分組傳送網標準進展

摘要:全球運營商正致力于構建自己的下一代IP包交換網絡，網絡逐步邁向全IP化。不斷增長的數據業(yè)務對網絡的帶寬、服務質量(QoS)、操作維護管理、可靠性等提出了新的要求。IP網絡業(yè)務融合(如視頻、語音、數據融合)需求以及多業(yè)務統(tǒng)一的承載需求，進一步驅動傳送網技術與數據網絡通信技術融合。分組傳送網技術應變化而生，分組傳送網標準發(fā)展迅速。

關鍵字:分組傳送網；多協(xié)議標記交換；流量工程；運營商骨干橋接

英文摘要:Many global operators are currently constructing next generation IP packet-switched networks, with the view of gradually moving towards full IP-based networks. As data services increase, improvements in bandwidth, Quality of Service (QoS), Operation Administration and Maintenance (OAM), and network reliability are required. The convergence of network data transmission and network communications technology has been driven by IP convergence services (including video, voice, and data), and a unified multi-service load demand. The Packet Transport Network (PTN) has come into being to meet these requirements, and the PTN Standard is developing rapidly.

英文關鍵字:PTN; MPLS; traffic engineering; provider backbone bridge

分組傳送網(PTN)的代表性技術主要有兩種：由以太網發(fā)展而來的支持流量工程的運營商骨干橋接(PBB-TE)技術，以及由傳送網和多協(xié)議標記交換(MPLS)技術發(fā)展而來的基于傳送的多協(xié)議標記交換(MPLS-TP)技術。

PBB-TE源于運營商骨干橋接(PBB)技術。采用在內層的用戶媒體訪問控制(MAC)地址之外封裝外層的運營商MAC的結構，取消MAC地址學習、生成樹和泛洪等無連接特性的功能，使其具有面向連接的特性，并提高了網絡可擴展性。

MPLS-TP是面向連接的分組交換技術，具有流量工程能力，能控制和使用網絡資源。MPLS-TP的數據轉發(fā)平面是因特網工程任務組(IETF)定義的MPLS的子集。MPLS-TP是既具備MPLS的特性又滿足傳送需求的技術。它具有可靠的保護機制、保障業(yè)務的服務質量(QoS)、具有擴展的運行維護管理(OAM)等特性。
從目前產業(yè)化的角度來看，MPLS-TP技術相比PBB-TE技術擁有更多的廠商和運營商支持，未來在網絡上規(guī)模部署的可能性也更大[1-4]。

1 PBB-TE技術

IEEE 802.1Qay PBB-TE技術的基礎是IEEE 802.1ah定義的運營商骨干橋接(PBB)技術，通常又稱為MAC-in-MAC，是一種基于MAC堆棧的技術。用戶MAC被封裝在運營商MAC內，通過二次封裝對用戶流量進行隔離，增強了以太網的可擴展性和業(yè)務的安全性。PBB的關鍵是在MAC-in-MAC封裝中引入了24比特的業(yè)務實例標簽(I-TAG)標志業(yè)務。

PBB-TE可為以太網提供面向連接的轉發(fā)模式，使服務提供商能夠提供專用以太網鏈路，實現有保證的確定的性能。即PBB-TE能夠在城域以太網上提供嚴格的QoS。PBB-TE的主要特征是關閉了MAC地址學習、廣播、生成樹協(xié)議、組播功能等傳統(tǒng)以太網功能，從而避免廣播包的泛濫。PBB-TE具有面向連接的特征，通過網絡管理系統(tǒng)或控制協(xié)議進行連接配置，并可以實現快速保護切換、OAM、QoS、流量工程等電信級傳送網絡功能。

PBB-TE技術采用IEEE 802.1ag作為PBB-TE隧道維持的信令協(xié)議以持續(xù)地監(jiān)視網絡中的隧道狀態(tài)。當主用隧道失效時會把業(yè)務自動轉移到預先建立的備用電路上，增加了隧道必要的彈性。

