電信級以太局域網(wǎng)測試技術(shù)的研究概述

1、電信級以太局域網(wǎng)測試技術(shù)的研究概述以太網(wǎng)作為一種迅速、容易和高帶寬的局域網(wǎng)，在企業(yè)網(wǎng)中已經(jīng)用法了30年以上，但是其應(yīng)用多年來向來被電信運(yùn)營商所低估。隨著電信級以太網(wǎng)(ce)的浮現(xiàn)，運(yùn)營商逐漸意識到在城域網(wǎng)中，以太網(wǎng)既可以作為數(shù)據(jù)承載網(wǎng)接入、承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，也可以挺直提供端到端的專線業(yè)務(wù)。城域以太網(wǎng)論壇(mef)是最早開頭討論ce的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。ce的概念也是由mef提出的。依據(jù)mef的定義，ce具有以下5大特點：可擴(kuò)展性：業(yè)務(wù)可擴(kuò)展，具備讓數(shù)百萬人用法同一網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的能力；帶寬可擴(kuò)展，可以從1mb/s擴(kuò)展到10gb/s甚至更高，可以按一定的顆粒度逐步增強(qiáng)。電信級牢靠性：可提供50ms的庇護(hù)倒換；具備端

2、到端的通路庇護(hù)能力；支持匯聚鏈路庇護(hù)，還支持節(jié)點庇護(hù)。服務(wù)質(zhì)量：提供有保證的端到端性能；支持端到端服務(wù)質(zhì)量(qos)等級的挑選；適用于商業(yè)、移動以及接入?yún)R聚等不同應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)：可以提供以太網(wǎng)專線和虛擬局域網(wǎng)業(yè)務(wù)；無縫集成時分復(fù)用(tdm)業(yè)務(wù)；支持業(yè)務(wù)；支持現(xiàn)有語音應(yīng)用。業(yè)務(wù)管理：支持迅速業(yè)務(wù)提供；支持電信級運(yùn)營維護(hù)管理(oam)；可提供客戶網(wǎng)絡(luò)管理功能。2電信級以太網(wǎng)的測試目前，ce已經(jīng)成為了業(yè)界討論的熱點之一，itu-t、ieee、ietf、mef等多家標(biāo)準(zhǔn)組織都已開頭了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，市場上也已有了多種解決計劃。其中，比較有代表性的技術(shù)主要包括運(yùn)營商骨干網(wǎng)橋/運(yùn)營商骨干傳輸(pb

3、b/pbt)技術(shù)、傳送多協(xié)議標(biāo)簽交換(t-mpls)技術(shù)、增加以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)以及虛擬專用局域網(wǎng)(vpls)技術(shù)等。那么，如何推斷這些技術(shù)是否滿足ce的需求？這就需要從mef對ce所定義的可擴(kuò)展性、牢靠性、服務(wù)質(zhì)量、業(yè)務(wù)支持能力以及業(yè)務(wù)管理這5個特征入手，舉行相應(yīng)的測試，評估這些技術(shù)是否符合這些ce的基本特征。2.1可擴(kuò)展性測試可擴(kuò)展性測試的目的是驗證ce所能提供的帶寬及隧道處理能力。對于帶寬測試，可以基于rfc2544的測試辦法，測試被測計劃是否支持迅速以太網(wǎng)(fe)、千兆以太網(wǎng)(ge)以及萬兆以太網(wǎng)(10ge)接口的線速轉(zhuǎn)發(fā)。隧道處理能力測試主要是驗證被測計劃可配置的內(nèi)外層隧道數(shù)量。在舉行隧道

