電信級以太網(wǎng)的特征
電信級以太網(wǎng)又稱運營商級以太網(wǎng)(CE,CarrierEthernet),最早由城域以太網(wǎng)論壇(MEF,MetroEthernetForum)在2005年初提出。按照MEF定義,電信級以太網(wǎng)技術(shù)主要包括5個方面的內(nèi)容:標(biāo)準(zhǔn)化、可擴(kuò)展性、可靠性、QoS、電信級網(wǎng)絡(luò)管理。
標(biāo)準(zhǔn)化
標(biāo)準(zhǔn)化包括網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化,前者涉及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、接口和協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化,后者主要指電信級以太網(wǎng)采用一定的手段實現(xiàn)點到點、點到多點的以太網(wǎng)連接,提供包括以太網(wǎng)專線(EPL)、以太網(wǎng)虛擬專線(EVPL)、以太網(wǎng)專用局域網(wǎng)(EPLAN)、以太網(wǎng)虛擬專用局域網(wǎng)(EVPLAN)等多種以太網(wǎng)業(yè)務(wù)。
可擴(kuò)展性
可擴(kuò)展性指業(yè)務(wù)帶寬和業(yè)務(wù)規(guī)模均可靈活擴(kuò)展,要能夠在城域網(wǎng)范圍內(nèi)為百萬級的用戶提供服務(wù)。
可靠性
傳統(tǒng)的以太網(wǎng)使用鏈路聚合和生成樹協(xié)議(STP)進(jìn)行保護(hù),生成樹協(xié)議(STP)/快速生成樹協(xié)議(RSTP)/多實例生成樹協(xié)議(Mi-STP)在鏈路出現(xiàn)故障時的恢復(fù)時間都在秒級,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電信級要求,電信級以太網(wǎng)技術(shù)可以采取一定的手段保證業(yè)務(wù)倒換時間小于50ms。
QoS
QoS包括各種電信級網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo),主要有兩個方面:一方面是由呼叫與連接建立的速度,包括端到端延遲(End-to-endDelay)和延遲變化(Jitter);另一方面是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的吞吐量。
電信級網(wǎng)絡(luò)管理
電信級網(wǎng)絡(luò)管理包括快速業(yè)務(wù)建立、用戶網(wǎng)絡(luò)管理,要能提供端到端的統(tǒng)一網(wǎng)管能力,能夠配置端到端的業(yè)務(wù),還能夠測量端到端的性能,實時掌控網(wǎng)絡(luò)的運行情況。
5種電信級以太網(wǎng)技術(shù)
近兩年,電信級以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展很快,許多廠家的解決方案均能提供50ms的保護(hù)倒換時間,并且具有較強(qiáng)QoS能力和電信級網(wǎng)管能力,最常用的電信級以太網(wǎng)技術(shù)主要有5種。
EAPS(以太網(wǎng)自動環(huán)保護(hù)系統(tǒng))
EAPS是在RFC3619(ExtremeNetworks'EthernetAutomatic Protection Switching)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來,2008年2月22日通過的ITU-T G.8032 version 1對它做了詳細(xì)的定義。它的主要特點可以歸納為:環(huán)形拓?fù)?標(biāo)準(zhǔn)的基于IEEE 802.1D/1Q的MAC交換+改進(jìn)的生成樹算法+以太故障檢測OAM+簡單環(huán)網(wǎng)控制協(xié)議。
EAPS技術(shù)解決方案在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)基礎(chǔ)上,結(jié)合應(yīng)用QinQ封裝和增強(qiáng)的QoS能力,提供了一種低成本電信級以太網(wǎng)技術(shù)。EAPS技術(shù)最大的特點是只需要在現(xiàn)有以太網(wǎng)上進(jìn)行軟件升級即可,因此成本最低,與傳統(tǒng)以太網(wǎng)的兼容性最好。
同時,EAPS技術(shù)可以提供電信級保護(hù)倒換時間,故障檢測模式有兩種,第一種是告警模式(環(huán)上節(jié)點發(fā)現(xiàn)故障后主動向主節(jié)點發(fā)送link-down等信息),第二種是抽樣模式(主節(jié)點周期性地發(fā)送hello信息)。
目前,眾多設(shè)備制造商(包括諾西、華為、中興)均對該技術(shù)進(jìn)行了大量人力進(jìn)行研發(fā),從測試結(jié)果來看,各家解決方案(諾西的ERP、華為的RRPP、中興的ZESR)都能滿足50ms保護(hù)切換的要求,具備較強(qiáng)的QoS能力,可以提供豐富的業(yè)務(wù)。只是為了規(guī)避專利,各廠家的具體實現(xiàn)細(xì)節(jié)不同,互通比較困難,需要各運營商早日制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)互通。
X-Link以太網(wǎng)技術(shù)
X-Link主要指思科的FlexLink、華為的SmartLink和中興的ZESS技術(shù),該技術(shù)是一種為鏈路雙上行提供可靠高效的備份和切換機(jī)制的解決方案,常用于雙上行組網(wǎng)。
