MSTP設(shè)備以太業(yè)務(wù)技術(shù)白皮書(shū)

82/82MSTP設(shè)備以太業(yè)務(wù)技術(shù)白皮書(shū)Version2.0

目錄TOC\o\h\z\u縮略語(yǔ)清單Listofabbreviations 61.概述 72.主要技術(shù)特點(diǎn)分析 122.1業(yè)務(wù)處理 122.1.1CAR（承諾接入速率） 122.1.2LPT（鏈路狀態(tài)穿通） 142.1.3L2VPN 152.1.3.1獨(dú)特的用戶(hù)域隔離 152.1.3.2MPLS標(biāo)簽技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)傳送連接的三層隔離 162.1.4流控 172.2二層交換和匯聚功能 182.2.1VB（虛擬網(wǎng)橋） 182.2.2強(qiáng)大的匯聚能力 202.2.3生成樹(shù)協(xié)議STP/RSTP 202.2.4組播協(xié)議IGMPSnooping 212.2.4VlanSwitch功能 232.2.5鏈路聚合 232.3環(huán)路封裝 242.3.1MPLS標(biāo)簽技術(shù) 242.3.2Stackablevlan標(biāo)簽技術(shù) 242.4業(yè)務(wù)封裝和映射 252.4.1封裝協(xié)議 252.4.2虛級(jí)聯(lián)及映射 252.4.3LCAS（鏈路容量調(diào)整方案） 263組網(wǎng)及應(yīng)用 283.1以太專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)EPL 283.2以太虛擬專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)EVPL 303.3EPLn（即EPLAN）以太專(zhuān)用本地網(wǎng) 313.4EVPLn（即EVPLAN）以太虛擬專(zhuān)用本地網(wǎng) 324相關(guān)技術(shù)背景知識(shí)介紹 354.1NP（網(wǎng)絡(luò)處理器） 354.2GFP（通用成幀規(guī)程） 364.3LCAS（鏈路容量調(diào)整方案） 394.4MPLS（多協(xié)議標(biāo)記轉(zhuǎn)換） 404.5STP（生成樹(shù)協(xié)議） 424.6IGMPSnooping（組播） 434.7CAR（承諾接入速率） 44

圖目錄TOC\h\z\c"圖"圖1以太網(wǎng)端到端解決方案 8圖2以太業(yè)務(wù)處理流程 9圖3CAR實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)分類(lèi) 13圖4CAR功能應(yīng)用圖示 14圖5LPT應(yīng)用示意圖 15圖6用戶(hù)域隔離示例 16圖7通道共享應(yīng)用示例 17圖8流控示例 18圖9以太交換應(yīng)用示例 19圖10以太網(wǎng)單板業(yè)務(wù)匯聚能力 20圖11STP協(xié)議應(yīng)用示例 21圖12視頻點(diǎn)播示例 23圖13stackvlan的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度模型 25圖14LCAS的保護(hù)功能 27圖15某地大客戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù) 29圖16城域網(wǎng)中的EPL透?jìng)鳂I(yè)務(wù) 29圖17專(zhuān)線(xiàn)上網(wǎng)共享帶寬 30圖18通道共享微觀圖示 30圖19單站傳送帶寬共享 31圖20大學(xué)校園網(wǎng)示例 32圖21共享以太專(zhuān)網(wǎng)應(yīng)用示例 32圖22虛擬網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)邏輯連接 33圖23多站共享傳輸帶寬示例 33圖24GFP幀結(jié)構(gòu) 36圖25GFP與傳送信道和用戶(hù)信號(hào)之間的關(guān)系 37圖26未使用STP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)連接 42圖27啟動(dòng)STP協(xié)議后的網(wǎng)絡(luò)連接 43圖28CAR實(shí)現(xiàn)端到端傳送QOS的連接 45圖29CAR的算法流程 46縮略語(yǔ)清單ListofabbreviationsAbbreviations縮略語(yǔ)Fullspelling英文全名Chineseexplanation中文解釋CARCommittedAccessRate承諾接入速率EOSEthernetOverSDHSDH承載以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包EPLEthernetPrivateLine以太專(zhuān)線(xiàn)EVPLEthernetVirtualPrivateLine以太虛擬專(zhuān)線(xiàn)EPLn/EPLANEthernetPrivateLAN以太專(zhuān)網(wǎng)EVPLn/EVPLANEthernetVirtualPrivateLAN以太虛擬專(zhuān)網(wǎng)GFPGenericFramingProcedure通用成幀規(guī)程IGMPInternetGroupManagementProtocol因特網(wǎng)組管理協(xié)議LAPSLinkAccessProcedure-SDHSDH的鏈路接入規(guī)程LCASlinkcapacityAdjustmentscheme鏈路容量調(diào)整規(guī)程LPTLink鏈路狀態(tài)穿通MPLSMulti-ProtocolLabelSwitch多協(xié)議標(biāo)記交換NPNetworkProcessor網(wǎng)絡(luò)處理器PProvider接入服務(wù)提供商核心網(wǎng)絡(luò)的端口PEProviderEdge接入服務(wù)提供商邊緣網(wǎng)絡(luò)的端口RSTPRapidSpanningTreeProtocol快速生成樹(shù)協(xié)議VBVitrual虛擬網(wǎng)橋VCGVirtualConcatenationGroup虛擬連接組VCTrunkVirtualContainerTrunk虛擬容器通道（由多個(gè)VC捆綁在一起構(gòu)成的邏輯通道）VPNVitualPrivateNetwork虛擬專(zhuān)用網(wǎng)1.概述在城域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展過(guò)程中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳送技術(shù)和設(shè)備，運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商一直在不段地探討、爭(zhēng)論和研究的。在這過(guò)程中，基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送設(shè)備MSTP逐漸成為城域傳送網(wǎng)的最主流技術(shù)。近兩年來(lái)，各主要設(shè)備廠(chǎng)商在MSTP設(shè)備上不斷推出新功能，滿(mǎn)足了對(duì)2層交換、ATM處理的要求。而在MSTP的新功能規(guī)格中，以太網(wǎng)業(yè)務(wù)對(duì)MSTP設(shè)備形態(tài)影響最大，對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接入、傳送和調(diào)度的技術(shù)發(fā)展最多，也是備受爭(zhēng)議的。以太網(wǎng)業(yè)務(wù)有很好的應(yīng)用發(fā)展前景，原因有三：1、大部分用戶(hù)局域網(wǎng)設(shè)備上行接口都會(huì)提供FE。2、靈活性好，帶寬調(diào)整方便，作為FE接口，可以從64K增加到100M，而不需要更換用戶(hù)端、局端設(shè)備和線(xiàn)纜資源。3、性?xún)r(jià)比好，易用：可以充分利用現(xiàn)有的雙絞線(xiàn)銅纜資源，不用重新鋪設(shè)線(xiàn)路，遠(yuǎn)距離接入也可以利用光纖。所以MSTP最重要的特性是以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的處理。按照實(shí)現(xiàn)技術(shù)劃分，MSTP上以太網(wǎng)功能可以分為透?jìng)?、二層交換，環(huán)網(wǎng)等。透?jìng)鳎鹤詈?jiǎn)單的一種，對(duì)于客戶(hù)端的以太網(wǎng)信號(hào)不做任何二層處理，直接將數(shù)據(jù)包封裝到SDH的VC容器中。由于功能相對(duì)簡(jiǎn)單，成本也是各類(lèi)實(shí)現(xiàn)技術(shù)中最低的。二層交換：利用IEEE802.1D透明網(wǎng)橋的算法，根據(jù)數(shù)據(jù)包的MAC地址，實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)接口側(cè)不同以太網(wǎng)端口與系統(tǒng)側(cè)不同VC容器之間的包交換，當(dāng)然也可以根據(jù)IEEE802.1Q的VLANTag對(duì)數(shù)據(jù)包交換。同時(shí)可利用生成樹(shù)協(xié)議（STP）實(shí)現(xiàn)對(duì)于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的二層保護(hù)。環(huán)網(wǎng)技術(shù)：利用SDH的VC容器作為虛擬環(huán)路，實(shí)現(xiàn)所有環(huán)路節(jié)點(diǎn)帶寬動(dòng)態(tài)分配、共享。