4、數(shù)量測試時，需要被測計劃開啟隧道庇護(hù)機(jī)制，惟獨(dú)滿足了50 ms庇護(hù)倒換時光的測試結(jié)果才是故意義的數(shù)值。對于不同的解決計劃，隧道的定義也不盡相同。對于pbt技術(shù)，外層隧道通過骨干網(wǎng)vlan(b-vlan)標(biāo)識，內(nèi)層隧道通過骨干網(wǎng)業(yè)務(wù)實例標(biāo)識(i-sid)標(biāo)識；對于t-mpls技術(shù)和vpls技術(shù)，內(nèi)外層隧道可通過內(nèi)外層多協(xié)議標(biāo)簽交換(mpls)標(biāo)簽來標(biāo)識；對于增加以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)，內(nèi)外層隧道則是通過運(yùn)營商橋接(pb)技術(shù)的內(nèi)外層vlan標(biāo)簽來標(biāo)識。在測試時需要驗證被測計劃支持的最大隧道數(shù)量以及在單隧道下支持的最大業(yè)務(wù)數(shù)量(即多業(yè)務(wù)復(fù)用隧道的能力)。2.2牢靠性測試?yán)慰啃詼y試的目的是驗證被測計劃是否支持

5、50 ms的電信級隧道庇護(hù)倒換時光。庇護(hù)倒換時光是丟包數(shù)與數(shù)據(jù)包發(fā)送速率的比值。端到端隧道發(fā)生倒換的觸發(fā)條件較多，包括鏈路故障、端口故障、節(jié)點故障等，在測試時對這些觸發(fā)條件應(yīng)分離舉行測試，相應(yīng)的操作可以包括拔出光纖、關(guān)閉轉(zhuǎn)發(fā)端口、關(guān)閉設(shè)備電源、拔出設(shè)備主用主控板卡等。為了模擬真切的網(wǎng)絡(luò)情況，在舉行庇護(hù)倒換測試時，應(yīng)按照設(shè)備狀況配置較大數(shù)量的隧道，加載較高的數(shù)據(jù)流量，并使這些流量盡量平均分布在不同的隧道中。牢靠性測試采納的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢园凑占夹g(shù)實現(xiàn)采納環(huán)形、網(wǎng)狀或雙歸銜接等方式。在采納環(huán)形組網(wǎng)時，需對相交、相切等多環(huán)拓?fù)浞蛛x舉行測試。在測試時應(yīng)針對單播隧道和組播隧道的庇護(hù)倒換分離舉行測試，以驗證被

6、測計劃對單播業(yè)務(wù)和組播業(yè)務(wù)的庇護(hù)狀況。在舉行庇護(hù)倒換測試時還應(yīng)驗證在隧道復(fù)原回切時是否有丟包的現(xiàn)象發(fā)生。2.3服務(wù)質(zhì)量測試qos測試的目的是驗證被測計劃是否能滿足電信級的服務(wù)質(zhì)量要求。服務(wù)質(zhì)量測試主要包括拜訪控制策略、qos流標(biāo)志策略、接入控制策略以及隊列調(diào)度機(jī)制等方面。拜訪控制策略的測試是測試被測計劃對二、三、四層流量是否能正確配置拜訪控制策略，同時還需要驗證被測計劃在配置了acl后的轉(zhuǎn)發(fā)性能是否受到影響。流標(biāo)志策略測試是測試被測計劃是否能依據(jù)流標(biāo)志策略對數(shù)據(jù)流舉行qos標(biāo)志或重標(biāo)志。qos標(biāo)志可以基于802.3、802.1ah、mpls或ip 服務(wù)類別(tos)/差分服務(wù)(diffserv

7、)來舉行。接入控制策略測試是測試被測設(shè)備是否支持對接入流量基于允諾信息速率(cir)或峰值信息速率(pir)舉行接入速率控制以及所能控制的帶寬粒度。隊列調(diào)度機(jī)制測試是測試被測計劃是否支持優(yōu)先級隊列(pq)、加權(quán)公正隊列(wfq)/加權(quán)輪循服務(wù)(wrr)等優(yōu)先級隊列調(diào)度機(jī)制。在舉行服務(wù)質(zhì)量測試測試，需對單層qos策略和層次化qos策略分離舉行測試。對服務(wù)質(zhì)量的測試可以參見mef14。2.4業(yè)務(wù)支持能力測試業(yè)務(wù)支持能力測試的目的是驗證被測計劃是否支持以太網(wǎng)專線(e-line)、多點到多點以太網(wǎng)(e-lan)、樹形以太網(wǎng)(e-tree)、時分復(fù)用(tdm)等業(yè)務(wù)類型。在舉行e-lan業(yè)務(wù)測試時應(yīng)重點

