PTN技術原理介紹

PTN技術原理介紹◎◎22第一部分要點為什么需要PTN44移動通信技術的發(fā)展技術驅(qū)動數(shù)字技術業(yè)務驅(qū)動寬帶業(yè)務驅(qū)動寬帶業(yè)務 55無線回傳超過100個電視頻道視頻記錄/回訪商業(yè)用戶間千兆連接超過100個電視頻道視頻記錄/回訪商業(yè)用戶間千兆連接災備冗余恢復多個百兆速率接入互=交互視頻應用=高清照片=高速互聯(lián)網(wǎng)接入=高速互聯(lián)網(wǎng)接入=遠程教育=游戲=商務電話=無線視頻==商務電話=數(shù)據(jù)中心合并=數(shù)字手機電視66承載網(wǎng)絡現(xiàn)狀部分省已建全省范圍的城域數(shù)據(jù)網(wǎng)從全國范圍來看城域數(shù)據(jù)網(wǎng)規(guī)模較小部分省已建全省范圍的城域數(shù)據(jù)網(wǎng)從全國范圍來看城域數(shù)據(jù)網(wǎng)規(guī)模較小核心層一般采用匯聚/接入層主要采用普通L2/L3交換機組網(wǎng)；采用星型、樹型拓撲77業(yè)務IP化，光網(wǎng)絡承載主體分組化光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)流量增長迅猛，并占據(jù)主導，各種業(yè)務882G/3G時代TDM/ATM業(yè)務的透明傳支持當前2G及今后3GTDM/ATM/IP任意比例的全面支持未來“接入－匯聚－核心－匯聚－接入”端分組環(huán)分組環(huán) MSTP的發(fā)展與對分組傳送的不足STM-N接口PDH接N接口ATM接ATM接口ATM層處理0202年MSTP模型04年MSTP模型增加部分05年MSTP模型增加部分再生段開銷處理復用段開銷處理再生段開銷處理復用段開銷處理映射交叉連接二層交叉連接二層交換GFPGFPPPPLAPSRPRMAC層處理接口二層接口二層交換MPMPLS層處理二層交換二層交換RPRMAC層處理STM-N接口復用段開銷處理STM-STM-N接口復用段開銷處理STM-N接口99MSTP向PTN的轉(zhuǎn)型ATMRNCRNCFE/E1BSC大客戶專線XRNC/BSCBRASNodeBE1/FEXRNC/BSCBRASNodeBE1/FEE1/FE/ATM大客戶專線SDHÐRNC/BSCBRASEthernetE1/FERNC/BSCBRASEthernetE1/FEE1/FE/ATM大客戶專線PTN（PacketTransportNetwork）基本特性分組業(yè)務的CoS更加豐富，因此分組傳送網(wǎng)必須提光網(wǎng)絡技術發(fā)展圍繞分組化?傳送單位比特成本低實現(xiàn)PTN的技術選擇第二部分要點MPLS技術介紹流量提供了目標、路由、轉(zhuǎn)發(fā)和交換等能力。更特殊OSPF。因為固定長度標簽被插入每一個包或信元MPLS體系構架協(xié)議結構Exp：3比特，保留，用于試驗，現(xiàn)在通常用做CoS（ClassofSeLDP：標簽分發(fā)協(xié)議（LabelDistributionProtocol）CR-LDP：基于路由受限標簽分發(fā)協(xié)議（ConstrainRSVP-TE：基于流量工程擴展的資源預留協(xié)議（resourceReservationProtocol–T-MPLS技術介紹保護倒換技術T-MPLS技術介紹轉(zhuǎn)發(fā)面的某些復雜功能進行了簡化，并增加了T-MPLS是國際電信聯(lián)盟（ITU-T）標準解決傳統(tǒng)SDH在以分組交換為主的網(wǎng)絡環(huán)境中暴露出效T-MPLS是MPLS的子集與發(fā)展T-MPLSVs.MPLS不同項T-MPLST-MPLS體系構架,其引入了面向連接的OAM和保護恢復功,數(shù)據(jù)平面（傳送平面）信息元件，主要包,紫色虛線代表NNIm；而黃色和紫色的實T-MPLS體系構架T-MPLS體系構架管理信息的傳送。