通常意義上的說(shuō)，環(huán)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)是二層交換的一種特殊應(yīng)用，部分MSTP設(shè)備也利用二層交換實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的以太環(huán)網(wǎng)，但這種方式的缺點(diǎn)是無(wú)法保證環(huán)路各個(gè)節(jié)點(diǎn)帶寬的公平接入，對(duì)于環(huán)路業(yè)務(wù)的QoS也無(wú)法實(shí)現(xiàn)端到端的保證。針對(duì)這一問(wèn)題，有的MSTP設(shè)備采用了內(nèi)置RPR技術(shù)，在SDH環(huán)網(wǎng)上開(kāi)辟VC通道作為RPR虛擬環(huán)路。華為公司的Metro系列設(shè)備支持內(nèi)置RPR技術(shù)。以以太網(wǎng)互聯(lián)互通為重要標(biāo)志，華為公司Metro系列的MSTP設(shè)備以太業(yè)務(wù)處理板（透?jìng)骱投咏粨Q功能）的技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了兩個(gè)階段。第一階段：早在1999年底，華為公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了SDH設(shè)備傳送以太網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，而當(dāng)時(shí)的MSTP行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還在討論、制定中，對(duì)于以太網(wǎng)到SDHVC的封裝格式并沒(méi)有嚴(yán)格限定。華為公司采用ML—PPP實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的接入，在以太網(wǎng)業(yè)務(wù)量不是很大的情況下，很好地滿(mǎn)足了運(yùn)營(yíng)商的需求。在第一階段，由于各個(gè)廠(chǎng)家采用的封裝協(xié)議不一致，不同廠(chǎng)家互通只能通過(guò)以太網(wǎng)接口直接互聯(lián)，即業(yè)務(wù)落地互通。華為公司采用了虛級(jí)聯(lián)技術(shù)，保證VC顆粒穿越其他廠(chǎng)家SDH設(shè)備的無(wú)關(guān)性。第二階段：隨著GFP、LCAS、VC技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，以及運(yùn)營(yíng)商對(duì)不同設(shè)備商的以太網(wǎng)封裝格式互聯(lián)互通的推動(dòng)，MSTP設(shè)備的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)處理單板的實(shí)現(xiàn)技術(shù)開(kāi)始趨于標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)果使得GE或FE以太網(wǎng)業(yè)務(wù)不僅可以跨越不同廠(chǎng)商的SDH網(wǎng)絡(luò)，而且不再需要兩端的SDH設(shè)備為同一廠(chǎng)家的，不同廠(chǎng)商設(shè)備組成的SDH網(wǎng)絡(luò)對(duì)于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)將成為透明通道，為更大范圍的組織二層網(wǎng)絡(luò)提供了基礎(chǔ)。華為新型以太網(wǎng)業(yè)務(wù)處理板采用了GFP、LCAS、VC技術(shù)，并支持豐富的二層特性。MEF論壇一直在推動(dòng)MetroEthernet業(yè)務(wù)的應(yīng)用和發(fā)展，ITUSG15小組在2002年10月開(kāi)始進(jìn)行EOS標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)。這些工作將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)MSTP設(shè)備以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和市場(chǎng)應(yīng)用。華為公司也在積極參與EOS標(biāo)準(zhǔn)體系的討論、制定中。EOS的標(biāo)準(zhǔn)也在Metro系列傳送設(shè)備上逐步體現(xiàn)。華為新型以太網(wǎng)業(yè)務(wù)處理板能夠?qū)崿F(xiàn)從接入層、匯聚層到核心層的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)業(yè)務(wù)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)業(yè)務(wù)以及L2VPN的端到端解決方案。如圖1所示。圖SEQ圖\*ARABIC1以太網(wǎng)端到端解決方案總的說(shuō)來(lái)，新型以太網(wǎng)板主要在如下幾個(gè)方面有了很大的發(fā)展：適于各廠(chǎng)家設(shè)備的互連互通：新以太網(wǎng)單板采用符合ITU-TG.7041的GFP協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝。相對(duì)于以往的PPP和LAPS，GFP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化程度更高，更有利于各廠(chǎng)家的互連互通，提高城域組網(wǎng)的靈活性；靈活多樣的映射顆粒：新以太網(wǎng)單板支持VC12/VC3/VC4三種級(jí)別的映射顆粒，并且，映射到同一VCTrunk中的VC個(gè)數(shù)可調(diào)，帶寬分配靈活，提高了帶寬利用率；應(yīng)用LCAS技術(shù)提高虛級(jí)聯(lián)功能的健壯性：在虛級(jí)聯(lián)技術(shù)的加入LCAS功能，可以通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)時(shí)地對(duì)系統(tǒng)容量進(jìn)行配置，增加或減少參與虛級(jí)聯(lián)VC的數(shù)目，以改變業(yè)務(wù)的承載帶寬，并且在變化過(guò)程中對(duì)承載的業(yè)務(wù)不會(huì)造成損傷；多方向匯聚功能：端口匯聚能力越強(qiáng)，系統(tǒng)組網(wǎng)能力越強(qiáng)。華為公司新型以太網(wǎng)板具有強(qiáng)大的匯聚能力，能實(shí)現(xiàn)FE到GE、FE到FE的業(yè)務(wù)匯聚，充分節(jié)省業(yè)務(wù)端口，減輕匯聚節(jié)點(diǎn)的端口壓力；獨(dú)特的用戶(hù)域隔離機(jī)制：對(duì)不同的用戶(hù)劃分獨(dú)立的VB，提供二層交換時(shí)更可靠靈活的用戶(hù)安全保證；通過(guò)二層標(biāo)簽技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶(hù)共享傳輸通道（vctrunk）和不同用戶(hù)相同vlan標(biāo)簽數(shù)據(jù)的雙重隔離。新型以太網(wǎng)數(shù)據(jù)處理板提供對(duì)GE和FE信號(hào)的接入、透?jìng)骱投咏粨Q。業(yè)務(wù)處理流程見(jiàn)下圖。其中的各個(gè)環(huán)節(jié)根據(jù)用戶(hù)所需的功能可選。圖SEQ圖\*ARABIC2以太業(yè)務(wù)處理流程1、以太業(yè)務(wù)端口：GE和FE以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的接入，接口類(lèi)型可光、可電；采用以太光接口技術(shù)，實(shí)現(xiàn)FE以太光口拉遠(yuǎn)至15公里，GE拉遠(yuǎn)至70公里；通過(guò)EVDSL技術(shù)可利用普通雙絞線(xiàn)將FE信號(hào)拉遠(yuǎn)至1.5公里2、業(yè)務(wù)處理能力：用戶(hù)安全性隔離：支持二層交換轉(zhuǎn)發(fā)用戶(hù)＋vlan內(nèi)部廣播、多播（本地端口和SDH上行VC-TRUNK號(hào)之間），保證不同用戶(hù)和vlan兩級(jí)數(shù)據(jù)隔離；提供CAR功能：限制突發(fā)數(shù)據(jù)流，帶寬的調(diào)整顆粒最小為64Kbps；提供LPT鏈路狀態(tài)穿通功能；支持ITU-TG.ethsrv中規(guī)定的四種以太業(yè)務(wù)：EPL、EVPL、EPLAN和EVPLAN；對(duì)用戶(hù)側(cè)FE端口支持符合IEEE802.3x的流控功能，提供XON/XOFF和耗盡型兩種流控方式；最大支持9600字節(jié)的JUMBO幀；以太差分服務(wù)支持兩級(jí)COS，劃分機(jī)制有三種：基于802.1p的“pri”域劃分、基于802.1q的vlan_ID劃分和基于帶寬的劃分。用戶(hù)可利用網(wǎng)管進(jìn)行選擇和設(shè)置；支持vlan標(biāo)簽透?jìng)?，?shí)現(xiàn)透?jìng)鳂I(yè)務(wù)；能夠進(jìn)行MAC地址表自學(xué)習(xí)、表項(xiàng)更新，MAC源/宿地址過(guò)濾功能；強(qiáng)大的業(yè)務(wù)匯聚能力：?jiǎn)伟逄峁〧E到GE；FE到FE；GE到GE的業(yè)務(wù)匯聚；支持生成樹(shù)協(xié)議STP和快速生成樹(shù)協(xié)議RSTP；支持組播和廣播：并實(shí)現(xiàn)廣播報(bào)文抑制功能；支持基于源/宿MAC地址的過(guò)濾，禁用失效的mac地址，即通常所說(shuō)的“黑名單功能”；通過(guò)MPLS標(biāo)簽技術(shù)，實(shí)現(xiàn)通道共享，可提供VPN業(yè)務(wù)；支持vlan嵌套（即QinQ，也稱(chēng)為VMAN技術(shù)），支持Stackablevlan的添加、去除和轉(zhuǎn)換，突破vlan標(biāo)簽數(shù)目的限制，保證更為安全可靠的用戶(hù)隔離；3、封裝和映射：支持LAPS/GFP/PPP(HDLC)三種協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝/解封；支持基于VC4、VC3和VC12級(jí)別的虛級(jí)聯(lián)；支持LCAS協(xié)議，實(shí)現(xiàn)虛級(jí)聯(lián)鏈路容量調(diào)整。