2007年3月，IEEE批準了PBB-TE項目立項授權申請，并成立了IEEE 802.1Qay項目開發(fā)任務組。2007年4月，IEEE 802.1組確定開始PBB-TE(IEEE 802.1Qay)的數據平面標準制訂工作。2008年1月，Draft 1.1通過了工作組投票。2009年1月，IEEE推出了802.1Qay項目的D5.0版本草案，隨后進行了發(fā)起人團體投票。2009年8月，IEEE正式發(fā)布了IEEE 802.1Qay-2009標準。

盡管IEEE 802.1Qay已經正式發(fā)布了，但在保護方面其只是規(guī)范了流量工程服務實例(TESI)的端到端保護。為了提高PBB-TE的可靠性和靈活性，許多公司在2008年7月的全會上提出了關于PBB-TE段保護(一種局部保護)的立項申請，并對是做基礎架構的局部保護還是TESI的局部保護進行了激烈的討論。當時的結論是目前項目做基礎架構保護，如果后續(xù)有對TESI進行局部保護的需求，則再對該項目做改善。在經過了1年的討論之后，最終PBB-TE分段保護的立項申請在2009年7月的全會上獲得了通過，其項目編號為IEEE 802.1Qbf。在2009年9月，802.1工作組推出了該標準的第一版本D0.0草案，并進行了第一次任務組投票。在2009年11月全會上，主要討論熱點是關于重疊的保護組問題。

關于PBB-TE控制平面，目前有兩種可用于動態(tài)配置PBB-TE隧道的技術：提供商鏈路狀態(tài)橋(PLSB)技術和通用多協(xié)議標記交換(GMPLS)技術。其中PLSB技術是IEEE 802.1工作組正在制訂的802.1aq協(xié)議；而GMPLS是IETF通用控制與測量平面(CCAMP)工作組正在制訂的PBB-TE的相關內容，此工作需要和IEEE在數據平面的標準化工作相協(xié)調。目前IETF CCAMP工作組中關于PBB-TE控制平面的文稿主要有使用GMPLS控制以太網的需求、架構、控制協(xié)議等幾篇草案。

2 MPLS-TP技術

2.1 發(fā)展歷程

早在2005年，國際電信聯(lián)盟電信標準部門(ITU-T)SG15就開始了T-MPLS的標準化工作。T-MPLS即傳送多協(xié)議標記交換，是在MPLS技術的基礎上，基于傳送網的網絡架構。T-MPLS對MPLS進行了簡化，去掉了與面向連接無關的技術內容和復雜的協(xié)議族，增加了傳統(tǒng)傳送網風格的OAM和保護方面的內容。

2006年，ITU首次通過了關于T-MPLS的架構、接口、設備功能特性等3個標準建議，隨后OAM、保護方面、網絡管理等方面的標準建議相繼制訂。

2007年9月份，在德國斯圖加特舉行的ITU-T SG15 Q12+Q14中間會議上，IETF派出的代表小組指出ITU-T目前已有的和正在發(fā)展的T-MPLS標準仍存在許多問題。例如使用了MPLS協(xié)議的保留字節(jié)、保留編號等，但是沒有和IETF協(xié)商，造成沖突，而MPLS協(xié)議的核心是由IETF定義的。

2008年2月份，在日內瓦舉行的ITU-T SG15全會上，Q12和Q14小組報告了關于T-MPLS協(xié)議的爭論。大會為此專門成立了聯(lián)合工作小組(JWT)，由ITU-T的T-MPLS Ad Hoc組和IETF的MPLS互操作性設計組(MEAD)組成，專門做T-MPLS的評估工作。JWT的主席由Q12的報告人Malcolm Betts和IETF代表David Ward共同擔任。
2008年4月JWT經過一系列的電話會議討論，決定ITU-T與IETF合作開發(fā)相關標準。ITU-T將傳送的需求提供給IETF，并通過IETF的標準程序擴展MPLS的運行維護管理、網絡管理和控制平面協(xié)議等，使之滿足傳送的需求。技術名稱更改為MPLS-TP，由IETF定義MPLS-TP，MEAD負責。

