網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從1990年代中期發(fā)展起來(lái)的新技術(shù),它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機(jī)整體,實(shí)現(xiàn)資源的全面共享和有機(jī)協(xié)作,使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源、專(zhuān)家資源、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)、傳感器等。 當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)只限于信息共享,網(wǎng)絡(luò)則被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段。 接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展還是非常快速的,同時(shí)新技術(shù)也不斷的出現(xiàn),MSTP就其中一個(gè),于是我研究了一下MSTP的特點(diǎn)和應(yīng)用,在這里拿出來(lái)和大家分享一下,希望對(duì)大家有用。
第三代MSTP接入網(wǎng)技術(shù)的提出及其技術(shù)特點(diǎn)
2003年是中國(guó)電信業(yè)的“城域年”,隨著骨干網(wǎng)相繼完善,與運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)收入休戚相關(guān)的城域網(wǎng)建設(shè)成為焦點(diǎn),建立高效經(jīng)濟(jì)且支持多業(yè)務(wù)的城域網(wǎng)已經(jīng)成為各大運(yùn)營(yíng)商的共同目標(biāo)。上海貝爾阿爾卡特,作為一家提供全系列端到端光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的供應(yīng)商,在國(guó)內(nèi)率先推出了基于先進(jìn)的二層MPLS接入網(wǎng)技術(shù)和分組環(huán)等新接入網(wǎng)技術(shù)的第三代MSTP,支持業(yè)務(wù)端到端QoS,從而幫助運(yùn)營(yíng)商建設(shè)電信級(jí)的城域公網(wǎng)。
第三代MSTP的提出
MSTP是基于SDH的多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái),從各廠商商用的MSTP看,除了具有SDH功能外,還具有Ethernet功能和ATM功能。伴隨著電信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,MSTP的接入網(wǎng)技術(shù)也在不斷進(jìn)步,主要體現(xiàn)在對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的處理上,共經(jīng)歷了從支持以太網(wǎng)透?jìng)鞯牡谝淮鶰STP、支持二層交換的第二代MSTP和當(dāng)前支持以太網(wǎng)業(yè)務(wù)QoS的第三代MSTP三步。
第一代MSTP 以太網(wǎng)透?jìng)鞴δ苁侵笇?lái)自以太網(wǎng)接口的信號(hào)不經(jīng)過(guò)二層交換,直接映射到SDH的虛容器(VC)中,然后通過(guò)SDH設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)傳送。第一代MSTP的特點(diǎn)在于保證以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的透明性,包括以太網(wǎng)MAC幀,VLAN標(biāo)記等的透明傳送。第一代MSTP的缺點(diǎn)包括:不提供以太網(wǎng)業(yè)務(wù)層保護(hù),完全基于SDH提供的物理層保護(hù),需要預(yù)留保護(hù)帶寬;支持的業(yè)務(wù)帶寬粒度受限于SDH的虛容器,最小為2 Mbps ;不提供以太網(wǎng)QoS支持,無(wú)法滿足不同業(yè)務(wù)的差異性應(yīng)用;不提供多個(gè)業(yè)務(wù)流的統(tǒng)計(jì)復(fù)用和帶寬共享,帶寬利用率低;只提供物理層上的多用戶隔離,不提供業(yè)務(wù)層(MAC層)上的多用戶隔離,網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力差。正是第一代MSTP在支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)表現(xiàn)的不適應(yīng)性,第二代MSTP應(yīng)運(yùn)而生。