2.主要技術(shù)特點(diǎn)分析新型以太單板的透?jìng)骱投咏粨Q功能均采用NP實(shí)現(xiàn)。NP的主要特點(diǎn)在于可編程——相對(duì)于以太網(wǎng)交換芯片可配置、高性能——為包處理而優(yōu)化，對(duì)部分處理速度要求特別高的功能,采用硬件實(shí)現(xiàn),從而提高了處理性能。目前業(yè)界幾乎所有功能豐富的路由器均由NP實(shí)現(xiàn)，主要原因在于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有新業(yè)務(wù)/新特性不斷涌現(xiàn),與之相應(yīng)地,新協(xié)議/新的標(biāo)準(zhǔn)也不斷形成。NP解決方案具有如下優(yōu)勢(shì)：業(yè)務(wù)提供的多樣性：專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)和LAN服務(wù)同時(shí)提供；數(shù)據(jù)的安全性：通過(guò)虛擬網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)用戶(hù)數(shù)據(jù)的隔離；強(qiáng)大的服務(wù)能力：通過(guò)二層標(biāo)簽擴(kuò)展vlan的個(gè)數(shù)；靈活的Qos功能：除了用適當(dāng)?shù)牧髁空魏洼敵稣{(diào)度來(lái)保證QoS外，數(shù)據(jù)幀還可以打上標(biāo)記以被網(wǎng)絡(luò)中其他設(shè)備作快速處理（例如802.lp/IPTOS）；快速的業(yè)務(wù)響應(yīng)能：具有完全的編程能力和簡(jiǎn)單的編程模型，通過(guò)軟件在線(xiàn)升級(jí)增加新功能，推動(dòng)產(chǎn)品不斷地更新?lián)Q代，實(shí)現(xiàn)新業(yè)務(wù)快速響應(yīng)，迅速滿(mǎn)足用戶(hù)需求。相對(duì)于NP，LanSwitch芯片一般用作局域網(wǎng)設(shè)備網(wǎng)橋，所以它是為局域網(wǎng)設(shè)計(jì)的，大部分lanswitch芯片不能滿(mǎn)足城域網(wǎng)的全部要求。目前主要應(yīng)用在低端的家庭或LAN應(yīng)用中的交換機(jī)中。主要的特點(diǎn)是:芯片價(jià)格低廉,技術(shù)門(mén)檻低。LanSwitch芯片解決方案的缺點(diǎn)如下：不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)要求的“用戶(hù)隔離”和“透明性”：專(zhuān)用交換芯片通常只能使用vlan做用戶(hù)的隔離，不能夠?qū)崿F(xiàn)透明性（即用戶(hù)不能自由設(shè)置自己的數(shù)據(jù)設(shè)備），因?yàn)榇藭r(shí)限制了用戶(hù)對(duì)vlan的使用；安全性差：用戶(hù)通過(guò)設(shè)定vlan值就能侵入其它用戶(hù)的“城域虛擬網(wǎng)絡(luò)”；vlan數(shù)目不能擴(kuò)展；不能提供通道共享技術(shù)：不能提供標(biāo)簽嵌套。2.1業(yè)務(wù)處理2.1.11、技術(shù)原理：CAR技術(shù)的實(shí)現(xiàn)采用令牌桶算法，如果令牌桶中有足夠的令牌可以用來(lái)發(fā)送報(bào)文，則報(bào)文可以通過(guò)，可以被繼續(xù)發(fā)送下去。同時(shí)，令牌桶中的令牌量按報(bào)文消耗的令牌數(shù)做相應(yīng)的減少。如果令牌桶中的令牌不滿(mǎn)足報(bào)文的發(fā)送條件，則報(bào)文被丟棄。這樣，就可以對(duì)某類(lèi)報(bào)文的流量進(jìn)行控制。令牌桶的大小和其中令牌的生成速率可由用戶(hù)進(jìn)行設(shè)置。2、功能介紹：CAR是IP網(wǎng)絡(luò)中重要而有效的帶寬管理方式。通常在網(wǎng)絡(luò)的邊沿接口處，通過(guò)CAR的配置，控制IP流量以特定的速率進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)，從而有利于網(wǎng)絡(luò)的營(yíng)運(yùn)商更好地經(jīng)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)，提供有保障的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量（QoS）。新型以太單板的CAR功能提供QoS的功能包括流速限制、報(bào)文的分類(lèi)和優(yōu)先級(jí)分類(lèi)，能夠控制用戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)接入帶寬,使運(yùn)營(yíng)商可以基于帶寬速率進(jìn)行計(jì)費(fèi)。1、報(bào)文分類(lèi)：基于端口和端口+vlan對(duì)報(bào)文進(jìn)行分類(lèi)，將超出速率的數(shù)據(jù)包降級(jí)，未超出速率限制的設(shè)置較高的優(yōu)先級(jí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)接入數(shù)據(jù)流的區(qū)別對(duì)待。2、流速限制：通過(guò)流速限制可實(shí)現(xiàn)帶寬管理，在網(wǎng)絡(luò)邊緣的接口限制進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量。低于規(guī)定速率參數(shù)的那部分?jǐn)?shù)據(jù)可以被發(fā)送，超出的則被丟棄或改用較低的優(yōu)先級(jí)發(fā)送。3、優(yōu)先級(jí)分類(lèi)：可以允許運(yùn)營(yíng)商將網(wǎng)絡(luò)分配多個(gè)優(yōu)先級(jí)別，或者是不同的服務(wù)類(lèi)型，對(duì)于共同租用同一個(gè)通道的不同用戶(hù)，保證每個(gè)用戶(hù)的基本通信帶寬。帶寬調(diào)整的粒度是64Kbps，支持CIR、PIR、MBS參數(shù)的配置。CAR將接入帶寬分為允許帶寬和超出帶寬：允許帶寬優(yōu)先級(jí)為高；超出帶寬優(yōu)先級(jí)為低。圖SEQ圖\*ARABIC3CAR實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)分類(lèi)例如，當(dāng)報(bào)文符合流量特性的時(shí)候，可以設(shè)置報(bào)文的優(yōu)先級(jí)為5，當(dāng)報(bào)文不符合流量特性的時(shí)候，可以丟棄，也可以設(shè)置報(bào)文的優(yōu)先級(jí)為1并繼續(xù)進(jìn)行發(fā)送。這樣，后續(xù)的處理可以盡量保證不丟棄優(yōu)先級(jí)為5的報(bào)文，在網(wǎng)絡(luò)不擁塞的情況下，也發(fā)送優(yōu)先級(jí)為1的報(bào)文，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，首先丟棄優(yōu)先級(jí)為1的報(bào)文，然后才丟棄優(yōu)先級(jí)為5的報(bào)文。3、應(yīng)用舉例：圖SEQ圖\*ARABIC4CAR功能應(yīng)用圖示如上圖所示：通過(guò)CAR功能可設(shè)定各個(gè)用戶(hù)帶寬的CIR（保證通過(guò)的帶寬）和MBS（最大允許的突發(fā)帶寬）。這樣，用戶(hù)業(yè)務(wù)中小于CIR的部分優(yōu)先級(jí)為高，保證通過(guò)；大于CIR而小于MBS的部分優(yōu)先級(jí)為低，視網(wǎng)絡(luò)情況盡力保證通過(guò)；大于MBS的部分則不能通過(guò)。2.1.2LPT（鏈路狀態(tài)穿通）1、技術(shù)原理：實(shí)現(xiàn)鏈路狀態(tài)穿通主要用于存在備用路由的情況，通過(guò)將鏈路狀態(tài)穿通，可以將整個(gè)端到端通道的連通性反映在網(wǎng)口的LINK狀態(tài)上（UP/DOWN），使得兩端的設(shè)備快速切換到備用路由。2、功能介紹：新型以太單板可以通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行定時(shí)監(jiān)測(cè)，獲得當(dāng)前以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)狀況，對(duì)由于對(duì)端設(shè)備、本單板、網(wǎng)線(xiàn)、人為等原因引起的以太網(wǎng)端口連接狀態(tài)的變化（由Up變?yōu)镈own或由Down變?yōu)閁p），借助LPT功能，完成兩端設(shè)備路由的快速切換。這樣，用戶(hù)從用戶(hù)側(cè)設(shè)備看與網(wǎng)線(xiàn)直連是一樣的，數(shù)據(jù)設(shè)備可以通過(guò)網(wǎng)口連接的SDH設(shè)備迅速感知通道的連通性，并做出相應(yīng)的反映。3、應(yīng)用舉例：圖SEQ圖\*ARABIC5LPT應(yīng)用示意圖上圖中的RS-A與RS-B之間有兩個(gè)傳輸通道，其中以傳輸作為主傳輸通道，以微波作為備用傳輸通道。