以太網(wǎng)既可以作為一種傳送和承載技術(shù),也可以作為一種業(yè)務(wù)提供給用戶。許多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都可以提供以太網(wǎng)業(yè)務(wù),如SDH、ATM、WDM和IP/MPLS等。目前關(guān)于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),各個標(biāo)準(zhǔn)化組織和廠商推出了各種各樣的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)。
針對城域以太網(wǎng)技術(shù)存在的問題,設(shè)備制造商分別提出各自的解決方案,導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一對以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的應(yīng)用和推廣都很不利,因?yàn)檫@使得運(yùn)營商、設(shè)備廠商和用戶對不同的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)有不同的理解。針對這種情況,這里將全面介紹國際上主要標(biāo)準(zhǔn)化組織關(guān)于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)和技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀。
1、ITU-T關(guān)注以太網(wǎng)幀的規(guī)范化傳送
ITU-T主要關(guān)注運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),因此其關(guān)于以太網(wǎng)技術(shù)和業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)是規(guī)范如何在不同的傳送網(wǎng)上承載以太網(wǎng)幀,包括SDH、OTN、ATM和MPLS等。在ITU-T內(nèi)與以太網(wǎng)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要由SG15和SG13研究組負(fù)責(zé)制訂。
ITU-T SG15 WP3負(fù)責(zé)制訂傳送網(wǎng)承載以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn),目前正在制訂的標(biāo)準(zhǔn)包括:
G.8010:以太網(wǎng)層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。G.8010基于IEEE802.1D、802.1Q、802.3和802.1ad標(biāo)準(zhǔn),使用G.805和G.809定義的建模方法描述以太網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)。這里描述的以太網(wǎng)功能結(jié)構(gòu)從網(wǎng)絡(luò)角度出發(fā),包括以太網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)、客戶特性信息、客戶層/服務(wù)層關(guān)聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛯泳W(wǎng)絡(luò)功能等。通過這種功能結(jié)構(gòu)提供以太網(wǎng)信號的傳輸、復(fù)用、路由、監(jiān)視、性能評價(jià)和網(wǎng)絡(luò)生存性。該建議不包含以太網(wǎng)使用的服務(wù)層網(wǎng)絡(luò)功能結(jié)構(gòu),這些功能結(jié)構(gòu)在其它的建議或IETF標(biāo)準(zhǔn)中定義。基本的以太網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)包括以太網(wǎng)MAC層網(wǎng)絡(luò)(無連接)和以太網(wǎng)PHY層網(wǎng)絡(luò)(面向連接)。
G.8011:以太網(wǎng)業(yè)務(wù)框架。該建議定義了一種描述以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的框架,這種框架由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)浜吞卣鲗傩詷?gòu)成。該建議定義的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)由G.8010描述的通用層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)支持,而與特定的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)無關(guān)。G.8011從運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的角度定義了EPL、EVPL、EPLAN和EVPLAN等幾種類型的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)。
G.8012.x:傳送網(wǎng)承載以太網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。這一系列建議定義通過傳送網(wǎng)連接兩個或多個以太網(wǎng)接口,提供各種以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的功能結(jié)構(gòu)。承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的傳送網(wǎng)可以是SDH、ATM、PDH、MPLS或OTN等。G.8012.1定義以太網(wǎng)專線(EPL)業(yè)務(wù),其它的業(yè)務(wù)類型將在后續(xù)的建議中定義。通過這種方式可以加快建議的制訂進(jìn)程。
G.eequ:以太網(wǎng)設(shè)備規(guī)范。該建議定義用于支持以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的設(shè)備的技術(shù)需求。以太網(wǎng)設(shè)備需要支持G.8012.x定義的以太網(wǎng)傳送業(yè)務(wù)和UNI/NNI,滿足G.8010定義的以太網(wǎng)層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)以及Y.17ethperf和Y.17ethoam定義的以太網(wǎng)傳送性能監(jiān)視和OAM能力。該建議與ITU-T的SDH設(shè)備規(guī)范相類似。
