基于分布式的電信級以太網(wǎng)雙歸保護(hù)技術(shù)

相關(guān)專題: 中興通訊

摘要

傳統(tǒng)以太網(wǎng)雙歸保護(hù)是一種由一個以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通過主備兩條鏈路連接到另外一個網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的組網(wǎng)和保護(hù)技術(shù),提高了以太網(wǎng)的可靠性,但是不能適應(yīng)電信級以太網(wǎng)的分布式組網(wǎng)和新技術(shù)高可靠性要求。本文闡述了基于分布式的電信級以太網(wǎng)雙歸保護(hù)技術(shù),研究了該技術(shù)的組網(wǎng)模型、保護(hù)倒換、恢復(fù)切換等關(guān)鍵技術(shù)。

1  引言

以太網(wǎng)的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大,正迅速地從局域網(wǎng)向城域網(wǎng)甚至廣域網(wǎng)等大范圍的組網(wǎng)技術(shù)發(fā)展,成為一種電信級技術(shù),特別是當(dāng)前以太網(wǎng)在電信網(wǎng)中承載了越來越多的高服務(wù)質(zhì)量電信業(yè)務(wù),如3G移動通信,NGN語音,IPTV視頻等,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障不能迅速恢復(fù)時(shí),就會產(chǎn)生明顯的語音、視頻抖動,甚至業(yè)務(wù)掛起或者斷鏈,導(dǎo)致業(yè)務(wù)質(zhì)量無法滿足需求,因此低可靠性已經(jīng)成為以太網(wǎng)發(fā)展的一個瓶頸。MEF(Metro Ethernet Form,城域以太網(wǎng)論壇)定義了電信級以太網(wǎng)的概念,可靠性是其必要條件,電信級以太網(wǎng)雙歸保護(hù)技術(shù)也隨之應(yīng)運(yùn)而生。

2  雙歸保護(hù)技術(shù)

2.1  傳統(tǒng)的以太網(wǎng)雙歸保護(hù)

傳統(tǒng)的以太網(wǎng)雙歸保護(hù)通常定義為由一個以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通過主、備兩條鏈路連接到另外一個網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的組網(wǎng)和保護(hù)技術(shù),主要原理為:在以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)上引入雙歸組網(wǎng),即以太網(wǎng)雙歸節(jié)點(diǎn),當(dāng)以太網(wǎng)雙歸節(jié)點(diǎn)和其他區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)連接時(shí),該節(jié)點(diǎn)和其他區(qū)域網(wǎng)絡(luò)之間建立兩條鏈路,其中一條為主鏈路,另外一條為備鏈路,該雙歸節(jié)點(diǎn)成為一個雙歸保護(hù)域。當(dāng)主鏈路和備鏈路都完好時(shí),雙歸節(jié)點(diǎn)打開主鏈路的端口,阻塞備鏈路的端口,流量在主鏈路上傳輸(見圖1a);當(dāng)主鏈路出現(xiàn)故障時(shí),雙歸節(jié)點(diǎn)阻塞主鏈路的端口,打開備鏈路的端口,流量切換到備鏈路上傳輸,形成新的傳輸路徑(見圖1b)。

圖1  傳統(tǒng)的以太網(wǎng)雙歸保護(hù)

這種傳統(tǒng)的以太網(wǎng)雙歸組網(wǎng)技術(shù)的雙歸保護(hù)域中只有一個節(jié)點(diǎn),保護(hù)倒換動作只在該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行,因此也稱為集中式雙歸保護(hù)。集中式雙歸的組網(wǎng)模型相對比較簡單靈活,保護(hù)倒換時(shí)間在50ms以內(nèi),特別適用于城域網(wǎng)中的接入層網(wǎng)絡(luò),因此在接入網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。集中式雙歸的組網(wǎng)中,每個雙歸節(jié)點(diǎn)都有兩條鏈路與其它網(wǎng)絡(luò)區(qū)域連接,通常情況下,只有一條鏈路可用于傳輸流量,鏈路的利用率較低。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中雙歸節(jié)點(diǎn)過多時(shí),鏈路資源的浪費(fèi)很大,而且網(wǎng)絡(luò)中鏈路連接復(fù)雜,使得以太網(wǎng)經(jīng)濟(jì)簡單的優(yōu)勢大為減少。此外,當(dāng)雙歸節(jié)點(diǎn)本身故障時(shí),該節(jié)點(diǎn)無法保護(hù)倒換,所承載的業(yè)務(wù)將全部丟失,可靠性較低。因此,集中式雙歸的組網(wǎng)模型主要適用于節(jié)點(diǎn)比較少,鏈路資源比較豐富并且可靠性不是很高的網(wǎng)絡(luò),無法滿足電信級的大規(guī)模分布式網(wǎng)絡(luò)和高可靠性要求。