在一般情況下，業(yè)務(wù)從主通道進(jìn)行傳輸，當(dāng)路由器RS-A與以太網(wǎng)板之間的連接出現(xiàn)問(wèn)題，如以太網(wǎng)線(xiàn)被意外拔掉，這時(shí)與RS-A對(duì)接的以太網(wǎng)板接口將產(chǎn)生LINK-DOWN信息，該信息將穿通傳輸網(wǎng)絡(luò)到與RS-B對(duì)接的以太網(wǎng)板，此以太網(wǎng)板得到穿通過(guò)來(lái)的信息后采取將與RS-B對(duì)接的以太網(wǎng)端口LINK-DOWN的方式，即不再發(fā)LINK信號(hào)給RS-B的對(duì)接以太網(wǎng)口，通知RS-B主通道出了問(wèn)題，則RS-A與RS-B的業(yè)務(wù)都倒換到備用通道上去。2.1.3L2.1.3.1獨(dú)特的用戶(hù)域隔離1、技術(shù)原理：新型以太單板通過(guò)虛擬網(wǎng)橋VB來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)域的劃分，每個(gè)用戶(hù)有獨(dú)立的VB。在用戶(hù)使用單板時(shí)首先要?jiǎng)?chuàng)建VB，此時(shí)可以由用戶(hù)分配或系統(tǒng)自動(dòng)生成一個(gè)VBID，這個(gè)VBID只在單板內(nèi)部使用，沒(méi)有作為標(biāo)簽進(jìn)入通道，不會(huì)加到報(bào)文中，這樣在單板內(nèi)部實(shí)現(xiàn)二層標(biāo)簽隔離。然后再把該用戶(hù)使用的端口掛接到此VB上。兩個(gè)用戶(hù)不能同屬于一個(gè)VB，不同的VB之間不能互通，從而實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)隔離。2、功能介紹：通過(guò)VB實(shí)現(xiàn)用戶(hù)域的劃分，使各個(gè)用戶(hù)可獨(dú)立地進(jìn)行vlan的劃分，不同用戶(hù)的相同vlan不能互通，從而保障TLS透明局域網(wǎng)優(yōu)質(zhì)傳送。3.應(yīng)用舉例：圖SEQ圖\*ARABIC6用戶(hù)域隔離示例如圖6，不同的兩個(gè)用戶(hù)User1和User2屬于不同的VB，可以同時(shí)劃分vlan1而相互間的業(yè)務(wù)不會(huì)互通。這樣，用戶(hù)可以任意設(shè)置自己的設(shè)備，而不存在任何限制，混合傳輸提供給用戶(hù)的是用戶(hù)自己可以管理的一個(gè)虛擬的城域網(wǎng)絡(luò)。用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要和預(yù)算將這個(gè)城域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成為一個(gè)二層的或三層的網(wǎng)絡(luò)，更利于保障專(zhuān)線(xiàn)用戶(hù)的數(shù)據(jù)安全性。顯然對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，一個(gè)二層的網(wǎng)絡(luò)可以減少數(shù)據(jù)設(shè)備的成本和管理維護(hù)的成本。2.1.3.2MPLS標(biāo)簽技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)傳送連接的三層隔離1、技術(shù)原理虛擬專(zhuān)用網(wǎng)VPN指的是依靠ISP（Internet服務(wù)提供商）和其它NSP（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商），在公用網(wǎng)絡(luò)中建立專(zhuān)用的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。在虛擬專(zhuān)用網(wǎng)中，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接并沒(méi)有傳統(tǒng)專(zhuān)網(wǎng)所需的端到端的物理鏈路，而是利用某種公眾網(wǎng)的資源動(dòng)態(tài)組成的。IETF草案理解基于IP的VPN為：“使用IP機(jī)制仿真出一個(gè)私有的廣域網(wǎng)”是通過(guò)私有的隧道技術(shù)在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上仿真一條點(diǎn)到點(diǎn)的專(zhuān)線(xiàn)技術(shù)。當(dāng)不同用戶(hù)的業(yè)務(wù)流通過(guò)VB基于vlan＋mac地址區(qū)分開(kāi)以后，將被加上MPLS標(biāo)簽，然后再映射到vctrunk中。該標(biāo)簽的作用有兩個(gè)：a、多個(gè)VB的業(yè)務(wù)映射進(jìn)同一vctrunk時(shí)，區(qū)分不同用戶(hù)的業(yè)務(wù)流；b、同一個(gè)VB相同vlan的業(yè)務(wù)映射進(jìn)同一vctrunk時(shí)區(qū)分不同的業(yè)務(wù)流。這樣通過(guò)MPLS標(biāo)簽技術(shù)，建立起端到端的標(biāo)簽交換通道，也就是實(shí)現(xiàn)了通過(guò)私有的隧道技術(shù)在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上仿真出點(diǎn)到點(diǎn)的業(yè)務(wù)專(zhuān)線(xiàn)連接，從而實(shí)現(xiàn)了VPN網(wǎng)絡(luò)。2、功能介紹：通過(guò)二層的MPLS標(biāo)簽技術(shù)，可使業(yè)務(wù)傳送連接具有vctrunk＋vlan＋vman三重隔離，提高業(yè)務(wù)傳送的靈活性和安全性。3、應(yīng)用舉例：圖SEQ圖\*ARABIC7通道共享應(yīng)用示例上圖中，運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)的端口屬性為P（Provider），運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)靠近用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的端口屬性為PE（ProviderEdge）。來(lái)自不同用戶(hù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)入傳輸設(shè)備后，經(jīng)過(guò)VB，再被不同的二層業(yè)務(wù)標(biāo)簽標(biāo)識(shí)，進(jìn)入同一傳輸通道（vctrunk）進(jìn)行傳送。在接收端，傳輸設(shè)備根據(jù)二層標(biāo)簽識(shí)別不同的業(yè)務(wù)，再通過(guò)VB將業(yè)務(wù)交換到目的地址。顯然這樣的通道共享有效節(jié)省了帶寬資源，同時(shí)業(yè)務(wù)流經(jīng)過(guò)多重標(biāo)簽嚴(yán)格區(qū)分，安全可靠。2.1.4流控1、技術(shù)原理：按照IEEE802.3x協(xié)議，流控有兩種方式：XON/XOFF和耗盡型。XON/XOFF機(jī)制：利用PAUSE幀喚醒功能進(jìn)行工作的機(jī)制。當(dāng)一方的接收FIFO達(dá)到高水線(xiàn)的時(shí)候，向?qū)Χ税l(fā)送PAUSE幀（以太網(wǎng)目前定義的唯一一種控制幀）。PAUSE幀中帶一個(gè)時(shí)間參數(shù)，表示收到PAUSE幀的一方要停多長(zhǎng)時(shí)間；如果時(shí)間參數(shù)不為0，則停止發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文；如果時(shí)間參數(shù)等于0，表示收到PAUSE幀的一方可以馬上發(fā)送（喚醒功能）。耗盡型流控：接收到流控幀之后，如果流控時(shí)間為0，則取消流控，允許發(fā)送數(shù)據(jù)幀，否則，按照流控時(shí)間禁止數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)送，流控事件結(jié)束后，開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文，而不必等待流控時(shí)間為0的流控幀。2、功能介紹：新型以太單板支持Xon/Xoff、耗盡型兩種方式的流控，符合IEEE802.3x規(guī)范，解決全雙工模式下以太網(wǎng)的流量控制。3、應(yīng)用舉例：圖SEQ圖\*ARABIC8流控示例如圖8所示：當(dāng)METRO-1收到5200發(fā)送的流控幀后，首先讓本端停止向5200發(fā)送；這樣來(lái)自METRO-2的數(shù)據(jù)將在METRO-1中堆積，當(dāng)達(dá)到BUFFER的“高水線(xiàn)”的時(shí)候，METRO-1向METRO-2發(fā)送流控幀，格式與802.3X中的流控幀相同。METRO-2收到來(lái)自METRO-1的流控幀之后，停止向METRO-1發(fā)送數(shù)據(jù)；這樣GSR的數(shù)據(jù)將在METRO-2中堆積，當(dāng)達(dá)到BUFFER的“高水線(xiàn)”的時(shí)候，METRO-2向GSR發(fā)送流控幀，格式與802.3X中的流控幀相同。從而達(dá)到使源端停止發(fā)送，端到端實(shí)現(xiàn)流控而中間不丟包的目標(biāo)。2.2二層交換和匯聚功能2.2.1VB（虛擬網(wǎng)橋）1、技術(shù)原理：VB其實(shí)是為了管理方便對(duì)管理域的一個(gè)劃分，相當(dāng)于一個(gè)虛擬的L2Lanswitch。在城域網(wǎng)的應(yīng)用中，VB是基于用戶(hù)劃分的。即：每個(gè)用戶(hù)都有自己獨(dú)立的VB，其中包含多個(gè)vlan標(biāo)簽和mac地址。由于各個(gè)VB之間相互隔離，不同的VB可分配相同的vlan而互不影響，而基于vlan劃分VB的L2芯片不能區(qū)分不同用戶(hù)的相同vlan。2、功能介紹：華為公司Metro設(shè)備一個(gè)站點(diǎn)的VB支持16KMAC地址，并且支持源、宿MAC地址過(guò)濾功能。