В рубрику "Multiplay" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Брайан Пратт, Merit
Малозаметные и тем не менее революционные изменения сейчас происходят с Ethernet, вызывая появление качественно новой и крайне интересной индустрии на базе концепции Carrier Ethernet Transport (CET). Эти решения предлагают новые возможности передачи Ethernet-сервисов в операторских сетях.
Чтобы понять сущность Ethernet-решений операторского класса и их важность, необходимо проследить изменения представлений об NGN (Next Generation Network) за последнее время.
В течение последних десяти лет инфраструктура Ethernet-сервисов претерпевала серьезные изменения.
Не так давно предприятия либо использовали выделенные SONET/ SDH-линии между маршрутизаторами, либо покупали услуги Frame Relay. Хотя многие все еще используют эти технологии, сетевые интерфейсы Ethernet на маршрутизаторах предприятий и Ethernet-коммутаторы в последнее время вызвали большой спрос на передачу Ethernet-сервисов в операторских сетях.
Телекоммуникационные компании пытались встроить Ethernet в уже существующую инфраструктуру, базирующуюся на транспортных сетях SONET/SDH. Для этой цели применялись специализированные технологии (например, Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с или GigE на волоконной оптике с или без WDM), технология динамического пакетного кольца (Resilient Packet Ring, RPR), также известная как IEEE 802.17 (стандарт, разработанный для оптимизации передачи данных по волоконно-оптическому кольцу) и технология виртуальной конкатенации (Virtual Concatenation, VCAT). В некоторых случаях проекты были весьма успешными с точки зрения доли рынка и выручки.
Однако этот прогресс повлек за собой проблемы с расширяемостью, неэффективным использованием волоконно-оптических средств, высокими издержками доставки Ethernet-сервисов (без возможности экономии на масштабе), ограничением возможностей управления, обслуживания и администрирования (OAM) и изменения опций параметров обслуживания (SLA).
Операторы немедленно начали модернизацию своих SONET/SDH и телефонных сетей в сети следующего поколения (NGN), превращая традиционную телефонию в VoIP и используя IP/MPLS для всех услуг: голоса, широкополосного доступа в Интернет и в отдельных случаях для видео и мобильной связи.
Параллельно Ethernet стал универсальным протоколом для предприятий и домашних пользователей. По некоторым оценкам, 95% операторского трафика является по своему происхождению Ethernet-трафиком, что оправдывает выбор Ethernet и для транспортной инфраструктуры.
Главный вопрос, который встал перед телекоммуникационными компаниями, уже перешедшими или переходящими к NGN на базе IP/MPLS, таков: учитывая низкую стоимость Ethernet-систем и Ethernet-компонентов, в какой мере может и должен использоваться Ethernet в транспортных операторских сетях?
До появления CET существовало два подхода к тому, как обеспечить поддержку Ethernet- и IP-сервисов в операторских транспортных сетях нового поколения.
IP over WDM: транспортировка Ethernet-сервисов как IP-трафика, как часть обширной сети IP/MPLS с маршрутизаторами IP/MPLS во всех точках сети.
Carrier Ethernet Overlay: установка интеллектуального транспортного и коммутирующего уровня Ethernet между уровнем 3 MPLS и оптическим транспортным уровнем сети для решения проблем стоимости и расширяемости IP на основе WDM.
Однако телекоммуникационные компании обнаружили, что применять этот подход на периферии сети дорого из-за необходимости устанавливать MPLS-маршрутизаторы в каждой точке доступа.
Телекоммуникационные компании также столкнулись с серьезными трудностями в управлении большим количеством коммутируемых маршрутов (Label-Switched Path, LSP) MPLS, что обусловлено особенностями данного типа архитектуры.
Одна из самых серьезных проблем, связанных с данной архитектурой, -то, как она использует ресурсы сети для передачи "сквозных" Ethernet-сервисов. Как показано на рис. 2, GigE или суб-GigE сервис "перескакивает" с оптического уровня на уровень MPLS и обратно на каждом сегменте сети, пока не достигнет своего места назначения.
Это задействует на каждом сегменте возможности маршрутизаторов MPLS для транспортировки трафика, который мог бы быть передан без участия MPLS, если бы оптический транспортный механизм был способен на это.
По некоторым оценкам, 70% всего операторского IP-трафика является транзитным и тем не менее подвержен таким "скачкам".
Этот подход улучшил концепцию "вездесущего MPLS", характерную для IP over WDM, за счет добавления основанных на VLAN Ethernet-агрегации и переключения между оптическим транспортным уровнем и уровнем MPLS. Также СЕO увеличил возможности масштабирования MPLS с помощью технологии переключения/обмена/пакетирования VLAN.