8、關(guān)注被測計劃創(chuàng)建e-lan業(yè)務(wù)的方式并驗證其對于遠(yuǎn)端媒體接入控制(mac)地址的學(xué)習(xí)方式。在舉行e-tree業(yè)務(wù)測試時應(yīng)驗證各葉子節(jié)點之間是否能實現(xiàn)互相隔離，并驗證被測計劃通過e-tree業(yè)務(wù)實現(xiàn)組播的功能。在舉行tdm業(yè)務(wù)測試時，需對tdm的時延、顫動及誤碼性能舉行測試，測試端口可以依據(jù)設(shè)備支持狀況挑選成幀e1、非成幀e1以及通道化stm-1等。另外，還應(yīng)對被測計劃支持tdm時鐘同步的功能舉行測試，測試的內(nèi)容包括對電路仿真業(yè)務(wù)(ces)業(yè)務(wù)的時鐘同步功能、同步以太網(wǎng)的時鐘功能以及ieee 1588時光同步功能等方面的測試。對業(yè)務(wù)支持能力的測試可以參見mef9、mef18、mef19。2.5業(yè)

9、務(wù)管理測試業(yè)務(wù)管理測試主要包括兩方面的內(nèi)容：對網(wǎng)管系統(tǒng)的測試以及對oam機(jī)制的測試。前者應(yīng)基于故障、配置、計費(fèi)、性能和平安(fcaps)功能模塊，主要包括拓?fù)浒l(fā)覺、業(yè)務(wù)創(chuàng)建、故障監(jiān)測、性能管理等方面的內(nèi)容，測試時通過網(wǎng)管系統(tǒng)創(chuàng)建的業(yè)務(wù)需要發(fā)送模擬業(yè)務(wù)流量加以驗證。后者是基于ieee 802.3ah，ieee 802.1ag10，itu-t y.173111以及g.811412等標(biāo)準(zhǔn)，通過協(xié)議分析儀，對以太網(wǎng)oam機(jī)制或t-mpls oam機(jī)制中的延續(xù)性檢查(cc)、環(huán)回(lb)及鏈路跟蹤(lt)等消息的消息格式及消息流程舉行全都性檢查，驗證其是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。3電信級以太網(wǎng)測試技術(shù)的實踐

10、通過用法上述測試辦法，對pbb/pbt、t-mpls、增加以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)以及vpls等4種ce實現(xiàn)計劃測試，可以看出，雖然現(xiàn)有的多種ce技術(shù)在業(yè)務(wù)承載能力、牢靠性、擴(kuò)展能力、qos以及oam管理能力等方面均能基本滿足電信級組網(wǎng)的需求，但是因為不同的ce解決計劃在存在著較大的差異性，在短期內(nèi)難以實現(xiàn)徹低的互聯(lián)互通。3.1業(yè)務(wù)承載能力從測試結(jié)果來看上述4種解決計劃均能夠較好的承載寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)、ip語音業(yè)務(wù)，但對于專線業(yè)務(wù)、組播業(yè)務(wù)以及tdm業(yè)務(wù)，不同的解決計劃其實現(xiàn)效果和復(fù)雜度各不相同。在承載專線業(yè)務(wù)時，增加型以太網(wǎng)技術(shù)因為全網(wǎng)設(shè)備都要學(xué)習(xí)用戶的mac地址信息，所以用戶信息的隔離效果比較差，網(wǎng)絡(luò)簡單遭