T-MPLS數(shù)據(jù)面主要功能是根據(jù)T-MPLS標簽進行分組的轉(zhuǎn)發(fā)，T-MPLS體系構架T-MPLS管理面之間的協(xié)同操作。管理平面執(zhí)行的功能包括：性信令網(wǎng)絡支撐。控制平面元件之間的互操作性以及過接口獲得?？刂破矫娴闹饕δ馨ǎ和ㄟ^信令接的能力，通過選路為連接選擇合適的路由；網(wǎng)絡能；自動發(fā)現(xiàn)鄰接關系和鏈路信息，發(fā)布鏈路狀態(tài)息以支持連接建立、拆除和恢復?？刂破矫娼Y構不T-MPLS技術介紹），T-MPLS體系構架PTN采用MoENNILabelExpTTLT-MPLS的保護倒換技術G.8131定義的路徑保護：1+1和1:1兩種類型。G.8132定義的環(huán)網(wǎng)保護：Wrapping（環(huán)回）和Steering（轉(zhuǎn)向）兩種1+1路徑保護倒換屬單向倒換工作傳送實體節(jié)點ZAI工作傳送實體節(jié)點A節(jié)點ZAI節(jié)點A節(jié)點ZAI工作傳送實體節(jié)點A節(jié)點ZAI保護傳送實體保護域永久橋接選擇器跡端點連接端點永久橋接選擇器跡端點保護傳送實體保護傳送實體連接端點跡端點永久橋接跡端點永久橋接跡端點永久橋接選擇器屬雙向倒換選擇器橋接選擇器工作連接有保護業(yè)務 一—保護連接無保護業(yè)務選擇器橋接選擇器工作連接有保護業(yè)務 一—保護連接無保護業(yè)務選擇器選擇器橋接Wrapping保護倒換第Q線連接節(jié)點B節(jié)點C節(jié)點B節(jié)點C節(jié)點A節(jié)點A每個方向上的環(huán)網(wǎng)帶寬被工作和保護T-MPLS信號所共享節(jié)點D節(jié)點E節(jié)點D節(jié)點E---------節(jié)點F正常狀態(tài)第Q線連接工作業(yè)務的保障帶寬保護業(yè)務的保障帶寬T－MPLS分組wrapping第Q線連接節(jié)點B節(jié)點A直通節(jié)點C節(jié)點B節(jié)點A直通節(jié)點C節(jié)點F節(jié)點E節(jié)點F節(jié)點E節(jié)點D節(jié)點D故障狀態(tài)第Q線連接工作業(yè)務的保障帶寬保護業(yè)務的保障帶寬Steering保護倒換P2MP業(yè)務的保護倒換T-MPLS的OAM技術）－）－）：）：T-MPLS的OAM技術G.8114G.8114Y.1731Y.1731OAM幀PDU和外層的轉(zhuǎn)發(fā)標記棧條目組成。轉(zhuǎn)發(fā)標記棧條目內(nèi)容同其它數(shù)據(jù)分OAM幀最前面的4個字節(jié)是OAM標記棧條目，各字段定義如下：Labl_14：20位標記值，值為14，表示OAM標記；MEL：3位MEL，范圍為0-7；S：1位S位，值為1。表示是標記棧底部；TTL：8位TTL值，取值為1或MEP到指定MIP的跳數(shù)+1，第5個字節(jié)FunctionType：8位OAM功能類型。另外，部分OAMPDU需要指定目標MEP或MIP，即MEP或MIP標識，根據(jù)功能類型的不同，可以是如下三種格式之一：13位MEGID和13位MEP/MIPID；lCC(ContinuityandConnectivityCheck)：檢測連接是否lAIS(AlarmIndicationSignal)：維護信號，用于將服務層路徑失效信號通知到客戶層。lRDI(RemoteDefectIndication)：維護信號，用于近端檢測到失效之后，向遠端回饋一個遠端缺陷指示信號。lLB（Loopback）：環(huán)回功能。MEP是環(huán)回請求分組的發(fā)起點。環(huán)回的執(zhí)行點可以是MEP或者MIP。lCSF(ClientSignalFail)用于從TMPLS路徑的源端lCSF(ClientSignalFail)用于從TMPLS路徑的源端另一個MEP發(fā)送的測試請求信號。 