2.2  分布式的電信級以太網(wǎng)雙歸保護(hù)

(1)雙歸保護(hù)概念的擴(kuò)展

為了滿足電信級以太網(wǎng)的分布式網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、可靠性要求高的要求,對傳統(tǒng)的以太網(wǎng)雙歸保護(hù)概念進(jìn)行了擴(kuò)展,定義雙歸保護(hù)為由一個以太網(wǎng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)通過主、備兩條鏈路連接到另外一個網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的組網(wǎng)和保護(hù)技術(shù),因此雙歸域不再限定為單個節(jié)點(diǎn),而可能是分布式的多個節(jié)點(diǎn)甚至為一個網(wǎng)絡(luò)云,由此引入了多節(jié)點(diǎn)和多網(wǎng)絡(luò)層次的分布式電信級以太網(wǎng)雙歸保護(hù)。

(2)分布式多節(jié)點(diǎn)雙歸保護(hù)

分布式多節(jié)點(diǎn)雙歸的組網(wǎng)模型中,多個以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間連接組成一個以太網(wǎng)絡(luò),這個以太網(wǎng)絡(luò)通過主、備兩條鏈路與另外一個網(wǎng)絡(luò)區(qū)域相連接。多節(jié)點(diǎn)雙歸網(wǎng)絡(luò)與外部連接的主、備鏈路、多節(jié)點(diǎn)雙歸網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和鏈路組成了一個雙歸保護(hù)域。當(dāng)雙歸保護(hù)域中的鏈路都為完好時(shí),備鏈路相鄰的節(jié)點(diǎn)阻塞備鏈路的端口;當(dāng)雙歸保護(hù)域中出現(xiàn)鏈路故障時(shí),故障鏈路相鄰的節(jié)點(diǎn)檢測到鏈路故障后,通過發(fā)送協(xié)議幀的方法通知備鏈路相鄰節(jié)點(diǎn)打開原先阻塞的備鏈路的端口。

分布式多節(jié)點(diǎn)雙歸的組網(wǎng)中,備鏈路還可以選擇為雙歸保護(hù)域內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間的連接鏈路,這樣使得雙歸保護(hù)域中節(jié)點(diǎn)同其他網(wǎng)絡(luò)區(qū)域通信時(shí),不同節(jié)點(diǎn)的流量從不同的路徑傳輸,分散了鏈路的負(fù)擔(dān)(見圖2)。

圖2  分布式多節(jié)點(diǎn)雙歸保護(hù)組網(wǎng)模

進(jìn)一步擴(kuò)大雙歸保護(hù)域的范圍,甚至能夠?qū)⑵涠x為一個能夠傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)和雙歸保護(hù)協(xié)議幀的網(wǎng)絡(luò)云,分布式電信級以太網(wǎng)雙歸保護(hù)應(yīng)用的領(lǐng)域?qū)⒏鼜V,例如兩個網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之間的NNI(Network to Network Interface,網(wǎng)絡(luò)間接口)接口保護(hù)等,圖3所示為兩個PBB(Provider Backbone Bridge,運(yùn)營商骨干橋接,標(biāo)準(zhǔn)為IEEE 802.1ah)域之間的NNI接口用分布式電信級以太網(wǎng)雙歸保護(hù)技術(shù)的組網(wǎng)。

 

作者:中興通訊股份有限公司   來源:電信網(wǎng)技術(shù)
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