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IP城域网技术的研究
2008年7月9日 12:42    泰尔网    评论()    
作 者:赵慧玲

    城域网的优化和改造,并解决目前存在的问题是具有挑战性的工作。IP城域网本身涵盖的技术范围和设备种类相当广泛。在这种背景下,制定涉及多种组网形态和设备种类的测试规范将对网络建设和优化改造提供非常有价值的技术依据。依据此系列规范可保证城域网主流设备的关键技术参数和性能指标,同时保障组网设备间关键协议的互联互通。

    2、电信级以太网新技术

    基于IP/MPLS技术建设多业务综合承载网络已经被全球运营商认同,多重播放业务对网络提出了高带宽、高可靠性、高QoS、低延时和灵活的扩展性要求。目前城域以太网仍然存在一些问题,主要表现在以下几个方面:

    ●可靠性差:NGN等实时业务对网络的可靠性提出了严格的要求,传统的以太网技术无法满足电信级的可靠性要求;

    ●QoS能力不足:现网很多设备在QoS方面能力不强,差分服务能力较差,无法为高等级业务提供差异化服务;

    ●OAM手段不丰富:缺乏有效的OAM手段,提高了OPEX成本;

    ●VLAN数目受限:目前城域网的二层扩展性受限于VLAN数(4096个),无法为每用户每业务提供1个VLAN。

    如何在大规模提高网络容量,满足承载业务需求的同时,降低运维成本,成为运营商关注的焦点之一。新型以太网技术以其扩展性好、组网方式灵活、可提供电信级的可靠性、具有完备的OAM等特点,引起了运营商的关注,相应的技术也得到蓬勃发展。目前,用于构建电信级城域以太网的主流技术包括了EAPS、SmartLink(FlexLink)、EOMPLS、PBT、EORPR等。

    (1)EAPS以太环网技术

    RFC3619中定义了EAPS(EthernetAutomaticProtectionSwitching),它主要用于以太网环形拓扑中。如图1所示,EAPS环中节点分为两类,①一个节点被定为主节点(Ring Master,RM),②其余节点被定为“从节点”(Ring Slaves,RS)。RM负责控制整个环的保护,它有两个端口,其中一个端口被定义为主端口(Primary Port),主要负责转发数据;另一个端口定义为从端口(Secondary Port),正常状态下该端口被阻塞(除了控制VLAN中的信息)。

    图1  EAPS示意图

    EAPS指定一个VLAN为控制VLAN,在控制VLAN里,主节点周期性地从其主端口发送HELLO(健康检测报文)报文,依次经过各从节点在环上传播。如果主节点从端口能够收到自己发送的HELLO报文,说明该环网链路完整;如果在规定时间内无法收到HELLO报文,则认为环网发生了链路故障。

    当主节点的从端口在规定时间内无法收到自己的HELLO报文时,则认为链路中存在故障。此时主节点处于Failed状态,为了保证环网上各节点通信不被中断,主节点自动放开从端口。

    EAPS环上的从节点负责监测自己的直连链路状态,并把链路变化通知主节点,然后由主节点来决策如何处理。当网络出现故障时,主节点进行链路切换,切换时间一般在100ms以内。

    从成本上看,由于EAPS采用软件环组网,可以在已有的交换机上进行软件升级,成本较低,而且环网拓扑比较节省光纤资源,便于节约运营商成本。不足之处是,当环上流量比较大时,网络的扩展性还需要进一步提高。

    (2)SmartLink/FlexLink以太网技术

    SmartLink/FlexLink以太网技术,是一种为链路双上行提供可靠高效的备份和切换机制的解决方案,常用于双上行组网。

    如图2所示,交换机A上的端口1和2组成了一个SmartLink/FlexLink组,交换机B上的端口3和4组成了另一个SmartLink/FlexLink组。在配置成SmartLink/FlexLink的一对端口之间,其中一个作为主端口,另外一个作为备份端口。

    图2  SmartLink/FlexLink示意图

    正常情况下,只有一个端口处于转发(ACTIVE)状态,另一个端口被阻塞,处于待命(STANDBY)状态。当处于转发状态的端口链路发生故障时(如物理上故障;OAM连接故障或者单通等),SmartLink/FlexLink组会自动将该端口阻塞,并将原阻塞的待命端口切换到转发状态。正常情况下备份端口不参与地址学习和数据转发,当主端口down掉后,备份端口迅速替代主端口,切换时间一般在100ms以内。

    从成本上看,由于可以在原有交换机的基础上软件升级支持SmartLink/FlexLink,成本比较低,便于节约运营商成本,该技术尤其适合树型网络双上联结构。

    (3)EoMPLS技术

    EoMPLS全称是EthernetoverMPLS,它在IP/MPLS网络中通过IETFPWE3(Martini)封装方式承载Ethernet,既可以直接作为VPN业务使用,也可用于以太网汇聚。目前可提供的业务种类主要有点对点的VLL(虚拟专线)和多点对多点的VPLS(虚拟专用局域网业务)。

    从技术特征上看,EOMPLS拥有一定的优势。由于EOMPLS与网络拓扑无关,只要存在冗余链路,在IP路由可达时,均可实现50ms的保护切换。但由于EOMPLS本质上是在二层网络上采用复杂的三层协议建立信令,并且协议栈层次过多,因此,利用EOMPLS技术构建具有高保障性的电信级以太网,成本比较高,同时EOMPLS的OAM手段还不是很完善,使得国内运营商目前很难大范围采用。随着时间推移,EOMPLS设备成本逐步降低,OAM手段丰富完善后,运营商会根据业务需要逐步引入。

    (4)PBT技术

    运营商骨干网传输(ProviderBackboneTransport,PBT)技术基于802.1ah标准,是在运营商骨干网桥(ProviderBackbone Bridge,PBB)标准之上改进而来。PBB技术的目标允许在802.1ad标准规定下的运营商骨干网桥网络(PBBN)最多支持224个业务VLAN。并且,PBB还定义了PBBN的架构和桥接协议,以实现多个PBB网络的兼容和互联互通。

    PBB采用MACinMAC封装,即将终端用户以太网数据帧再封装成运营商以太网帧头,形成两个MAC地址,在运营商核心网中,只按照后一个封装的MAC地址进行流量转发,使得以太网扩展性以及作为网络传输技术的能力得到了极大提升。但是,PBB存在流量工程问题,例如多方式路由下的流量控制、接入控制和业务控制、50ms切换或故障恢复能力,以及端到端的QoS保障等。在这些业务需求的推动下,PBB改进成为PBT。

[1]  [2]  [3]  编 辑:张翀
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