MCC(ManagementCommunicationChannel)：由G.tmpls-mgmtSSM(SynchronizationStatusMessage)：由G.8261定義，發(fā)送VS(VendorSpecific)：用于發(fā)送設備提供商特定功能的OAM幀。SCC(SignalingCommunicationChannel)：用于一個MEP向?qū)Φ萈TN的技術發(fā)展：T-MPLS到MPLS-TP的歷程ITU-T與IETF互相妥協(xié)與發(fā)展生存性、網(wǎng)管和控制平面7月7月2月2008年2月2008年9月6月2月12月2009年2007年MPLS-TP轉(zhuǎn)發(fā)機制同MPLS轉(zhuǎn)發(fā)機制關于LSP機制同T-MPLS如雙向p2p、無merging等不需IP包轉(zhuǎn)發(fā)組播規(guī)范為p2mp、而不是mp2mpMPLS-TPOAM連續(xù)性檢查（CC：ContinuityCheck）連接確認（CV：Connectivityverification）性能管理（PM：Performancemonitoring）packetlossmeasurementdelaymeasurement告警抑制（AIS：Alarmsuppression）遠端完整性（RI：RemoteIntegrity）T-MPLSLSPOAM幀結構MPLS-TPLSPOAM幀T-MPLSLSPOAM幀結構MPLS-TPLSPOAM幀MPLS-TPPWOAM幀S PSTTVerChannelTypeVerChannelTypeMPLS-TP中生存性要求環(huán)保護:保護故障范圍：光纖、節(jié)點，環(huán)的段層線性保護:MPLS-TP的管理平面F-FaultManagement故障A---AccountingManagement計費管理P---PerformanceManagemenMPLS-TP的控制平面MPLS-TP的控制平面同傳統(tǒng)ASON信令、路由、流量工程和基于約束的鏈路建立其中，已明確PW的信令協(xié)議：LDPLSP：信令協(xié)議：RSVP-TEQoS技術介紹QoS服務模型Best-Effortservice（盡力而為服務模型）service（綜合服務模型，簡稱Int-Serv）Differentiatedservice（區(qū)分服務模型，簡稱Diff-Serv）QoS技術包括流分類、流量監(jiān)管、流量整形、接口限速、擁塞管理、擁塞避免等。下面對常用的技術簡單進行一下介紹。QoS技術在網(wǎng)絡中的位置QoS處理過程QoS技術介紹優(yōu)先級介紹）： 流量監(jiān)管、流量整形和接口限速簡介令牌桶（TokenBucket）令牌桶可以看作是一個存放一定數(shù)量令牌的容器。系統(tǒng)按設定的速度向桶中放置令牌，當桶中令牌滿時，多出的令牌溢出，桶中令牌不再增加。用令牌桶評估流量CIR（CommittedInformationRate）PIR（PeakInformationRate）CBS（CommittedBurstSize）EBS（ExcessBurstSize）突發(fā)尺寸CBS即令牌桶的容量，每次突發(fā)所允許的最大的流量尺寸。設置的突發(fā)尺寸必須大于最大報文長度。每到達一個報文就進行一次評估。每次評估，如果桶中有足夠的令牌可供使用，則說明流量控制在允許的范圍內(nèi)，此時要從桶中取走與報文轉(zhuǎn)發(fā)權限相當?shù)牧钆茢?shù)量；否則說明已經(jīng)耗費太多令牌，流量超標了物理接口限速擁塞管理對于擁塞管理，一般采用隊列技術，使用一個隊列算法對流量進行分類，之后用某種優(yōu)先級別算法將這些流量發(fā)送出去。每種隊列算法都是用以解決特定的網(wǎng)絡隊列調(diào)度對不同優(yōu)先級的報文進行分級處理，優(yōu)先級高的會得到優(yōu)先發(fā)送。