第二代MSTP MSTP以太網(wǎng)二層交換功能是指在一個(gè)或多個(gè)用戶以太網(wǎng)接口與一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的基于SDH虛容器的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路之間,實(shí)現(xiàn)基于以太網(wǎng)鏈路層的數(shù)據(jù)幀交換。第二代MSTP主要在多用戶/業(yè)務(wù)的帶寬共享和隔離方面進(jìn)行了一定改善,但是,第二代MSTP的缺點(diǎn)也是明顯的,不提供以太網(wǎng)QoS支持,只能提供有限的CoS能力;基于STP/RSTP的業(yè)務(wù)層保護(hù)時(shí)間太慢,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模不同,收斂時(shí)間可能要花幾十秒,同SDH的50ms自愈時(shí)間相比,以太網(wǎng)的故障恢復(fù)時(shí)間太長(zhǎng),不適于傳送語(yǔ)音、視頻數(shù)據(jù);所提供的業(yè)務(wù)帶寬粒度受限于VC,一般最小為2Mbps ;VLAN的4096地址空間使其在核心節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展能力很受限制,不適合大型城域公網(wǎng)應(yīng)用;節(jié)點(diǎn)處在環(huán)上不同位置時(shí),其業(yè)務(wù)的接入是不公平的;MAC地址的學(xué)習(xí)/維護(hù)以及MAC地址表影響系統(tǒng)性能;基于802.3x的流量控制只是針對(duì)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路,不能提供端到端的流量控制;多用戶/業(yè)務(wù)的帶寬共享是對(duì)本地接口而言,還不能對(duì)整個(gè)環(huán)業(yè)務(wù)進(jìn)行共享。
從第一代MSTP和第二代MSTP的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)支持上看,不能提供良好QoS支持的一個(gè)主要原因是現(xiàn)有的以太網(wǎng)技術(shù)是無(wú)連接的,尚沒(méi)有足夠QoS處理能力,為了能夠?qū)⒄嬲齉oS引入以太網(wǎng)業(yè)務(wù),需要在以太網(wǎng)和SDH/SONET 間引入一個(gè)中間的智能適配層來(lái)處理以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的QoS要求,第三代MSTP由此產(chǎn)生。
第三代MSTP技術(shù)及特點(diǎn)
第三代MSTP的主要技術(shù)特征是引入了中間的智能適配層(1.5層)、采用GFP高速封裝協(xié)議、支持虛級(jí)聯(lián)和鏈路容量自動(dòng)調(diào)整(LCAS)機(jī)制,因此可支持多點(diǎn)到多點(diǎn)的連接、具有可擴(kuò)展性、支持用戶隔離和帶寬共享、支持以太網(wǎng)業(yè)務(wù)QoS、SLA增強(qiáng)、阻塞控制,公平接入以及提供業(yè)務(wù)層環(huán)網(wǎng)保護(hù)。在SDH不斷融合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的過(guò)程中,針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突發(fā)特征的各種技術(shù)也得到發(fā)展,包括GFP和虛級(jí)聯(lián)/LCAS。G.7041定義的通用封裝規(guī)程GFP作為高速的數(shù)據(jù)封裝協(xié)議,與HDLC/LAPS相比有很多優(yōu)點(diǎn),目前已被802.17 內(nèi)定為封裝協(xié)議,國(guó)內(nèi)外廠家在新一代MSTP系統(tǒng)中采用GFP也已達(dá)成共識(shí)。
LCAS定義了一種改變傳送網(wǎng)絡(luò)中虛級(jí)聯(lián)信號(hào)帶寬的方法。在確定的虛級(jí)聯(lián)帶寬下,可以動(dòng)態(tài)地通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)指配業(yè)務(wù)帶寬。只有各廠商的MSTP均支持標(biāo)準(zhǔn)的GFP和LCAS,不同廠商的MSTP之間的業(yè)務(wù)層互通才能成為可能,對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言,大規(guī)模的建設(shè)MSTP網(wǎng)絡(luò)才會(huì)不受限制,在中國(guó)電信總部和廣東電信組織的MSTP測(cè)試中對(duì)于互聯(lián)互通方面均提出了明確的需求。以太網(wǎng)新業(yè)務(wù)的QoS要求推動(dòng)MSTP向第三代發(fā)展。從第一代和第二代MSTP的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)支持上看,不能提供良好QoS支持的一個(gè)主要原因是現(xiàn)有以太網(wǎng)技術(shù)是無(wú)連接的,尚沒(méi)有足夠QoS處理能力,為了能將真正的QoS引入以太網(wǎng)業(yè)務(wù),需要在以太網(wǎng)和SDH間引入一個(gè)中間的智能適配層來(lái)處理以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的QoS要求;上海貝爾阿爾卡特在MSTP產(chǎn)品中采用二層MPLS作為智能適配層,同時(shí)使用先進(jìn)的分組環(huán)(Packet Ring)技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)層小于50ms的保護(hù)倒換。引入MPLS和分組環(huán)的MSTP具有以下優(yōu)點(diǎn):