2008年7月，IETF 72次會議上MPLS-TP相關個人草案首次發(fā)布，包括MPLS-TP需求、MPL-TP框架、MPLS通用隨路信道、MPLS TP網絡管理需求、MPLS-TP OAM分析、MPLS-TP可生存性框架、MPLS-TP OAM需求等。
2008年12月ITU-T SG15全會上，WP3公開討論了T-MPLS/MPLS-TP的相關文稿及聯(lián)絡函。為了統(tǒng)一認識，消除偏差，WP3主席使用JWT提供的PPT中的7到10頁的內容來進行解釋。MPLS-TP標準由IETF和ITU-T聯(lián)合開發(fā)。圖1所示為IETF和ITU-T在MPLS-TP方面的關系。ITU-T暫停T-MPLS的標準工作，已發(fā)布的T-MPLS標準保持不變，直到IETF相關標準穩(wěn)定后，ITU-T再據此進行相關標準的修訂或開發(fā)新的標準，并更名為MPLS-TP。
2009年3月IETF 74次會議前MPLS-TP需求、MPLS-TP框架、MPLS-TP網絡管理需求、MPLS通用隨路信道、MPLS-TP OAM需求等草案成為工作組文稿。

2009年5月ITU-T SG15 Q9、Q10、Q12、Q14舉行聯(lián)合會議討論MPLS-TP相關標準的修訂工作。編輯者(Editor)們提供了G.8110.1、G.8110.1 amd1、G.8112、G.8121、G.8131、G.8151、G.8101標準的修訂版本及G.8132草案、G.mpls-tp oam草案。會議同意按照G.8110.1、G.8101、G.7712、G.8112、G.8121、G.8131、G.8151的順序進行標準的通過。

2.2 標準進展

2.2.1 ITU-T標準進展

2009年9月28日至10月9日在瑞士日內瓦召開了(2008—2012年)研究期第二次會議。開展Q9、Q10、Q12和Q14關于MPLS-TP的聯(lián)席會議，討論了多份IETF聯(lián)絡函，且產生了多份聯(lián)絡函。

(1)TD218-WP3“LS：IETF中MPLS-TP工作的重新架構”。IETF通知ITU-T，將撤銷IETF MEAD工作組。目的是將MPLS-TP的標準化工作，按照正常的IETF標準化程序來進行。這樣，就允許所有參加IETF的成員更早地參與到MPLS-TP的工作中。MPLS-TP的工作將在IETF 5個相關工作組中。關于MPLS-TP的討論可以利用IETF MPLS-TP郵件列表來進行。路由域主席Adrian Farrel代表IETF總體協(xié)調MPLS-TP的工作，具體的工作計劃由5個工作組主席進行推進。為和ITU進行協(xié)調，建立了協(xié)調委員會。會議成員包括ITU-T各個研究課題主席、WP3主席、SG15主席，IETF各個工作組主席、路由域主席。該委員會定期碰頭，交換信息，促進MPLS-TP標準工作。該委員會成員情況和會議的情況通過郵件列表提供給ITU-T參加人員。原來的JWT和Ad Hoc保持不變，但是Ad Hoc的網站將進行更新以反映當前的工作。

(2)TD167-WP3“LS - New version of the MPLS-TP process document available”旨在解釋IETF正常的流程，以及和ITU-T的互動。這有助于ITU-T成員理解IETF的流程，并根據流程參與IETF工作。該文檔目前是工作組草案，并將繼續(xù)推進，最后可能會以歷史RFC發(fā)布。該草案應根據TD218-WP3進行更新。ITU-T對該草案提出了一些意見，并向IETF發(fā)送了聯(lián)絡函。

(3)TD200-WP3“LS：Progress report on MPLS-TP documents”提供了IETF關于MPLS-TP已發(fā)布的RFC和正在開發(fā)的標準清單。TD201-WP3“LS - Project Process and Outline Schedule”提供了開發(fā)RFC所涉及到的步驟。工作組的最后召集是RFC發(fā)布流程上的關鍵路徑。RFC的最后召集一般需要兩周時間。由于最后召集還有可能重復進行一次，那么20個標準，就大約需要80周的時間。為了節(jié)約時間，應盡可能的避免重新進行最后召集。因此，希望ITU-T專家盡可能在MPLS-TP文檔開放的早期就提交非正式意見。這樣就可能排除或最大限度地減少ITU-T在最后召集階段正式審核時的重大意見分岐。