這里介紹三種常用的隊列：嚴格優(yōu)先級SP（Strict-Priority）隊列、加權輪詢WRR（WeightedRoundRobin）隊列和加權公平隊列（WeightedFairQueuing）。SP隊列WRR隊列基本W(wǎng)RR隊列：基本W(wǎng)RR隊列包含多個隊列，用戶可以定制各個隊列的權重、百分比或字節(jié)計數(shù)，WRR按用戶設定的參數(shù)進行加權輪詢調(diào)度。分組WRR隊列：所有隊列全部采用WRR調(diào)度，用戶可以根據(jù)需要將輸出隊列劃分為WRR優(yōu)先級隊列組1和WRR優(yōu)先級隊列組2。進行隊列調(diào)度時，設備首先在優(yōu)先級隊列組1中進行輪詢調(diào)度；優(yōu)先級隊列組1中沒有報文發(fā)送時，設備才在優(yōu)先級隊列組2中帶最大時延的WRR隊列：帶最大時延的WRR隊列調(diào)度算法與基本W(wǎng)RR隊列相比，一個特別之處是，保證在優(yōu)先級最高的隊列中的報文從進入隊列到離開隊列的最大時間不超過所設定的最大時延。WFQ隊列行流分類，并且盡可能多地提供隊列， 我司PTN產(chǎn)品QOS特點流量分類方面，將數(shù)據(jù)報文劃分為多個優(yōu)先級或多個服務類，如使用DSCP（DifferentiatedServicesCodePoint）中ToS（TypeofService）域的前6位，則最多可分成64類。在分類后，可以將其它的QoS特性應用到不同的分類，實現(xiàn)基于類的擁塞管理、流量整形等。流量分類是對報文實施QoS策略的前提條件。烽火科技PTN設備可以實現(xiàn)基于BE、AF1、AF2、AF3、AF4、EF、CS6、CS7八組PHB（Per-HopBehavior）。在不需要QoS保證或不進行流分類的情況下，或者報文通過流分類沒有相匹配的規(guī)則時，對報文作盡力轉(zhuǎn)發(fā)BE（Best-Effort）處理。帶寬控制方面，烽火科技PTN設備支持CAR（CommitAccessRate）功能即約定訪問速率，采用兩種染色模式：Color-Blind（色盲模式）和Color-Aware（色敏感模式）。兩種模式均對報文按照令牌桶的CIR（CommittedInformationRate）和PIR（PeakInformationRate）與報文的當前速率進行比較，超過PIR的報文染紅色，超過CIR但是低于PIR的報文染黃色，低于兩者的報文染綠色。區(qū)別在于Color-Aware模式下，如果報文本身帶有顏色，會與報文本身的顏色比較，取更深的顏色。然后通過流量限速功能。對染色后的報文是否丟棄進行處理，以便限定該流量的接入速率。設備支持流量限速的默認處理規(guī)則為：紅色報文丟棄，黃色、綠色通過。隊列調(diào)度方面，我司PTN設備支持嚴格優(yōu)先級隊列SP（StrictPriority）調(diào)度模式、加權公平隊列WFQ（WeightedFairQueuing）或赤字加權輪詢隊列DWRR（DeficitWeightedRoundRobin）調(diào)度模式，以及支持優(yōu)先級隊列SP+WFQ或SP+WRR調(diào)度模式，對流分類后的隊列進行調(diào)度。擁塞控制方面則在擁塞時采用尾丟棄和WRED（WeightedRandomEarlyDetected）方式丟包。通過這些丟棄方式，對網(wǎng)絡擁塞情況進行緩解。尾丟棄有一個緩存隊列對報文進行緩存，緩存過程中不區(qū)分報文丟棄級別。當緩存隊列滿時，固定丟棄后來的報文。WRED可以感知報文的丟棄優(yōu)先級（顏色），基于不同的丟棄優(yōu)先級給報文設定丟棄高、低門限和丟棄概率，從而對不同丟棄優(yōu)先級的報文提供不同的丟棄特性。我司PTN產(chǎn)品QOS特點），我司PTN層次化QOSPTN設備通過全面的層次化QoS調(diào)度，能為每用戶組、每用戶、每用戶業(yè)務分層提供基于流的精細化QoS管理。層次化處理基本思路是業(yè)務通過接入側進入網(wǎng)絡，先通過PTN網(wǎng)絡提供端到端透明傳送路徑，即通過偽線層（PW）完成業(yè)務的統(tǒng)一封裝。