◆MSTP 系統(tǒng)可以突破由于傳統(tǒng)以太網(wǎng)4,096個(gè)VLAN地址造成的網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量的限制,實(shí)現(xiàn)有效用戶區(qū)分(customer separation)和地址重用,即使在相同的VLAN ID的情況下,仍能夠區(qū)分不同用戶的業(yè)務(wù)流,從而適應(yīng)電信公網(wǎng)應(yīng)用。
◆實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)多業(yè)務(wù)等級(jí)。MSTP系統(tǒng)不僅支持傳統(tǒng)的Best Effort業(yè)務(wù),而且能夠支持保障(Guaranteed)/規(guī)整(Regulated)業(yè)務(wù)。保障帶寬的業(yè)務(wù)具有嚴(yán)格的延時(shí)和抖動(dòng)保障機(jī)制,其業(yè)務(wù)速率恒定,無(wú)論在從用戶接口上環(huán)或者在經(jīng)過(guò)某個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí),都會(huì)被優(yōu)先處理,幾乎沒(méi)有抖動(dòng),延遲也相當(dāng)小。
◆實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)公平性接入。MSTP系統(tǒng)克服傳統(tǒng)以太網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生阻塞時(shí),不能保證業(yè)務(wù)公平接入的難題,可以在保證業(yè)務(wù)質(zhì)量的基礎(chǔ)上根據(jù)用戶的最初約定來(lái)公平的提供帶寬接入,實(shí)現(xiàn)端到端的流量控制。
◆實(shí)現(xiàn)細(xì)微的帶寬顆粒配置。MSTP系統(tǒng)除支持傳統(tǒng) VC12/VC3/VC4業(yè)務(wù)基本顆粒外,還可以提供更靈活的帶寬顆粒,實(shí)現(xiàn)100kbps的帶寬顆粒,運(yùn)營(yíng)商可以為用戶提供更小顆粒帶寬的業(yè)務(wù)租用。
◆提供分組環(huán)保護(hù)。MSTP系統(tǒng)支持分組環(huán)保護(hù),可以在不需要SDH層面保護(hù)的情況下實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)分組環(huán)小于50ms的業(yè)務(wù)保護(hù),提高帶寬利用率。
基于現(xiàn)有以太網(wǎng)接口/構(gòu)架大量存在且易于使用的情況,越來(lái)越多的具有QoS要求的業(yè)務(wù)將依托以太網(wǎng)平臺(tái)。因此以太網(wǎng)新業(yè)務(wù)必將得到飛速發(fā)展,在MSTP系統(tǒng)中提供以太網(wǎng)新業(yè)務(wù)支持也將是一個(gè)必然趨勢(shì)。上海貝爾阿爾卡特OMSN系列產(chǎn)品通過(guò)嵌入ISA(集成業(yè)務(wù)適配器)系列盤(pán),提供融合智能適配層新接入網(wǎng)技術(shù)的第三代MSTP,滿足城域新業(yè)務(wù)的需求,為運(yùn)營(yíng)商提供從邊緣接入到核心的具有QoS保證的城域網(wǎng)解決方案。
MSTP的市場(chǎng)應(yīng)用
長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)內(nèi)建設(shè)城域網(wǎng)絡(luò)的思路一直是業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和傳輸網(wǎng)絡(luò)徹底分離,傳輸網(wǎng)絡(luò)往往只是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的純粹的透明通道,現(xiàn)階段的實(shí)際應(yīng)用是傳輸網(wǎng)絡(luò)只需要為數(shù)據(jù)設(shè)備提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口,采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)透明傳送的方式。