標(biāo)簽，理論上可以支持1600萬用戶，從根本上解決了網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性和業(yè)務(wù)擴(kuò)展性問題。由于運(yùn)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(fēng)暴和潛在的轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)路問題，使網(wǎng)絡(luò)具有健壯性。

由于運(yùn)營商無需擔(dān)心運(yùn)營網(wǎng)的VLAN和 MAC地址與用戶網(wǎng)沖突，因而簡化了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和運(yùn)營。MAC in MAC采用二層封裝技術(shù)，無需復(fù)雜信令機(jī)制。另外，由于運(yùn)營網(wǎng)的以太網(wǎng)交換機(jī)只需要學(xué)習(xí)自己的MAC地址，從而減少了所需的存儲和處理要求。兩者結(jié)合導(dǎo)致設(shè)備成本、建網(wǎng)成本和運(yùn)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(wù)互通，具有很強(qiáng)的靈活性，很適合接入?yún)R聚層應(yīng)用。

PBT

在MAC in MAC封裝的基礎(chǔ)上，只需要作少量改動，增強(qiáng)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(zhuǎn)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(shù)，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(shù)。PBT技術(shù)的主要特點(diǎn)首先是擴(kuò)展性好。關(guān)掉MAC學(xué)習(xí)功能后，可以消除導(dǎo)致MAC泛洪和限制網(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)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(wù)擴(kuò)展性限制，使網(wǎng)絡(luò)具有幾乎無限的隧道數(shù)目（260）。

PBT轉(zhuǎn)發(fā)信息也不再依靠傳統(tǒng)的泛洪和學(xué)習(xí)，而是由網(wǎng)管/控制平面直接提供，從而可以為網(wǎng)絡(luò)提供確知的通道，無需超額指配網(wǎng)絡(luò)容量就能提供硬QoS，實(shí)現(xiàn)帶寬預(yù)留和50ms的保護(hù)倒換時間。作為二層隧道技術(shù)，PBT可以與現(xiàn)有WAN技術(shù)互通，不僅能支持各種以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，而且還能支持各種基于MPLS的業(yè)務(wù)，包括二層的VPLS和虛擬偽線業(yè)務(wù)以及三層的IP VPN業(yè)務(wù)等，具有相當(dāng)?shù)臉I(yè)務(wù)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(luò)層移植到數(shù)據(jù)鏈路層，使其能基本達(dá)到類似SDH的電信級網(wǎng)管功能。簡言之，PBT技術(shù)結(jié)合了以太網(wǎng)和MPLS的優(yōu)點(diǎn)，為城域網(wǎng)提供了一種新的、扁平化的、低成本的融合架構(gòu)，避免過度依賴IP/MPLS核心。

VPLS

VPLS是在點(diǎn)到點(diǎn)MPLS基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展而成的多點(diǎn)互聯(lián)的二層VPN技術(shù)，將廣域網(wǎng)的MPLS擴(kuò)展到以太網(wǎng)的接入層。從用戶角度，仿佛所有站點(diǎn)都連接至一個專有LAN。從業(yè)務(wù)提供者角度，可以重新利用IP/MPLS基礎(chǔ)設(shè)施來提供多種業(yè)務(wù)。VPLS基于MPLS，采用兩層MPLS標(biāo)簽封裝，獨(dú)立于具體物理拓?fù)�，且能支持任意的邏輯拓�(fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有較高的組網(wǎng)靈活性，還可以利用MPLS的流量工程實(shí)現(xiàn)資源配置的最佳化；VPLS利用快速重選路由（FRR）技術(shù)代替以太網(wǎng)的生成樹（STP）和快速生成樹（RSTP）保護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)50ms的保護(hù)倒換時間；VPLS還支持2/3/4層可擴(kuò)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(jī)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(jìn)一步改進(jìn)了擴(kuò)展性，使用戶數(shù)可擴(kuò)展到百萬級；VPLS能夠區(qū)分并保證每用戶中的不同業(yè)務(wù)流量，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)配置簡單，業(yè)務(wù)提供快；VPLS還具有清晰的運(yùn)營網(wǎng)和用戶網(wǎng)間的界限，便于管理。簡言之，VPLS在服務(wù)質(zhì)量和流量工程方面比MAC in MAC更好，很適合網(wǎng)絡(luò)邊緣層的應(yīng)用。

然而，VPLS在二層設(shè)備上采用復(fù)雜的三層協(xié)議建立信令，設(shè)備成本相對較貴。另外，VPLS協(xié)議棧層次多，運(yùn)行配置比較復(fù)雜，特別是對于數(shù)千個節(jié)點(diǎn)的大型城域網(wǎng)的管理運(yùn)行成本較高。采用雙MPLS標(biāo)簽增加了協(xié)議開銷，導(dǎo)致轉(zhuǎn)發(fā)小包時效率不高。但是，對于IPTV等新型高級業(yè)務(wù)需求較為強(qiáng)勁的大型城域網(wǎng)而言，依然是一個有前瞻性的技術(shù)選擇，特別是核心網(wǎng)部分。

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