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全IP时代传送网技术的几个关键问题
2008年8月11日 14:20    中国联通网站    评论()    

    T.MPLS是ITU-TSGl5定义的基于MPLS技术的一个面向连接的包传送技术,是MPLS的一个子集。它是将数据通信技术同电信网络有效结合的一种技术。T-MPLS抛弃了IETF为MPLS定义的繁复的控制协议族,简化了数据平面,只保留了交换功能,去掉了路由功能和不必要的转发处理,并增加了ITU-T传送的保护倒换和OAM功能。它不支持PHP(倒数第二跳弹出),精细的包丢弃算法,标签合并,ECMP(等价多路径)等。ITU-TSGl5在2006年2月的全会上采纳了T-MPLS的概念,以代替过去的MPLSover传送网的概念,并通过了关于T-MPLS的3个标准,即G.8010.1“T-MPLS体系结构”,G.8112“T-MPLS的NNl接口”, G.8121“T-MPLS设备功能模块特性”。

    T-MPLS与它的客户信号和控制网络是完全独立的,其不限定使用某种特定的控制协议或管理方式。T-MPLS承载的客户信号可以是IP/MPLS,也可以是以太网。T-MPLS的连接具有较长的稳定性,这使它可具有传送网络所必备的保护倒换和OAM等功能特性。它的主要优势是实现了基于真正分组交换内核的传送技术。

    T-MPLS技术由数据平面、管理平面和控制平面3个相关平面组成,从标准化程度来看,现在的标准仅规范了T-MPLS的数据平面部分功能,还需要进一步研究T-MPLS的组播,保护,OAM等功能。此外,管理平面和控制平面也需进一步规范,预计T—MPLS的系列标准将在2008年后基本完成。

    (2)PBT

    PBT由北电予以支持,它源自IEEE802.1ah定义的“PBB-TE”(运营商骨干网桥接传输技术)。运营商骨干网传输PBT(ProviderBackboneTransport)技术源自IEEE802.1ah定义的运营商骨干网桥接PBB(ProviderBackboneBriage), 即 MAC-in-MAC 技术。 MAC-in-MAC是一种基于MAC堆栈的技术,用户 MAC被封装在运营商MAC之中作为内层MAC加以隔离,增强了以太网的扩展性和业务的安全性。PBB 在MAC-in-MAC基础上引入了I-TAG。I-TAG更适合用来与其它的技术(如MPLS)进行互通,它不再被用作标识一个虚拟的网络,而是标识一个业务。

    面向连接的具有电信网络特征的以太网技术PBT最初在2005年l0月提出。PBT主要具有以下技术特征:

    ●基于MAC.in-MAC但并不等同于MAC-in-MAC,其核心是:通过网络管理和网络控制进行配置,使得电信级以太网中的以太网业务事实上具有连接性,以便实现保护倒换,OAM,QoS,流量工程等电信传送网络的功能;

    ●使用运营商MAC(ProviderMAC)加上VLANID进行业务的转发,从而使得电信级以太网受到运营商的控制而隔离用户网络;

    ●基于VLAN关掉MAC自学习功能,避免广播包的泛滥,重用转发表而丢弃一切在PBT转发表中查不到的数据包。

    由于采用了两层MAC技术,业务通过DA+VID的方式进行识别,VLANID不再是全局有效,不同的DA(目的地址)可重用相同的VLANID,VLANID的相同不会造成以太网交换机在数据帧转发中的冲突。PBT技术可以与传统以太网桥的硬件兼容,DA+VID 在网络中间节点不需要变化,数据包不需要修改,转发效率高,可支持面向连接网络中具有的带宽管理功能和连接允许控制CAC(ConnectionAdmissionCon— trol)功能以提供对网络资源的管理,通过网管配置或通过网络控制器NC(NetworkController)建立连接,可以很方便地实现灵活的路由和流量工程。但此系列标准还不成熟,由于增加了MAC地址开销,也势必增加了硬件成本。

    PBT技术的显著特点是扩展性好,由于其转发信息由网管/控制平面直接提供,容易实现带宽预留和50ms的保护倒换时间;具备多业务支持能力,安全性较好;特别是大量使用了交换机,消除了复杂的ICP和信令协议,大幅度降低了组网和运营维护成本。另外,它使用了大量的ITU-T定义的网管功能,故具有类似SDH的电信级网管功能。