組網(wǎng)時,交換機(jī)上的兩個端口組成了一個X-Link組,其中一個作為主端口,另外一個作為備份端口。正常情況下,只有一個端口處于轉(zhuǎn)發(fā)(ACTIVE)狀態(tài),另一個端口被阻塞,處于待命(STANDBY)狀態(tài)。當(dāng)處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的端口鏈路發(fā)生故障時,X-Link組會自動將該端口阻塞,并將原阻塞的待命端口切換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。正常情況下備份端口不參與地址學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),當(dāng)主端口down掉后,備份端口迅速替代主端口,切換時間一般在100ms以內(nèi)。
X-Link技術(shù)解決方案是在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上提供的一種低成本電信級以太網(wǎng)技術(shù),與傳統(tǒng)以太網(wǎng)的兼容性很好,而且不存在互通性問題,適用于樹型網(wǎng)絡(luò)雙上聯(lián)結(jié)構(gòu)。目前還沒有廠家對該技術(shù)提出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
PBB和PBT
IEEE802.1ah“Amendment6:ProviderBackbone Bridges”定義了PBB技術(shù),該標(biāo)準(zhǔn)目前還處于草案階段。PBB是在MAC in MAC基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,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地址存儲在運營商的以太網(wǎng)幀中,核心網(wǎng)并不清楚,只根據(jù)運營商的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)流量。最新PBB標(biāo)準(zhǔn)草案目前采用兩種可選的幀結(jié)構(gòu):PBB幀和Dry Martini幀。
PBT在MACinMAC封裝的基礎(chǔ)上,關(guān)掉以太網(wǎng)的生成樹和MAC學(xué)習(xí)功能,增強(qiáng)一些電信級OAM功能,將無連接的以太網(wǎng)改造為面向連接的隧道技術(shù)。
PBB/PBT技術(shù)主要的制造商有北電、諾西和華為。該技術(shù)主要有兩大特點:第一,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。采用VID+MAC地址作為全球惟一地址和基于目的地地址的轉(zhuǎn)發(fā),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。第二,PBT轉(zhuǎn)發(fā)信息不再依靠傳統(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,實現(xiàn)帶寬預(yù)留和50ms的保護(hù)倒換時間。
PBT和MACinMAC多了一層封裝,在硬件成本上必然要付出相應(yīng)的代價,比EAPS/X-Link成本要高一些。
EOMPLS
EOMPLS一般是以三層的IP網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)二層VPN功能,包括點到點的以太專線和多點到多點的VPLS。
EOMPLS技術(shù)主要制造商包括阿朗、思科、華為等傳統(tǒng)的路由器制造商。該技術(shù)主要有四大特點:第一,拓?fù)錈o關(guān)性。在任意IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)上可提供點對點、點對多點、多點對多點、環(huán)型等結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)業(yè)務(wù);第二,充分利用IP/MPLS技術(shù),可提供QoS、強(qiáng)制路由、流量工程、冗余保護(hù)、快速恢復(fù)、策略等,網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展容易;第三,業(yè)務(wù)切換時間小于50ms;第四,本地意義的VLAN標(biāo)識,有效解決4KVLAN全局意義的限制。
但由于EOMPLS在二層設(shè)備上采用復(fù)雜的三層協(xié)議建立信令,設(shè)備成本較高。同時,EOMPLS運行配置比較復(fù)雜,特別是具有數(shù)千個節(jié)點的大型城域網(wǎng)的管理運行成本較高。
RPR環(huán)網(wǎng)技術(shù)
彈性分組環(huán)(ResilientPacketRing,RPR),目前已標(biāo)準(zhǔn)化為IEEE802.17,提供類似SDH級網(wǎng)絡(luò)可靠性的同時降低了傳送費用,華為是該技術(shù)的主要制造商。
RPR為逆向雙環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),外環(huán)為OuterRing、內(nèi)環(huán)為InnerRing,外環(huán)和內(nèi)環(huán)都傳送數(shù)據(jù)包和控制包,內(nèi)環(huán)的控制包攜帶外環(huán)數(shù)據(jù)包的控制信息,反之亦然;RPR采用了SDH的環(huán)形結(jié)構(gòu),同時也繼承了故障自愈能力強(qiáng)的特點,能夠?qū)崿F(xiàn)50ms時間內(nèi)的故障保護(hù)切換。
RPR采用硬件環(huán)的方式,成本比較高,同時在擴(kuò)展性方面也需要進(jìn)一步提高。