Использование более дешевых Ethernet-компонентов сокращает количество более дорогих MPLS-ре-сурсов в сети и приводит к общему снижению стоимости сети по сравнению с IP на основе WDM.
Тем не менее этот подход приводит к проявлению некоторых негативных аспектов Ethernet.
Коммутационные возможности Ethernet мало пригодны для транспортных сетей операторского класса. К тому же технология без необходимости использует дополнительную оптическую пропускную способность и не является расширяемой. Ethernet не хватает QoS и OAM.
В целом, хотя данный подход частично решает проблемы стоимости и расширяемости, он добавляет еще один уровень к операторским сетям IP/MPLS NGN. Более того, подход не устраняет проблему "перескакивания", возникающую при применении технологии IP over WDM, он только переносит ее с уровня MPLS на уровень Ethernet.
Применение CET приведет к сокращению капитальных и операционных затрат.
СЕТ:
Технология CET придерживается целостного подхода к транспортировке по NGN:
Четкое разделение сервисного и транспортного уровней обеспечивает оптимальную расширяемость.
Как показано на рис. 5, CET решает проблему "перескакивания", оптимизируя использование компонентов сети. Транзитный трафик транспортируется на оптическом уровне и переходит вверх, на сервисный уровень MPLS, только когда это необходимо. В результате требуется меньше оптических портов в маршрутизаторах MPLS и оптических системах передачи данных; порты используются более эффективно. Также снижается нагрузка на дорогие ресурсы MPLS (процессор, память, LSP и т.д.).
Наряду с оптимизацией использования ресурсов сети и оборудования еще одним преимуществом CET является то, что качество сервисов может быть гарантировано, и то, что технология оптимизирует использование волоконно-оптического оборудования.
В последние месяцы идет дискуссия о том, какую технологию - PBT (или PBB-TE) или T-MPLS - лучше использовать для получения наибольшей выгоды в рамках архитектуры СЕТ.
Обе технологии отвечают требованиям переключения туннелей:
Базис: PBB-TE (Provider Backbone Bridge with Traffic Engineering) разрабатывается IEEE на базе PBB (Provider Backbone Bridge) - технологии, распространенной в операторских Ethernet-коммутаторах 2-го уровня. Стандарты PBB появились несколько лет назад и были утверждены в 2005 году. Они пополнили стандарты VLAN и транспортные стандарты Ethernet 1990-х годов всеми характеристиками, необходимыми для ориентированного на подключение Ethernet, в том числе:
Что удаляет: отключает некоторые ориентированные на LAN элементы Ethernet, оказывающие отрицательное влияние на его работу и расширяемость транспортной сети: протокол связующего дерева (Spanning Tree Protocol) и MAC learning (считывание и передача неизвестных MAC-адресов).
Что добавляет: возможности OAM, обеспечивающие автоматическое переключение в течение менее чем 50 мс (как в сетях SONET/SDH), а именно: IEEE 802.1ag Connectivity Fault Management, использующий определенные Ethernet-фреймы для мониторинга целостности туннеля.
Базис: транспортная технология MPLS разрабатывается ITU Study Group 15. Ее архитектура была утверждена в начале 2006 года, а стандарты MPLS были разработаны в конце 1990-х. Стандарты для T-MPLS включают G.8110.1, G.8101, G.8131, G.8121, G.8112 и устанавливают интерфейсы и автоматическое переключение в рамках таких же стандартных ориентированных на подключение структур, как SDH и OTN. Разработка стандартов ITU продолжается в сфере OAM, плоскости управления (G.7718 и G.7715) и совместной работы.
Что удаляет: функции MPLS, мешающие работе OAM, с тем чтобы могло быть осуществлено автоматическое переключение в течение менее чем 50 мс (как в сетях SONET/SDH), а именно: PHP (Penultimate Hop Popping), ECMP (Equal Cost Multi-path), другие функции.
Что добавляет: возможности OAM, обеспечивающие автоматическое переключение в течение менее чем 50 мс: спецификации Y.1711 OAM и Y.1720 для защитного переключения LSP.
Каковы же плюсы и минусы каждого подхода? Так как обе технологии относительно новые, остается посмотреть, будут ли использоваться обе или же одна из них будет доминировать.
IP/MPLS определенно закрепился в качестве общепринятого сервисного уровня для NGN. Тем не менее добавление к нему совместимой технологии CET, сфокусированной на транспортном уровне, идеально для транспортировки всех форм Ethernet-трафика, включая Ethernet-сервисы. Хотя это отклонение от "чистого" MPLS, мир MPLS уже начинает ценить транспортные возможности CET.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #3, 2007
Посещений: 7568
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Multiplay" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