新型以太單板支持的VB規(guī)格包括：MAC地址表的學(xué)習(xí)、老化和表項(xiàng)更新等，符合IEEE802.1D橋接功能；支持二層交換轉(zhuǎn)發(fā)功能，支持本地側(cè)交換，SDH側(cè)交換，支持16K的MAC地址學(xué)習(xí)空間；支持二層交換轉(zhuǎn)發(fā)用戶(hù)＋vlan內(nèi)部廣播、多播（本地端口和SDH上行VC-TRUNK號(hào)之間）。保證不同用戶(hù)和vlan兩級(jí)數(shù)據(jù)隔離；支持基于VB的快速生成樹(shù)（RSTP）功能，對(duì)BPDU報(bào)文進(jìn)行識(shí)別并上報(bào)給控制平面進(jìn)行處理；支持IGMPSnooping；支持靜態(tài)路由轉(zhuǎn)發(fā)；支持廣播報(bào)文抑制功能；支持MAC地址過(guò)濾（黑名單功能）包括（SA、DA過(guò)濾）；支持內(nèi)嵌VB功能，最大16個(gè)VB，每個(gè)VB最大支持30邏輯端口；對(duì)用戶(hù)側(cè)端口支持符合IEEE802.3x的流控功能3、應(yīng)用舉例：圖SEQ圖\*ARABIC9以太交換應(yīng)用示例如圖9，每個(gè)用戶(hù)即是一個(gè)獨(dú)立的VB，就像一個(gè)個(gè)Lanswitch，完成相互間的業(yè)務(wù)傳送和交換：實(shí)現(xiàn)用戶(hù)域區(qū)分，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)虛擬二層交換；支持生成樹(shù)協(xié)議（802.1d）優(yōu)化二層環(huán)網(wǎng)拓?fù)?；基于vlanID，IPPriority設(shè)置QOS優(yōu)先級(jí)，提供差分化服務(wù)；支持IGMPSNOOPING開(kāi)展組播業(yè)務(wù)。2.2.2強(qiáng)大的匯聚能力華為Metro產(chǎn)品以太網(wǎng)單板可實(shí)現(xiàn)n×FE->FE、n×FE->GE、n×GE->GE，組網(wǎng)能力強(qiáng)。圖SEQ圖\*ARABIC10以太網(wǎng)單板業(yè)務(wù)匯聚能力2.2.3生成樹(shù)協(xié)議STP/RSTP1、技術(shù)原理：STP的基本思想就是生成“一棵樹(shù)”，樹(shù)的根是一個(gè)稱(chēng)為根橋的交換機(jī)，根據(jù)設(shè)置不同，不同的交換機(jī)會(huì)被選為根橋，但任意時(shí)刻只能有一個(gè)根橋。由根橋開(kāi)始，逐級(jí)形成一棵樹(shù)，根橋定時(shí)發(fā)送配置報(bào)文，非根橋接收配置報(bào)文并轉(zhuǎn)發(fā)，如果某臺(tái)交換機(jī)能夠從兩個(gè)以上的端口接收到配置報(bào)文，則說(shuō)明從該交換機(jī)到根有不止一條路徑，便構(gòu)成了循環(huán)回路，此時(shí)交換機(jī)根據(jù)端口的配置選出一個(gè)端口并把其他的端口阻塞，消除循環(huán)。當(dāng)某個(gè)端口長(zhǎng)時(shí)間不能接收到配置報(bào)文的時(shí)候，交換機(jī)認(rèn)為端口的配置超時(shí)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇赡芤呀?jīng)改變，此時(shí)重新計(jì)算網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，重新生成一棵?shù)。2、功能介紹：生成樹(shù)協(xié)議最主要的應(yīng)用是為了避免局域網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)環(huán)回，解決成環(huán)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的“廣播風(fēng)暴”問(wèn)題，從某種意義上說(shuō)是一種網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)，可以消除由于失誤或者意外帶來(lái)的循環(huán)連接。STP也提供了為網(wǎng)絡(luò)提供備份連接的可能，可與SDH保護(hù)配合構(gòu)成以太環(huán)網(wǎng)的雙重保護(hù)。新型以太單板支持符合IEEE802.1d標(biāo)準(zhǔn)的生成樹(shù)協(xié)議STP及802.1w規(guī)定的快速生成樹(shù)協(xié)議RSTP，收斂速度可達(dá)到1s。但是，由于協(xié)議機(jī)制本身的局限，STP保護(hù)速度慢（即使是1s的收斂速度也無(wú)法滿(mǎn)足電信級(jí)的要求），如果在城域網(wǎng)內(nèi)部運(yùn)用STP技術(shù)，用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)蕩會(huì)引起運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)蕩而，且SDH網(wǎng)絡(luò)本身有比較完善的保護(hù)機(jī)制，所以城域運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)外支持STP，提供一定的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)功能。3、應(yīng)用舉例：圖SEQ圖\*ARABIC11STP協(xié)議應(yīng)用示例如圖11：?jiǎn)?dòng)生成樹(shù)協(xié)議后，導(dǎo)致循環(huán)連接的網(wǎng)橋端口（如果處于活動(dòng)狀態(tài)）將被設(shè)置成阻塞狀態(tài)，這樣就可以指定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲袥](méi)有回路的存在。當(dāng)環(huán)網(wǎng)中原有的以太路由發(fā)生故障，即主數(shù)據(jù)鏈路失效時(shí)，處于阻塞狀態(tài)的網(wǎng)橋被激活，于是為網(wǎng)間網(wǎng)提供了一條新的路徑。2.2.4組播協(xié)議IGMPSnooping1、技術(shù)原理：IGMP組播協(xié)議通過(guò)對(duì)組播報(bào)文的檢視，獲得網(wǎng)絡(luò)上各有效端口對(duì)組播業(yè)務(wù)的需求，并據(jù)此對(duì)各組播業(yè)務(wù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的減少?gòu)V播包。如果不對(duì)組播報(bào)文進(jìn)行特殊處理，組播報(bào)文將被丟棄；如果對(duì)組播業(yè)務(wù)直接采用廣播的方式，將導(dǎo)致帶寬的浪費(fèi)。IGMP協(xié)議處在三層，完成的功能為管理整個(gè)IGMP協(xié)議的執(zhí)行，包括發(fā)出查詢(xún)報(bào)文以及路由器之間的協(xié)商、組播表項(xiàng)的維護(hù)等操作。而MSTP設(shè)備處在二層，以太網(wǎng)單板實(shí)現(xiàn)的是IGMPSnooping，即IGMP協(xié)議偵聽(tīng)功能，完成的功能為將三層的IGMP報(bào)文轉(zhuǎn)化為二層可以識(shí)別的協(xié)議，包括偵聽(tīng)三層的IP報(bào)文，轉(zhuǎn)化為二層地址并在二層進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)以及在交換機(jī)內(nèi)部維護(hù)組播表等操作。由此可以看出，三層的IGMP包括了主動(dòng)發(fā)出查詢(xún)報(bào)文進(jìn)行管理等功能，二層的SNOOPING包括被動(dòng)的偵聽(tīng)、IP報(bào)文轉(zhuǎn)化為mac報(bào)文、表項(xiàng)維護(hù)等功能。新型以太單板的端口存在PE（接入服務(wù)提供商邊緣網(wǎng)絡(luò)的端口）和P（接入服務(wù)提供商核心網(wǎng)絡(luò)的端口）屬性，如果組網(wǎng)時(shí)，端口的連接是PE屬性，則通過(guò)IGMP報(bào)文中的多播組ID來(lái)記錄用戶(hù)的端口，將對(duì)應(yīng)ID的多播組業(yè)務(wù)發(fā)到對(duì)應(yīng)的ID的用戶(hù)端口。需要特別指出的是，此時(shí)在單板內(nèi)部，以太網(wǎng)端口與VCTRUNK處于等同的地位，多播組的成員可能是以太網(wǎng)端口，也可能是VCTRUNK，這樣從VCTRUNK下到新型以太單板上的組播業(yè)務(wù)有可能發(fā)到對(duì)應(yīng)的以太網(wǎng)端口，也有可能發(fā)到另一個(gè)VCTRUNK。如果組網(wǎng)采用P屬性端口連接，則由于P屬性端口之間存在一個(gè)MESH結(jié)構(gòu)，組播/廣播的報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)有限制：只能轉(zhuǎn)發(fā)到PE屬性端口去，不能再轉(zhuǎn)發(fā)到P屬性端口，否則會(huì)因?yàn)镸ESH結(jié)構(gòu)的環(huán)路存在，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)廣播風(fēng)暴的問(wèn)題。2、功能介紹：IGMP組播協(xié)議解決多個(gè)用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)同一數(shù)據(jù)源時(shí)的流量問(wèn)題，能保證多媒體業(yè)務(wù)占用網(wǎng)絡(luò)的最小帶寬。以太組播能根據(jù)組成員的加入、離開(kāi)而動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建、維護(hù)和刪除組播地址表。此時(shí)，組播幀依據(jù)各自的組播地址表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。