两种新型的分组交换技术,运营商骨干网传输(PBT)和传输多协议标记交换(T-MPLS)的出现,重新激发了人们对电信级分组交换网络的讨论。它们都属于点对点、面向连接型的分组交换传输技术,可以为网络运营商提供高层次的保护、监控和管理能力。KnP光波通信
T-MPLS经由阿尔卡特、爱立信、富士通、华为、朗讯和泰乐等众多支持者提议,于2006年2月由ITU-T实现了技术的标准化。PBT则由北电予以支持,它源自IEEE 802.1ah定义的“PBB-TE”(运营商骨干网桥接传输技术),并希望2007年能够开始技术的标准化。KnP光波通信
这两种技术的主要吸引力在于,它们都承诺能够在按照已有的成熟技术传输IP业务的同时,保证较低的成本和复杂度以及易于管理。
技术的起点:SONET/SDHKnP光波通信
由于真正的分组交换网络可以很容易的满足未来业务对带宽的需求,运营商将现有的传统SONET/SDH网络改进为分组交换网络的愿望与日俱增,因此PBT和T-MPLS应运而生。基于IP的业务构成了未来带宽的主体,这一特性促使众多运营商选择IP/MPLS路由器作为从SONET/SDH向分组交换网络转换的基础。
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T-MPLS可以为传输提供主要和备用标记交换路径,倒换时间能够低至50毫秒。
虽然有一些运营商已经建立了完整的IP/MPLS网络,但是还有很多运营商,尤其是拥有超大规模SONET/SDH网络的运营商不得不考虑这一转变过程。IP/MPLS与SONET/SDH的网络基础不同,因此要求新的培训和工作流程。而且IP/MPLS路由器设置和维护的复杂性对维护人员提出了更高的要求,路由器的接口又非常昂贵,这一切都促使一些运营商开始寻找新的出路。KnP光波通信
一方面,最近路由器之间的连接已经实现了成本和复杂性的降低,另一方面,以太网的众多优势已经深入人心,包括广泛性、简单、低成本和可以部署在多种技术上。这些都促使运营商对电信级以太网的呼声越来越高。KnP光波通信
然而,目前绝大多数电信级以太网要么属于承载于SONET/SDH上的以太网,要么属于MPLS承载的以太网(采用虚连接/虚线路业务)。人们还没有将以太网视做唯一的传输方法,主要是因为它还无法满足电信级网络的要求。KnP光波通信
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。虽然它们的着眼点各不相同,但在解决运营商的困境上出奇的相似。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。
深入理解传输网络KnP光波通信
为了深入理解SONET/SDH向分组交换转换的困难,我们首先要深入理解传输网络。KnP光波通信
传输网络的关键特性主要包括:KnP光波通信
l 不需要经常建立连接,但是每个连接需要保持很长时间;KnP光波通信
l 一个连接能够同时承载多种业务;KnP光波通信
l 要求高等级的保护特性和可用性;KnP光波通信
l 要求恰当的QoS,以满足区分关键业务的优先性。KnP光波通信
为了实现以上特性,传输网络的运营者要求网络具备对分组交换端到端完全的控制和决定能力。KnP光波通信
基于IP/MPLS的无连接型网络在动态性、自治性和自管理性上与上述要求并不一致。而信令协议的加入允许网络具备确定、建立和重新路由的能力。网络不再是预先设置好的,而具备了随需求反应的能力。KnP光波通信
PBT和T-MPLS不仅提供了基于分组交换的网络,而且满足了前面提到的要求。PBT和T-MPLS技术的特性包括:KnP光波通信
l 提供支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道;KnP光波通信
l 点对点连接通道的保护切换可以在50毫秒内完成;KnP光波通信
l 点对点连接的完整OAM,保证网络具备保护切换、错误检测和通道监控能力;KnP光波通信
l 网管系统可以控制连接通道的建立和设置。KnP光波通信
PBT和T-MPLS为传统SONET/SDH向前发展提供了可能,而且运营商在这一转变过程中不再需要对网络基础进行大范围改变,运营者也不需要进行再培训,而且现有的工作方式也不需要改变。
T-MPLS介绍KnP光波通信
T-MPLS是分组交换传输网络技术的首次尝试。它基于ITU-T G.805传输网络结构,由ITU完成标准化(G.8110.1,G.8112,G.8121)。其主要改进包括通过消除IP控制层简化MPLS,以及增加传输网络需要的OAM和管理功能。
KnP光波通信
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2. PBT可以提供包含保护和监控的端到端传输路径。KnP光波通信
T-MPLS构建于MPLS之上,它的相关标准为部署分组交换传输网络提供了电信级的完整方法。需要强调的一点是,为了维持点对点OAM的完整性,T-MPLS去掉了那些与传输无关的IP功能。KnP光波通信
T-MPLS为保证OAM的完整性总共去除了以下诸项功能:KnP光波通信
Penultimate hop popping。此功能将临近最后节点的MPLS标签剥离,然后将IP包发给最终节点。虽然这一功能简化了最终节点的处理过程,但也使得MPLS OAM数据无法到达最终节点。KnP光波通信