11、遇來自用戶側(cè)的襲擊；而pbb/pbt、t-mpls以及vpls技術(shù)，僅在運(yùn)營商邊緣(pe)設(shè)備的用戶網(wǎng)絡(luò)接口(uni)學(xué)習(xí)用戶的mac地址信息，網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備不學(xué)習(xí)用戶mac地址信息，所以隔離效果好。對于組播業(yè)務(wù)，幾種解決計劃均能夠承載，但是實現(xiàn)復(fù)雜度各不相同，其中增加型以太網(wǎng)技術(shù)因為采納環(huán)形組網(wǎng)，因此能比較便利地實現(xiàn)組播業(yè)務(wù)，而pbb/pbt、t-mpls和vpls/適合以太網(wǎng)的多協(xié)議標(biāo)簽交換(eompls)技術(shù)的組播業(yè)務(wù)實現(xiàn)方式較為復(fù)雜，而且詳細(xì)實現(xiàn)辦法也存在著差異，尚未形成一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。對于tdm業(yè)務(wù)，目前pbb/pbt、t-mpls和vpls技術(shù)均能提供相應(yīng)的tdm接口或ces仿真接口

12、，增加以太網(wǎng)技術(shù)的tdm支持能力則相對較差。對于tdm業(yè)務(wù)的同步時鐘傳送功能，目前多數(shù)廠家還在研發(fā)過程中，尚不能提供比較完美的解決計劃。3.2業(yè)務(wù)牢靠性對于寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)、ip語音業(yè)務(wù)、專線業(yè)務(wù)，幾種解決計劃在鏈路和節(jié)點故障的狀況下，都能夠滿足小于50 ms的庇護(hù)倒換；對于組播業(yè)務(wù)，因為實現(xiàn)辦法上的差異，有些技術(shù)計劃還不能達(dá)到50 ms的庇護(hù)倒換時光，這也是下一步技術(shù)討論的重點之一。此外，對于接入鏈路的庇護(hù)也大不相同，除了標(biāo)準(zhǔn)的迅速生成樹協(xié)議(rstp)迅速生成樹技術(shù)之外，許多廠家都開發(fā)了專有的技術(shù)來提高庇護(hù)倒換效率，從測試結(jié)果來看，采納rstp技術(shù)故障倒換造成上行業(yè)務(wù)流量的受損時光大于100

13、ms，而專有技術(shù)雖然測試效果小于50 ms，但因為都是各廠商私有的技術(shù)，其互通性無法得到保證。3.3擴(kuò)展能力目前，主要的ce設(shè)備廠商都開發(fā)出了支持10ge接口的設(shè)備，接口帶寬可以從fe接口擴(kuò)展到10g接口，可基本滿足運(yùn)營商城域組網(wǎng)的需要。在隧道支持的能力上，因為設(shè)備處理能力的不同，其所能提供的業(yè)務(wù)數(shù)量也不盡相同，數(shù)量從數(shù)千到數(shù)萬，也可基本滿足運(yùn)營商城域二層組網(wǎng)的需要，其中pbt、t-mpls以及vpls在此方面的擴(kuò)展性較好。3.4qos功能目前，幾種實現(xiàn)計劃在qos流分類能力和排隊調(diào)度算法實現(xiàn)方面基本能夠?qū)崿F(xiàn)基于vlan標(biāo)簽和端口的流分類，支持pq、wfq/wrr排隊調(diào)度算法。對于層次化qos功能，多數(shù)廠家都可以支持。3.5業(yè)務(wù)管理能力目前，多數(shù)廠家都能夠提供可視化的拓?fù)湟晥D，支持業(yè)務(wù)創(chuàng)建功能，但配置復(fù)雜度不同，多數(shù)廠家的網(wǎng)管系統(tǒng)需要對每個網(wǎng)元舉行單獨(dú)配置，操作較為復(fù)雜。因為pbb/pbt、t-mpls計劃的控制層面尚不支持控制信令，因此在網(wǎng)管系統(tǒng)上需要通過靜態(tài)配置的方式舉行業(yè)務(wù)創(chuàng)建。對于批量業(yè)務(wù)的配置，多數(shù)廠商能夠提供相應(yīng)的應(yīng)用程序接口(api)，通過編寫腳本的方式實現(xiàn)，但是目前各廠家基本不支持通