3、應(yīng)用舉例：例如視頻點(diǎn)播，如圖12，三個(gè)用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)視頻源，如果為一個(gè)用戶(hù)創(chuàng)建一個(gè)視頻流，則中間轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)必然會(huì)出現(xiàn)帶寬不夠的情況。解決方法是只建立一個(gè)視頻流，在轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)復(fù)制多份送到用戶(hù)。圖SEQ圖\*ARABIC12視頻點(diǎn)播示例2.2.4VlanSwitch功能VlanSwitch（VlanTranslation）:Vlan的轉(zhuǎn)換功能，提供對(duì)兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)的不同Vlan的連接功能，是對(duì)Vlanid的重新映射。在上圖中，一個(gè)用戶(hù)VLANID為100，另一個(gè)為200。在老網(wǎng)絡(luò)改造過(guò)程中，希望對(duì)以上兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互通。華為MSTP設(shè)備提供了VLAN翻譯功能，將VLAN進(jìn)行轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的互通連接。對(duì)于VlanSwitch的業(yè)務(wù)，一般使用在EPL/EvPL的業(yè)務(wù)中，對(duì)于EPLAN/EvPLAN的業(yè)務(wù)，為了明確唯一的VLAN域，不建議使用該功能。2.2.5鏈路聚合所謂鏈路聚合，就是在以太網(wǎng)交換機(jī)上把幾個(gè)物理端口邏輯上聚合起來(lái)，當(dāng)作一個(gè)邏輯端口（也可以說(shuō)是一條邏輯鏈路）使用。這樣有幾個(gè)端口被聚合，則聚合后的邏輯鏈路速率就是聚合前每端口速率的幾倍。假設(shè)聚合端口中的一個(gè)或幾個(gè)端口失效了，則剩余的端口可以繼續(xù)承擔(dān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，提高了系統(tǒng)的可靠性。采用鏈路聚合的目的有兩個(gè)，一個(gè)是提高傳輸速率，另外一個(gè)就是提高容錯(cuò)性，比如鏈路聚合中的一條鏈路出現(xiàn)故障，其他鏈路仍然有效2.3環(huán)路封裝2.3.1MPLS標(biāo)簽技術(shù)新型以太網(wǎng)板支持Martini格式的MPLS標(biāo)簽技術(shù)，具體參見(jiàn)2.1.3.2部分。2.3.2Stackablevlan標(biāo)簽技術(shù)1、技術(shù)原理：對(duì)于一個(gè)帶了vlan標(biāo)識(shí)的報(bào)文，是指在原來(lái)的以太網(wǎng)幀頭中的源地址后增加了一個(gè)4字節(jié)的802.1Q幀頭。但是按照802.1Q的標(biāo)準(zhǔn)定義，最多支持4096個(gè)vlan。因此，當(dāng)一個(gè)局域網(wǎng)有超過(guò)4K個(gè)用戶(hù)需要分配vlanID的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)數(shù)量不足的問(wèn)題。因此，當(dāng)有超過(guò)4096個(gè)vlan需求的時(shí)候，需要采用vlan嵌套技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)展。2、功能介紹：新型以太單板除了支持通過(guò)MPLS標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的隔離之外，還支持通過(guò)Stackablevlan來(lái)實(shí)現(xiàn)：對(duì)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行重新添加vlan標(biāo)簽，而不管報(bào)文中原來(lái)是否帶有vlan標(biāo)簽。通過(guò)這個(gè)后添加的vlan標(biāo)簽，在不同用戶(hù)使用相同的VC-TRUNK通道傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)能夠起到用戶(hù)隔離的作用。同時(shí)，也可以根據(jù)用戶(hù)的需要，在報(bào)文從以太網(wǎng)端口傳出后還攜帶Stackablevlan。Stackablevlan技術(shù)實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)vlan的擴(kuò)展和隔離，突破了vlan數(shù)目的限制，使得用戶(hù)數(shù)據(jù)更安全可靠。3、應(yīng)用舉例：在IPDSLAM應(yīng)用中，VLAN業(yè)務(wù)主要應(yīng)用于以下兩個(gè)方面：為了安全隔離用戶(hù)，寬帶號(hào)碼、實(shí)現(xiàn)賬號(hào)與端口綁定、IP＋MAC＋端口綁定功能等等解決方案中，都要求唯一標(biāo)記和識(shí)別用戶(hù)，此時(shí)可能針對(duì)一個(gè)用戶(hù)的不同業(yè)務(wù)（包括視頻、話(huà)音、上網(wǎng)等）分配不同的VLANID。專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)中的用戶(hù)分配私有VLANID。如果只采用一層VLAN標(biāo)簽，這些給運(yùn)營(yíng)帶來(lái)諸多問(wèn)題，表現(xiàn)最為突出的就是VLANID數(shù)目瓶頸問(wèn)題和VLAN調(diào)度管理問(wèn)題。于是，Stackablevlan（QinQ）成為一種解決方案。在802.1QVLAN包上另外增加一個(gè)甚至多個(gè)私有標(biāo)簽，從而獲得可擴(kuò)展性。即在原有用戶(hù)數(shù)據(jù)中的vlan標(biāo)簽之外再添加一個(gè)標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)唯一標(biāo)記和識(shí)別用戶(hù)，區(qū)分同一vc通道中的不同用戶(hù)或者同一用戶(hù)的不同業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)調(diào)度模型如下圖13所示。圖SEQ圖\*ARABIC13stackvlan的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度模型2.4業(yè)務(wù)封裝和映射2.4.1封裝協(xié)議新型以太單板支持GFP/LAPS/PPP三種封裝協(xié)議，用戶(hù)可以通過(guò)網(wǎng)管操作，任意選擇和查詢(xún)業(yè)務(wù)采用的封裝協(xié)議。既適應(yīng)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求，易于與其它廠(chǎng)商的設(shè)備實(shí)現(xiàn)互通，又能保證與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)很好地兼容，對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展具有良好的繼承性和擴(kuò)展性。2.4.2虛級(jí)聯(lián)及映射為滿(mǎn)足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)日益增長(zhǎng)的帶寬需求，傳輸設(shè)備的以太網(wǎng)單板引入了虛級(jí)聯(lián)技術(shù)。新型以太單板把接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)GFP/LAPS/PPP等協(xié)議封裝后，將數(shù)據(jù)包映射到SDH的VC4/VC3/VC12粒度的虛級(jí)聯(lián)的VC-trunk中。新型以太單板對(duì)FE映射到VC3/VC12中，GE信號(hào)除了可以映射到VC4中，還能映射到VC3/VC12中，這樣可實(shí)現(xiàn)互通互聯(lián)。端口數(shù)方面，最多可支持12個(gè)FE端口，2個(gè)GE端口。對(duì)于GE信號(hào)，選擇VC4顆粒進(jìn)行映射適于業(yè)務(wù)的透明傳送；映射到VC3/VC12中則能實(shí)現(xiàn)多個(gè)FE信號(hào)匯聚到一個(gè)GE中，降低中心設(shè)備的端口壓力。較之于映射顆粒VC4，VC3/VC12最大的優(yōu)點(diǎn)在于帶寬更為靈活，顆粒調(diào)整越為精確，帶寬利用率越高。下表是各種以太信號(hào)采用不同級(jí)別的映射顆粒時(shí)，基本達(dá)到線(xiàn)速所需的虛級(jí)聯(lián)數(shù)目的比較：表SEQ表\*ARABIC1以太信號(hào)基本達(dá)到線(xiàn)速采用不同映射顆粒所需虛級(jí)聯(lián)數(shù)目映射顆粒凈荷容量10M100M1000MVCNumberVCNumberVCNumberVC122.176M446460VC348.384M—220VC4149.370M—17Summary：在基本達(dá)到線(xiàn)速的情況下，采用VC12/VC3，帶寬利用率高；采用VC4，易造成帶寬的浪費(fèi)。而VC3和VC12相比，達(dá)到線(xiàn)速所需的VC3個(gè)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于VC12的個(gè)數(shù)，大大降低運(yùn)維和管理難度。2.4.3LCAS（鏈路容量調(diào)整方案）1、技術(shù)原理：LCAS協(xié)議使用H4/K4字節(jié)，攜帶控制信息，在源端和宿端之間進(jìn)行握手操作。