PTN采用IETF定義的PWE3協(xié)議，實現(xiàn)多業(yè)務的分組化封裝，保持傳送網(wǎng)與業(yè)務網(wǎng)的相對獨立。然后通過LSP隧道層嵌套多個同路由的PW業(yè)務路徑，在傳輸過程中確定流向和流量，構成端到端傳送通道，實現(xiàn)帶寬分配、靈活調(diào)度、端到端的故障隔離功能。多個LSP隧道層形成段層，對應一段獨立的光纖鏈路，顯示鏈路的狀態(tài)、性能。因此，整個PTN網(wǎng)絡分層模型，就是包括：偽線層（PW）、LSP隧道層和段層，實現(xiàn)業(yè)務路徑、傳送通道和物理鏈路等不同邏輯功能的層次化處理。QoS可以基于這三層的不同組合分別進行流量分類、監(jiān)管、整形、擁塞管理等處理。設備具備強大的分流能力(簡單和復雜分流)，每條流的PIR、CIR獨立可配，每條流具備入口優(yōu)先級的指配/自動映射(802.1p->PHB)、出口優(yōu)先級的指配/自動映射(PHB->EXP)；另外采用隧道層/偽線層雙管道模型時，可以實現(xiàn)隧道層的PIR，同時可為該隧道層內(nèi)的每個偽線通道實現(xiàn)CIR；采用偽線層/流雙管道模型時，可以實現(xiàn)偽線層的PIR，同時可為該偽線通道內(nèi)的每條流實現(xiàn)CIR數(shù)據(jù)業(yè)務框架征屬性構成。該建議定義的以太網(wǎng)業(yè)務由G以太網(wǎng)專線（EP_LINE）以太網(wǎng)虛擬專線（EVP-LINE）以太網(wǎng)專用網(wǎng)（EP-LAN）以太網(wǎng)虛擬專用網(wǎng)（EVP-LAN）A公司NE1NE2A公司A公司A公司NE1NE2EVPL(EthernetVirtualPrivateLine)——以太網(wǎng)虛擬私有專線EVPL與EPL的主要區(qū)別是不同的用戶需要共享帶寬因此需要使用A公司NE3NE2A公司NE1A公司EPLAN（EthernetPrivateLocalAccessNetwork）——以太網(wǎng)私有專網(wǎng)NE3NE2NE1PTN產(chǎn)品系列（MPLS-TP/PBT兼容）CiTRANS600系列PTN設備特性線路接口：對數(shù)據(jù)流進行包分類、標簽處理、隊列整理、流量整形等處理以太網(wǎng)：支持FE/GE速率的以太網(wǎng)業(yè)務，支持分組業(yè)務組播，支持層次化QoSTDM：支持TDM業(yè)務的處理，提供E1業(yè)務、STM-N等SDH業(yè)務接口組網(wǎng)模式：可組建鏈狀、星型、環(huán)網(wǎng)、相交環(huán)、相切環(huán)、日型環(huán)、MESH網(wǎng)等方式線性保護：可提供線性1+1和1:1的LSP保護、1+1/1:1SNC/S保護環(huán)網(wǎng)保護：可提供Wrapping（環(huán)回）和Steering（轉(zhuǎn)向）環(huán)網(wǎng)保護、MESH保護及恢復層次化管理：面向連接的端到端的OAM管理，支持層次化QoS系統(tǒng)兼容性：可與烽火通信其它產(chǎn)品納入同一管理平臺OTNM2000/2100/3000豐富的接口：具有F，f、DEBUG，MBUS，CTR，ALM，提供外部事件監(jiān)測和控制同步以太網(wǎng)：提供同步以太網(wǎng)方式，實現(xiàn)網(wǎng)絡時鐘（頻率）同步時間同步：基于IEEE1588V2協(xié)議，實現(xiàn)網(wǎng)絡的時間同步功能主要部件：設備交叉時鐘、網(wǎng)管等主控盤、電源盤等均可提供1+1的冗余備份業(yè)務單盤：E1、FE業(yè)務單盤還可提供1:N的TPS保護CiTRANS660系統(tǒng)功能介紹CiTRANS660設備介紹子框分為上下兩層，單面插板，各有16個機盤槽位,可根據(jù)設置的溫度界限采用不同的轉(zhuǎn)速6單盤類型單盤密度單盤類型單盤密度接入容量GE