MSTP提供的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)和ATM業(yè)務(wù)的交換功能在國(guó)內(nèi)并沒(méi)有大規(guī)模的被采用。但是,近幾年來(lái),許多歐美電信發(fā)達(dá)國(guó)家的運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商紛紛認(rèn)識(shí)到城域以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的廣闊前景,相關(guān)的接入網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)品也紛紛的推出,其中包括融合MPLS和分組環(huán)技術(shù)的第三代MSTP。MSTP不僅為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)提供傳輸通道,而且應(yīng)該提供更加優(yōu)化的組網(wǎng)方案和保證城域以太網(wǎng)新業(yè)務(wù)的實(shí)施。國(guó)際上的接入網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組織和論壇如MEF(城域以太網(wǎng)論壇)、IETF(互聯(lián)網(wǎng)工程工作組)和ITU-T(國(guó)際電信聯(lián)盟)等對(duì)城域以太網(wǎng)新業(yè)務(wù)框、 Ethernet Over MPLS以及彈性分組環(huán)RPR等新業(yè)務(wù)和接入網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定,為MSTP設(shè)備的大規(guī)模使用提供了接入網(wǎng)技術(shù)依據(jù)。
歐美運(yùn)營(yíng)商在MSTP的應(yīng)用上取得的一些經(jīng)驗(yàn)可以作為國(guó)內(nèi)MSTP應(yīng)用的參考。意大利電信采用阿爾卡特的MSTP產(chǎn)品OMSN進(jìn)行組網(wǎng),在OMSN中集成了ISA-ATM對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的 DSLAM 業(yè)務(wù)進(jìn)行匯聚,然后在城域核心節(jié)點(diǎn)將 DSLAM 業(yè)務(wù)傳送給骨干ATM交換機(jī),通過(guò)MSTP提供的ATM的匯聚交換功能,省略了邊緣ATM交換機(jī),減少了ATM核心節(jié)點(diǎn)的接口數(shù)量,與傳統(tǒng)ATM組網(wǎng)相比節(jié)約了20%的建設(shè)成本。西班牙電信也采用了阿爾卡特的MSTP的產(chǎn)品進(jìn)行建設(shè),在OMSN中集成了ISA以太網(wǎng)解決方案建設(shè)城域以太網(wǎng),為該網(wǎng)絡(luò)的用戶提供Voice over IP 、 Video on Demand 、 Fast Internet和Broadcast TV等新業(yè)務(wù)。第三代MSTP的MPLS和分組環(huán)接入網(wǎng)技術(shù)為二層業(yè)務(wù)的保護(hù)和以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的QoS提供了支持。除了以上的運(yùn)營(yíng)商外,阿爾卡特還和新加坡電信、意大利的 Fastweb 、瑞典的Gothnet 、巴西的Furnas和馬來(lái)西亞電信等國(guó)外的運(yùn)營(yíng)商在MSTP方面進(jìn)行合作。
從2002下半年開(kāi)始,國(guó)內(nèi)的一些先進(jìn)的運(yùn)營(yíng)商紛紛組織進(jìn)行MSTP測(cè)試,為MSTP的大規(guī)模使用做準(zhǔn)備。上海貝爾阿爾卡特積極地參加國(guó)內(nèi)MSTP的相關(guān)交流活動(dòng),希望將先進(jìn)的接入網(wǎng)技術(shù)和方案推薦給國(guó)內(nèi)的用戶。相信通過(guò)運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商的共同努力,適合中國(guó)的城域網(wǎng)新業(yè)務(wù)會(huì)不斷推出,MSTP的應(yīng)用會(huì)掀起高潮。
網(wǎng)絡(luò)的神奇作用吸引著越來(lái)越多的用戶加入其中,正因如此,網(wǎng)絡(luò)的承受能力也面臨著越來(lái)越嚴(yán)峻的考驗(yàn)―從硬件上、軟件上、所用標(biāo)準(zhǔn)上......,各項(xiàng)技術(shù)都需要適時(shí)應(yīng)勢(shì),對(duì)應(yīng)發(fā)展,這正是網(wǎng)絡(luò)迅速走向進(jìn)步的催化劑。
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