G.esm:以太網(wǎng)業(yè)務(wù)復(fù)用。該建議定義在傳送網(wǎng)上進(jìn)行以太網(wǎng)業(yè)務(wù)復(fù)用的功能和結(jié)構(gòu),稱為XYZ層。利用不同方式的業(yè)務(wù)提供商(SP)封裝,在運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)中至少有4種方法可以進(jìn)行以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的復(fù)用和交換:使用SP以太網(wǎng)(MAC-in-MAC)進(jìn)行MAC交換;使用SP橋接(Q-in-Q)進(jìn)行鏈路復(fù)用;使用GFP的擴(kuò)展頭提供運(yùn)營商地址和流標(biāo)簽;使用各種MPLS解決方案(MPLSL2VPN和PWE3等)。
G.asm:多承載和多運(yùn)營商環(huán)境中的業(yè)務(wù)管理結(jié)構(gòu)。該建議最初是想定義端到端的SDH承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的管理,目前其范圍擴(kuò)展到了對客戶專線業(yè)務(wù)(CPLS)管理結(jié)構(gòu)的定義。CPLS可以是傳統(tǒng)的SDH和PDH專線,也可以是以太網(wǎng)專線。該建議還定義用于完成管理任務(wù)的管理參數(shù)、格式和協(xié)議等。
G.mta:MPLS層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該建議使用G.805描述的建模方法描述MPLS網(wǎng)絡(luò)的功能結(jié)構(gòu)。MPLS網(wǎng)絡(luò)功能從網(wǎng)絡(luò)角度出發(fā),包括MPLS網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)、客戶特征信息、客戶層/服務(wù)層關(guān)聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛯泳W(wǎng)絡(luò)功能等。通過這種功能結(jié)構(gòu)提供MPLS信號的傳輸、復(fù)用、路由、監(jiān)視、性能評價(jià)和網(wǎng)絡(luò)生存性。
ITU-T SG13 WP3主要研究以太網(wǎng)的性能和流量管理,目前主要關(guān)注的是以太網(wǎng)OAM。已經(jīng)和正在制訂的標(biāo)準(zhǔn)包括:
Y.1730:以太網(wǎng)OAM需求。該建議提供用于以太網(wǎng)用戶平面OAM功能的動機(jī)和需求。其范圍包括點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)到多點(diǎn)以太網(wǎng)連接的OAM功能需求,連接類型可以是專用和共享兩種方式。該建議不涉及OAM的行政管理方面。
Y.17ethoam:以太網(wǎng)OAM機(jī)制。該建議是Y.1730提出的以太網(wǎng)OAM需求的一個具體實(shí)現(xiàn)。以太網(wǎng)OAM機(jī)制包括故障管理(如環(huán)回、連接監(jiān)視、通道蹤跡和AIS/RDI等),性能測量和發(fā)現(xiàn)。并定義了用于以太網(wǎng)OAM的以太網(wǎng)幀格式。
2、IEEE積極制訂以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
IEEE主要關(guān)注以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂,而不是以太網(wǎng)業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的定義。IEEE目前正在制訂的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)主要包括:
802.1QVLAN:802.1Q主要定義了VLAN。VLAN可使屬于同一VLAN的設(shè)備實(shí)現(xiàn)互相訪問,使屬于不同VLAN間的設(shè)備不能互相訪問,利用VLAN可大大減少網(wǎng)絡(luò)中不必要的數(shù)據(jù)交換的數(shù)量,杜絕廣播風(fēng)暴,提升網(wǎng)絡(luò)傳輸性能。
生成樹協(xié)議(802.1d、802.1w、802.1s):以太網(wǎng)利用生成樹(802.1d)解決環(huán)路和網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障的問題,讓網(wǎng)橋相互通信,并用一棵到達(dá)每個LAN的生成樹覆蓋實(shí)際的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。使用生成樹,可以確保任兩個LAN之間只有唯一一條路徑。一旦網(wǎng)橋商定好生成樹,LAN間的所有傳送都要遵從此生成樹。由于從每個源到每個目的地只有唯一的路徑,故不可能再有循環(huán)。
快速STP(802.1w)主要解決STP存在的自愈時(shí)間慢的問題。快速STP的工作方式同802.1d類似,只是在鏈路切換時(shí)省卻了802.1d所需的端口傾聽和學(xué)習(xí)的過程,只有端口關(guān)閉和打開的過程。這樣,在主干鏈路失效時(shí)可以更加快速地聚和到新的鏈路,它的自愈時(shí)間能達(dá)到1~2秒。這對于運(yùn)營商提供基于以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)非常重要。
為了防止用戶的鏈路發(fā)生故障影響骨干的波動,可以使用多STP(802.1s),每個VLAN單獨(dú)使用一個STP,有效地實(shí)現(xiàn)用戶同骨干的隔離。
802.3ad鏈路匯聚:鏈路匯聚是指將以太網(wǎng)交換機(jī)上的多個物理端口匯聚成一個邏輯端口。這種機(jī)制對于運(yùn)營商有非常重要的意義,包括:將交換機(jī)之間的多個物理連接作為一條邏輯連接來管理,簡化網(wǎng)絡(luò)管理;在一條邏輯連接內(nèi)的不同連接之間實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和共享;實(shí)現(xiàn)了對物理端口和鏈路的保護(hù),即當(dāng)部分端口或鏈路失效時(shí),邏輯連接仍能以較低的速率工作;運(yùn)營商可以靈活地提供不同速率的以太網(wǎng)連接。