通過(guò)源端和宿端的握手協(xié)議完成帶寬的增加、刪除操作，以及失效成員的屏蔽、恢復(fù)等操作。2、功能介紹：新型以太單板支持LCAS協(xié)議，實(shí)現(xiàn)虛級(jí)聯(lián)鏈路容量調(diào)整，從而實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整帶寬：按需調(diào)整帶寬，在鏈路沒(méi)有問(wèn)題的情況下，可以動(dòng)態(tài)地增加和減少VC-trunk內(nèi)的成員而不影響業(yè)務(wù)。保護(hù)功能：當(dāng)一部分成員失效時(shí)，其它成員仍正常傳輸數(shù)據(jù)；當(dāng)失效成員被修復(fù)時(shí)，仍能自動(dòng)恢復(fù)虛級(jí)聯(lián)組的帶寬，速度快。隨著光傳送網(wǎng)絡(luò)的智能化發(fā)展，按需動(dòng)態(tài)分配以太業(yè)務(wù)帶寬將是未來(lái)ION的主要應(yīng)用之一。LCAS所實(shí)現(xiàn)的虛級(jí)聯(lián)帶寬動(dòng)態(tài)調(diào)整無(wú)疑為實(shí)現(xiàn)端到端的帶寬只能化分配提供了可能和有效的手段。由此不難看出，華為公司的新型以太單板不但增強(qiáng)了現(xiàn)網(wǎng)中寬帶業(yè)務(wù)的可靠性，同時(shí)能進(jìn)一步滿(mǎn)足下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展要求。3、應(yīng)用舉例：圖SEQ圖\*ARABIC14LCAS的保護(hù)功能LCAS的源端和目的端之間的控制機(jī)制能夠隨著實(shí)際應(yīng)用中需要被映射的業(yè)務(wù)的流量大小和所需帶寬動(dòng)態(tài)調(diào)整所用的VCG容量；同時(shí)，LCAS也可以在某個(gè)已經(jīng)映射了業(yè)務(wù)的虛容器（MEMBER）的LINK發(fā)生FAILURE時(shí)暫時(shí)取消這個(gè)LINK。如上面圖14，假設(shè)正常狀態(tài)下VCG中映射了4個(gè)VC12的虛級(jí)聯(lián)，業(yè)務(wù)流帶寬為8M。當(dāng)虛級(jí)聯(lián)VC12-4v中有兩個(gè)通道失效時(shí)，LCAS功能將自動(dòng)調(diào)整該VCG的容量，業(yè)務(wù)速率被降低，但保證了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。當(dāng)失效的通道修復(fù)后，又能自動(dòng)恢復(fù)8M的虛級(jí)聯(lián)帶寬。另外，如果在MSP（復(fù)用段保護(hù)）環(huán)網(wǎng)中利用LCAS技術(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整虛級(jí)聯(lián)帶寬的功能，可以充分利用MSP備用通道的傳輸帶寬。具體如下：MSP備用通道通?？捎糜趥魉皖~外業(yè)務(wù)，但是額外業(yè)務(wù)不受保護(hù)，安全性沒(méi)有保證。如果將業(yè)務(wù)采用虛級(jí)聯(lián)的方式，一部分映射到主用通道，另一部分映射到保護(hù)通道，則在保護(hù)通道故障時(shí)，LCAS技術(shù)能實(shí)現(xiàn)虛級(jí)聯(lián)組VCG成員的動(dòng)態(tài)減少，使業(yè)務(wù)的傳送帶寬自動(dòng)減小，而保證業(yè)務(wù)不會(huì)中斷。當(dāng)備用通道修復(fù)后，帶寬又能自動(dòng)恢復(fù)。3組網(wǎng)及應(yīng)用根據(jù)ITU-TG.etnsrv，以太業(yè)務(wù)的類(lèi)型有四種：EPL以太專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)、EVPL以太虛擬專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)、EPLn以太專(zhuān)用局域網(wǎng)業(yè)務(wù)和EVPLn以太虛擬專(zhuān)用局域網(wǎng)業(yè)務(wù)。EPL：以太透?jìng)鳂I(yè)務(wù)，各個(gè)用戶(hù)獨(dú)占一個(gè)VCTRUNK帶寬，業(yè)務(wù)延遲低，提供用戶(hù)數(shù)據(jù)的安全性和私有性；EVPL：又可稱(chēng)為VPN專(zhuān)線(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)在于不同業(yè)務(wù)流可共享vctrunk通道，使得同一物理端口可提供多條點(diǎn)到點(diǎn)的業(yè)務(wù)連接，并在各個(gè)方向上的性能相同，接入帶寬可調(diào)、可管理，業(yè)務(wù)可收斂實(shí)現(xiàn)匯聚，節(jié)省端口資源；EPLn：也稱(chēng)為網(wǎng)橋服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)由多條EPL專(zhuān)線(xiàn)組成，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)到多點(diǎn)的業(yè)務(wù)連接。接入帶寬可調(diào)，可管理，業(yè)務(wù)可收斂、匯聚。優(yōu)點(diǎn)與EPL類(lèi)似，在于用戶(hù)獨(dú)占帶寬，安全性好；EVPLn：也稱(chēng)為虛擬網(wǎng)橋服務(wù)、多點(diǎn)VPN業(yè)務(wù)或VPLS業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)到多點(diǎn)的業(yè)務(wù)連接。3.1以太專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)EPLEPL包括：點(diǎn)到點(diǎn)業(yè)務(wù)：端到端基于以太端口透?jìng)鳎稽c(diǎn)到多點(diǎn)業(yè)務(wù)：基于端口＋vlan進(jìn)行業(yè)務(wù)透?jìng)?；多點(diǎn)到點(diǎn)業(yè)務(wù)：基于端口＋vlan進(jìn)行業(yè)務(wù)透?jìng)?，?shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)匯聚。圖SEQ圖\*ARABIC15某地大客戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)圖15是某省/市金融、證券行業(yè)的專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)。各地區(qū)的證券營(yíng)業(yè)部和銀行分別由點(diǎn)到點(diǎn)的以太專(zhuān)線(xiàn)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，專(zhuān)線(xiàn)帶寬從N*64Kbps到1000Mbps可靈活配置，映射顆?？砂磛c12、vc3、vc4任意選取，用戶(hù)端通過(guò)以太網(wǎng)單板的COS、CAR等功能滿(mǎn)足各種QOS要求。匯聚節(jié)點(diǎn)（如地市A、B…）的以太單板通過(guò)設(shè)置不同的VB實(shí)現(xiàn)不同證券或銀行用戶(hù)的隔離，加上二層標(biāo)簽技術(shù)，更加確保了大客戶(hù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的安全性。EPL透?jìng)鲗?zhuān)線(xiàn)也可用于城域網(wǎng)中公眾上網(wǎng)、企業(yè)互聯(lián)等。如下圖16所示：圖SEQ圖\*ARABIC16城域網(wǎng)中的EPL透?jìng)鳂I(yè)務(wù)各用戶(hù)的以太業(yè)務(wù)上行匯聚到傳輸設(shè)備，再連接到骨干路由器到達(dá)Internet。企業(yè)間的數(shù)據(jù)也通過(guò)匯聚層傳輸設(shè)備的以太單板按vlan和端口進(jìn)行識(shí)別、區(qū)分，完成透明傳送。3.2以太虛擬專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)EVPL圖SEQ圖\*ARABIC17專(zhuān)線(xiàn)上網(wǎng)共享帶寬如上圖17，以太單板利用通道共享技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)接入帶寬的統(tǒng)計(jì)復(fù)用，利用較少的網(wǎng)絡(luò)帶寬實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)接入和帶寬共享，傳送到中心節(jié)點(diǎn)完成匯聚后經(jīng)骨干路由器接入Internet。各用戶(hù)業(yè)務(wù)帶寬可按需求動(dòng)態(tài)靈活分配，提供接入端口的流量控制。華為公司的新型以太網(wǎng)單板可以通過(guò)vlanTAG或者使用二層標(biāo)簽如vlan嵌套、MPLS標(biāo)簽等實(shí)現(xiàn)通道共享技術(shù)，提供帶寬共享；通過(guò)用戶(hù)隔離技術(shù)保障數(shù)據(jù)的安全性。通道共享的微觀圖示如下：圖SEQ圖\*ARABIC18通道共享微觀圖示利用EVPL還可實(shí)現(xiàn)單站的帶寬共享，如圖19：圖SEQ圖\*ARABIC19單站傳送帶寬共享以太網(wǎng)板的單站共享方式即同一塊以太網(wǎng)板上的多個(gè)以太網(wǎng)口的業(yè)務(wù)映射到相同的一個(gè)VC12TRUNK中。華為公司新型以太單板最多可有12個(gè)以太網(wǎng)端口映射到一個(gè)VC12TRUNK中，共享一個(gè)SDH的VC12TRUNK。如果屬于不同的用戶(hù)，則由各用戶(hù)獨(dú)立的VB進(jìn)行區(qū)分。