标签交换路径(LSP)合并。在快速路由MPLS链路保护过程中,有时候要求在一个节点内将两个LSP合并为一个。但是这个功能并不利于维持OAM的完整性。KnP光波通信
均等成本多路径(ECMP)。ECMP允许MPLS包通过多条LSP路径到达同一个终点,但是这也使得对OAM发起者的识别和处理变得非常困难。KnP光波通信
通过去除上述功能,OAM的问题得到了解决,下述传输机制从而得以实现:KnP光波通信
l 双向点对点LSP路径的建立;KnP光波通信
l 采用ITU-T Y.1711关于OAM的机制实现监控与保护切换(Y.12tom和Y.17.tor正在研究之中);KnP光波通信
l 采用ITU-T G.8131/Y.1382线形保护切换,实现T-MPLS 50毫秒内的保护切换(基于Y.1720);KnP光波通信
l 采用ITU-T G.8132/Y.1383环形保护切换。KnP光波通信
图1所示为典型的T-MPLS网络结构。T-MPLS可以为一个业务建立一主一备两条LSP路径,两个路径的切换可以在50毫秒内完成。而且通过虚连接,T-MPLS通道还可以支持三层IP/MPLS通信和二层通信。KnP光波通信
T-MPLS可以归结为中心管理的点对点连接配置和监控系统。不过,研究将GMPLS作为控制平面,以实现配置自动化的工作还在进行中(类似于现有的OTN和SONET/SDH网络)。
PBT/PBB-TE介绍KnP光波通信
一直以来,以太网协议都不被人们看作是一种可行的独立传输机制。不过,PBT技术承诺,可以通过改变以下现有以太网的问题,改变人们的看法:KnP光波通信
l VLAN有限的地址空间问题;KnP光波通信
l 广播泛滥以及生成树(STP)协议的无效问题;KnP光波通信
l 点对点监控和50毫秒保护切换问题。KnP光波通信
采用两层MAC的IEEE 802.1ah MAC-in-MAC帧结构可以提供非常庞大的地址空间。基于Q-in-Q和VLAN自学习功能,用户、运营商和骨干网(分别为C-VID、S-VID和B-VID)可以通过各自的地址空间进行区分。一个新的标识符I-TAG的加入,可以很容易的标识点对点传输业务。这种方法极大的提高了以太网的可扩展性,保证了保护路径和传输的透明性。KnP光波通信
传统的以太网处理位置地址的方法并不能满足广域WAN的需要,因此备受人们诟病。STP协议,包括其改进协议快速STP(R-STP),都无法在大范围网络条件下提供所需的保护切换能力,导致广播包的泛滥时有发生。KnP光波通信
PBT将广播、STP功能关闭,从而避免了上述问题。转发表只在网络的边缘和初始配置时由中央管理中心构成和控制。同时网络内部节点可以采用IEEE 802.1ad运营商桥接机制转发数据包,这使得类似“正常”以太网的交换成为可能。KnP光波通信
当然,最重要的要求还是可以提供被监控和保护的点对点传输路径。因为以太网是一种无连接的协议,所以这一要求目前还没有办法实现。现在,利用IEEE 802.1ag连接错误管理OAM包,PBT可以在连接的边缘检测错误并启动一个预先定义的保护连接。KnP光波通信
图2所示为一个典型PBT网络的配置。主链路通过组合骨干网目的MAC地址(B-DA)和骨干网VLAN ID(B-VID)定义,备份链路与主链路的B-DA一致,而不同的B-VID说明这是一条到达同一目的地的不同路径。这样一来,到达同一目的地的多条路径在理论上就可以实现。KnP光波通信
通过以上诸多改进,PBT可以满足传输网络的各种要求。虽然前面提到PBT目前还没有标准化,但人们预计它会成为IEEE PBB标准的一部分,并被命名为PBB- Traffic Engineering(PBB-TE)。而且人们预计这项工作还会像T-MPLS一样将GMPLS作为其控制平面。
PBT和T-MPLS技术的应用KnP光波通信
以上介绍说明,T-MPLS和PBT技术在网络原理上非常相似,都属于端到端、双向点对点的连接,并且都提供了中心管理和可以在50毫秒内实现保护倒换的能力。两者之一都可以用来实现SONET/SDH向分组交换的转变。KnP光波通信
部署PBT和T-MPLS可以保护已有的传输资源,不需要改变工作习惯和组织方法,而且为满足未来带宽需求提供了以分组交换为基础的网络。KnP光波通信
两种技术还为路由器的部署提供了选择机会。实际上,只有当PBT或T-MPLS路径要在路由器间建立安全传输时,路由器的部署才是必要的。KnP光波通信
这种方法与已有的SONET/SDH和OTN网络非常相似,可以在类似已有网络的基础上实现向分组交换网络的转变。因此,PBT和T-MPLS应当被看作SONET/SDH的替代品,而不是IP/MPLS的竞争者。人们将会看到,在电信网络领域,无连接的IP/MPLS和面向连接的分组交换-PBT和T-MPLS会共同存在。KnP光波通信
当然,PBT和T-MPLS仍然存在多点传输的问题。目前由于传输方法还不支持多点传输,所以人们还无法预计它的影响到底有多大。作为多点对多点业务,IPTV被看作是多点传输的主要驱动力,不过多点传输到底应该由传输网承担还是接入网承担仍然没有定论。KnP光波通信
然而,对PBT和T-MPLS的真正考验还没有到来。在现实中的应用以及其对成本和收入的影响将会是判断它们是否成功的最终条件。现在判断谁会胜出还为时尚早。不过可以确定的是,它们在改变人们对分组交换及其发展策略认识上的作用已经颇为成功,通过它们,现有网络必将最终走向完美融合的分组交换网络。