802.3ahEFM:該標(biāo)準(zhǔn)主要定義用于用戶接入部分的以太網(wǎng)物理層規(guī)范(PHY),包括銅線、PON和光纖等以及接入部分的以太網(wǎng)OAM。EFM定義的OAM用于監(jiān)視鏈路運(yùn)行狀態(tài),如自動發(fā)現(xiàn)和連通性驗(yàn)證,時(shí)延、抖動和丟包率測試等以及改善故障定位能力。EFM通過定義以太網(wǎng)OAM協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)來實(shí)現(xiàn)OAM功能,包括遠(yuǎn)端環(huán)回、事件通告和鏈路狀態(tài)信息上報(bào)等。該標(biāo)準(zhǔn)定義的OAM機(jī)制只適用于單一鏈路,而不能實(shí)現(xiàn)端到端的OAM機(jī)制。
802.17RPR:彈性分組環(huán)(RPR)是一種基于MAC層的新技術(shù),正在由IEEE802.17工作組進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。RPR能夠提供多種業(yè)務(wù)在環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的高效傳送,是專門針對運(yùn)營商的需求而開發(fā)的一種分組傳送技術(shù)。RPR技術(shù)吸收了以太網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和SDH系統(tǒng)50ms環(huán)保護(hù)特性。RPR技術(shù)具有以下特點(diǎn):媒質(zhì)獨(dú)立性;空間復(fù)用和統(tǒng)計(jì)復(fù)用;具有擁塞控制機(jī)制和公平算法;支持業(yè)務(wù)分類和QoS機(jī)制。
雖然RPR的標(biāo)準(zhǔn)還沒有最終完成,但是已經(jīng)有許多設(shè)備廠商提供不同類型的產(chǎn)品。RPR技術(shù)的應(yīng)用分三種方式:一是通過引入支持RPR功能的線路接口板,對IP設(shè)備進(jìn)行升級,支持環(huán)網(wǎng)保護(hù),提高IP網(wǎng)絡(luò)的可靠性。二是獨(dú)立式RPR設(shè)備,可以同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)和TDM業(yè)務(wù),主要用于城域網(wǎng)的接入層。三是與MSTP設(shè)備相結(jié)合,增強(qiáng)MSTP對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持能力,使其同時(shí)具有SDH和RPR的優(yōu)勢,適用范圍更廣泛。
3、MEF解決城域以太網(wǎng)四大課題
城域以太網(wǎng)論壇(MEF,Metropolitan Ethernet Forum)是一個專注于解決城域以太網(wǎng)技術(shù)問題的非盈利性組織。欲進(jìn)一步了解的請進(jìn)入。
4、IETF研究分組網(wǎng)如何提供以太網(wǎng)業(yè)務(wù)
在以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)方面,IETF主要研究如何在分組網(wǎng)絡(luò)(如IP/MPLS)中提供以太網(wǎng)業(yè)務(wù)。與以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的工作組主要是PWE3(Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge:端到端虛擬線模擬)工作組和L2VPN工作組。
PWE3是一種在分組交換網(wǎng)絡(luò)(PSN)上模擬各種點(diǎn)到點(diǎn)業(yè)務(wù)的機(jī)制,被模擬的業(yè)務(wù)可以是TDM專線、ATM、FR或以太網(wǎng)等。PWE3利用PSN上的隧道機(jī)制來模擬一種業(yè)務(wù)的必要屬性,這里的隧道稱為虛擬線(PW)。使用PWE3機(jī)制,運(yùn)營商可以將所有的傳送業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到一個融合的網(wǎng)絡(luò)(如IP/MPLS)之中。從用戶的角度來看,可以認(rèn)為PWE3模擬的虛擬線是一種專用的鏈路或電路。
IETF PWE3工作組目前正在制訂業(yè)務(wù)封裝和業(yè)務(wù)模擬的標(biāo)準(zhǔn)。PWE3協(xié)議側(cè)重于特定業(yè)務(wù)的端到端模擬和維護(hù),而不是規(guī)范隧道的創(chuàng)建和放置。PWE3封裝使用的隧道技術(shù)包括IP、L2TP或MPLS,并對這些PSN使用相同的技術(shù)規(guī)范。
L2VPN工作組負(fù)責(zé)制訂由運(yùn)營商提供的L2VPN實(shí)施方案。L2VPN工作組并不制訂新的協(xié)議,而是對現(xiàn)有的協(xié)議提出功能需求。例如該工作組不會制訂新的封裝機(jī)制,而是使用PWE3工作組制訂的封裝協(xié)議。L2VPN工作組目前正在制訂以下標(biāo)準(zhǔn):
虛擬專線業(yè)務(wù)(VPWS):在IP/MPLS網(wǎng)上提供L2點(diǎn)到點(diǎn)連接業(yè)務(wù),如PPP/HDLC、FR、ATM和以太網(wǎng)業(yè)務(wù)等。該標(biāo)準(zhǔn)主要基于著名的Martini草案而來。
虛擬專用LAN業(yè)務(wù)(VPLS):在IP/MPLS網(wǎng)上模擬LAN業(yè)務(wù),在廣域網(wǎng)范圍實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)設(shè)備的互聯(lián)。VPLS可以通過MPLS或VLAN堆疊(Q-in-Q)來實(shí)現(xiàn)。從用戶的角度來看,VPLS使得運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)看起來類似一個VLAN。一個VPLS具有特定的SLA,保護(hù)屬性和可用性屬性,MAC地址學(xué)習(xí)能力和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力。
只支持IP的L2VPN:在IP/MPLS網(wǎng)上提供只支持IP的L2VPN業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)IP設(shè)備的互聯(lián)。用戶的IP設(shè)備可以看作是連接到一個LAN,或是一個點(diǎn)到點(diǎn)的電路。