    目前,PBT也存在一些亟待解决的问题,如PBT仅支持点到点(P2P)以太网业务,不支持点到点(P2P)的非以太网业务和多点到多点(mp2mp)以太网业务;只能环型组网,灵活性受到影响;由于缺乏公平性算法,还不太适合流量大、突发性强的业务;PBT的OAM和保护目前只是Trunk层,不能实现中间节点的监测;PBT的标签(DA+V1D)太长,增加了MAC地址开销且存在多层映射问题,势必增加硬件成本。此外,2007年4月IEEE 802.1组才确定开始PBB-TE(IEEE 802.1Qay)的数据平面标准制定工作,IETF关于 PBB-TE的控制平面(GELS)工作也处于起步阶段,并且需要和IEEE对数据平面的标准化工作协调,这与 T.MPLS的标准化相比还很不成熟。这两种技术的比较参见表l。

    PBT着眼于解决以太网的缺点,T-MPLS着眼于解决IP/MPLS的复杂性。它们都为从现有的SONET/SDH向完全分组交换网络的转变提供了平滑过渡的方法。二者的基本原理相同,只是标签格式和处理机制等方面存在较大差别。相比较而言,PBT与传统以太网技术的兼容性更好一些,但对TDM业务的支持更差一点,而T-MPLS在服务质量和流量工程更具有优势;从标准化的程度上看,T-MPLS更成熟,ITU-T已经完成了大部分标准化工作,正在修订部分标准并与IETF合作;PBT则处于标准发展的早期,2007年3月在

    表1PTN技术比较

     

    IEEE批准立项,标准化过程需持续2~3年,IETF的GELS工作组预备成立,提交了2个IETFDraft,而且802.1agCFM本身尚未批准。

    总体来看,T-MPLS在技术方面有一定的优势,被业界认可程度更高一些。T-MPLS是标准化程度最高的,代表了今后分组传送技术的发展方向。

    4向全lP网络过渡的问题

    全IP网络发展是一个渐进的过程,如何经济合理地解决好TDM信号和IP信号同时传送,实现无缝过渡,也是一个重要问题。采用具有通用传送架构的下一代传送平台是比较合适的策略,这种设备可以根据业务增加分组业务板卡,逐步替代SDH功能(对低速TDM业务采用电路仿真方式)和把高速TDM业务引入到通用传送平台上,如果和多维可调ROADM结合,还能实现灵活的光层交换。随着全IP网络的实现,全分组传送也将取代产品生命周期即将结束的SDH网络。

    5与数据设备的协调问题

    对于全IP网络来讲,若提供电信级业务,还需要继续弥补其在安全和QoS方面存在的缺陷。更重要的是要合理地协调解决好与传送网的配合问题。

    (1)保护和恢复问题

    IP路由器和传送网都具有保护、恢复功能,问题在于如何使用。如果仅在单一的IP层面进行保护恢复,可以解决流量突发和链路、路由器失效问题。最显著的优点是能够完成各种业务等级的保护,但将导致网络利用率急剧下降,这是因为足够的带宽是保证电信级IP网实现保护恢复的基本前提,为了保证在故障过程中所有业务依然保持原有QoS水平,网络带宽必须有足够的冗余,在现有IP网拓单层保护恢复机制下,全网带宽冗余度最少要达到50%,否则就要损失低等级业务的Qos水平。为了保证网络业务提供的可用率,目前各大运营商网络采用了超额提供网络带宽的方法,造成IP网极度轻载,骨干网链路带宽利用率只有10%~30%,极大地浪费了网络能力。相反,通过传送网为IP网链路保护恢复,则可以提高链路带宽资源利用率,实现IP网与传送网综合建设成本的降低。IP网节点的可用率要远高于链路,链路故障是影响全网安全性的薄弱环节,因此如果链路具备一定的保护恢复能力,则全网的安全性将会大为改善。据统计,采用传送网的保护恢复,可以使IP网对有保护的高等级业务的可用率由2个9提高到4个9,而对于无保护的低等级业务则由54%提高到98.5%。不仅可以使高等级业务接近满足PSTN5个9的指标要求,还可以用无保护的低等级业务提供类似中小企业VPN等服务,使网络资源收益最大化。因此,针对网络定位于提供基本的、没有必要保障严格Qos的上网业务,不必考虑故障恢复所需的额外带宽,因此其带宽利用率可以达到很高的水平,可以采用IP网内路由协议为主采取保护恢复机制,同时还必须合理设计和优化其网络物理拓扑,保证网内各路由器间链路的物理路由不相关性,以避免光纤中断等单个物理层故障导致IP网发生多处链路故障,从而引起路由剧烈震荡。对于承载有QoS保证的SLA业务,采用光传送网的保护恢复将会提高线路资源的利用率,进而有效地节省了综合网络建设成本,在目前采用VC-4(155Mbit/s)颗粒的网络情况下,大约可节省40%的综合成本。其主要的缺点是不能保证路由器故障时的业务全修复,随着骨干路由器可用率的不断提高,再加上MPLS本身具有流量分类QoS机制,这个缺点将不会对全网安全性造成显著的影响。

[1]  [2]  [3]  编 辑:张翀
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