如果用戶(hù)內(nèi)部業(yè)務(wù)有安全保障的要求，則在該VB內(nèi)部進(jìn)行vlan的劃分；如果有帶寬保證的要求，則通過(guò)優(yōu)先級(jí)的劃分來(lái)實(shí)現(xiàn)差分服務(wù)。3.3EPLn（即EPLAN）以太專(zhuān)用本地網(wǎng)圖SEQ圖\*ARABIC20大學(xué)校園網(wǎng)示例圖20是一個(gè)校園網(wǎng)的組網(wǎng)示例。校園網(wǎng)的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)流向復(fù)雜，點(diǎn)到點(diǎn)業(yè)務(wù)連接的流量變化大，而且部分業(yè)務(wù)需要實(shí)現(xiàn)匯聚。圖中四所大學(xué)通過(guò)以太專(zhuān)線(xiàn)互聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)校園專(zhuān)用本地網(wǎng)（紅色線(xiàn)條），中心服務(wù)器在collegeA中。利用以太單板的二層交換功能完成相互間的數(shù)據(jù)傳送，并實(shí)現(xiàn)B/C/D大學(xué)FE端口到中心站點(diǎn)GE端口的匯聚（藍(lán)色線(xiàn)條），對(duì)各端口進(jìn)行速率限制（CAR）和流量控制，滿(mǎn)足各種QOS要求。3.4EVPLn（即EVPLAN）以太虛擬專(zhuān)用本地網(wǎng)下圖21：某市的大型工業(yè)園區(qū)中有若干企業(yè)和機(jī)構(gòu)。其中企業(yè)A、B間有業(yè)務(wù)往來(lái)，并且A與供應(yīng)商之間也有商品交易。三者通過(guò)傳輸設(shè)備的以太虛擬連接EVC互聯(lián)，構(gòu)成局域網(wǎng)I；同樣，某科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)C、D都有合作項(xiàng)目，三者也通過(guò)傳輸設(shè)備的以太虛擬連接EVC互聯(lián)，構(gòu)成局域網(wǎng)II。各公司和機(jī)構(gòu)的接入帶寬可任意設(shè)置，按需調(diào)整。Metro設(shè)備使用二層標(biāo)簽如vlan嵌套、MPLS標(biāo)簽等共享傳輸通道，通過(guò)用戶(hù)隔離技術(shù)，保障數(shù)據(jù)的安全性，利用相同的傳輸物理通道資源構(gòu)成邏輯上獨(dú)立的局域網(wǎng)I、II，充分提高了帶寬利用率。圖SEQ圖\*ARABIC21共享以太專(zhuān)網(wǎng)應(yīng)用示例EVPLAN的另一種典型應(yīng)用是社區(qū)互聯(lián)。比如某大型房地產(chǎn)公司在多個(gè)地區(qū)都建有智能小區(qū)，為方便同一管理，可在現(xiàn)有的物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，構(gòu)建一個(gè)虛擬專(zhuān)用網(wǎng)，用于本地產(chǎn)集團(tuán)內(nèi)部信息發(fā)布、社區(qū)活動(dòng)組織、生活服務(wù)窗口等公共業(yè)務(wù)的開(kāi)展。在EVPLAN業(yè)務(wù)中，新型以太單板實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流基于MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)，使得兩個(gè)站點(diǎn)之間不占用物理通路就能形成邏輯上有以太業(yè)務(wù)連接，節(jié)省了帶寬。見(jiàn)圖22。圖SEQ圖\*ARABIC22虛擬網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)邏輯連接另外，虛擬通道還能使多個(gè)站點(diǎn)共享SDH環(huán)網(wǎng)同一傳輸帶寬（如一個(gè)2M），實(shí)現(xiàn)在該共享帶寬上的多個(gè)站點(diǎn)業(yè)務(wù)的統(tǒng)計(jì)復(fù)用。如圖23所示：圖SEQ圖\*ARABIC23多站共享傳輸帶寬示例上圖中，各站點(diǎn)之間通過(guò)VC12TRUNK互連，其中，站點(diǎn)1與4之間如果通過(guò)VC12TRUNK互聯(lián)，則1、2、3、4站點(diǎn)的以太網(wǎng)的互聯(lián)成環(huán)，理論上會(huì)形成廣播風(fēng)暴，這時(shí)可以啟動(dòng)新型以太單板的生成樹(shù)協(xié)議處理，通過(guò)在邏輯層面上阻塞站點(diǎn)1與4之間的VC12TRUNK，防止環(huán)網(wǎng)的形成。也可以不在1與4之間配置VC12TRUNK。兩種方式都可以保證最后4個(gè)站點(diǎn)的以太網(wǎng)層面上無(wú)環(huán)網(wǎng)形成。每個(gè)VC12TRUNK包含N個(gè)2M，例如1個(gè)2M，這樣只占用了SDH環(huán)網(wǎng)上的1個(gè)2M，4個(gè)站點(diǎn)的業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)復(fù)用這1個(gè)2M的傳輸帶寬。整體思想是首先將環(huán)網(wǎng)上的業(yè)務(wù)下到新型以太單板上，通過(guò)二層交換與本地業(yè)務(wù)整合后再上到傳輸帶寬實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)復(fù)用。4相關(guān)技術(shù)背景知識(shí)介紹note：以下僅對(duì)本文涉及的一些相關(guān)技術(shù)作簡(jiǎn)要介紹，詳細(xì)技術(shù)細(xì)節(jié)請(qǐng)參考數(shù)通類(lèi)相應(yīng)資料。4.1NP（網(wǎng)絡(luò)處理器）最早的路由器是采用通用CPU實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)閿?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有新業(yè)務(wù)/新特性不斷涌現(xiàn),與之相應(yīng)地,新協(xié)議/新的標(biāo)準(zhǔn)也不斷形成。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的增加,通用CPU的轉(zhuǎn)發(fā)能力已經(jīng)不能適應(yīng)需求,所以業(yè)界推出網(wǎng)絡(luò)處理一種新型的器件:在保留通用CPU的可編程特征的同時(shí),通過(guò)特殊的硬件設(shè)計(jì),提高處理的性能。網(wǎng)絡(luò)處理器相對(duì)ASIC來(lái)說(shuō),保護(hù)了用戶(hù)的投資,提高了設(shè)備廠(chǎng)家對(duì)客戶(hù)需求的響應(yīng)速度。NP的技術(shù)特點(diǎn)主要有兩條：可編程：吸取通用CPU的優(yōu)點(diǎn)，克服專(zhuān)用交換芯片的缺點(diǎn)；相對(duì)與以太網(wǎng)交換芯片的可配置；網(wǎng)絡(luò)處理器可以對(duì)進(jìn)來(lái)和出去的幀/包進(jìn)行任何字段、任何比特的任何處理。高性能：吸取專(zhuān)用交換芯片的優(yōu)點(diǎn)，克服通用CPU的缺點(diǎn)；NP根據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的要求,對(duì)部分處理速度要求特別高的功能,采用硬件實(shí)現(xiàn),從而提高了處理性能。NP的兩個(gè)主要功能模塊：1）數(shù)據(jù)平面：處理屬于對(duì)時(shí)間敏感的數(shù)據(jù)包的處理，包括數(shù)據(jù)包分類(lèi)、數(shù)據(jù)包的標(biāo)記、轉(zhuǎn)發(fā)表的查找、更新、包頭/尾標(biāo)簽的填加和刪除、數(shù)據(jù)的插入和刪除，執(zhí)行數(shù)據(jù)包的判決，比如接受或拒絕；2）流量管理：流量管理能力是非常重要的指標(biāo)，包括隊(duì)列管理、隊(duì)列調(diào)度、流量整形、速率限制、擁塞控制、流控和QoS的支持。NP與專(zhuān)用交換芯片的比較：可升級(jí)性：專(zhuān)用交換芯片是為特定用途而定制的；所能解決的問(wèn)題就是眼前能夠看到的問(wèn)題；而使用NP的設(shè)計(jì)具有很好的可升級(jí)性。目前業(yè)界幾乎所有功能豐富的路由器均由NP實(shí)現(xiàn)，路由器的經(jīng)驗(yàn)：從IP升級(jí)到MPLS，不需要更改硬件設(shè)計(jì)；并且目前以太網(wǎng)原本是一項(xiàng)局域網(wǎng)技術(shù)，在城域網(wǎng)中使用需要做進(jìn)一步的技術(shù)演進(jìn)，尤其是OAM和保護(hù)方面，NP的靈活性無(wú)疑將很好地適應(yīng)各種新的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和客戶(hù)需求。接口能力：NP通常具有OIF標(biāo)準(zhǔn)的SPI接口（SystemPacketInterface），最多支持256個(gè)通道；各通道之間的帶寬動(dòng)態(tài)共享。專(zhuān)用交換芯片一般只具有以太網(wǎng)接口。如果需要的帶寬超過(guò)一個(gè)以太網(wǎng)接口的帶寬，必須采用以太網(wǎng)接口捆綁的方法；所以有通道與帶寬之間的矛盾；如果用一個(gè)大帶寬的以太網(wǎng)端口來(lái)實(shí)現(xiàn)幾個(gè)虛擬通道，不同通道之間存在前面所說(shuō)的用戶(hù)隔離問(wèn)題，在上到SDH虛容器之前，還需要復(fù)雜的匯聚和分發(fā)的處理。4.2GFP（通用成幀規(guī)程）圖SEQ圖\*ARABIC24GFP幀結(jié)構(gòu)參考標(biāo)準(zhǔn):G.7041GFP協(xié)議是目前北美比較重視的一個(gè)封裝協(xié)議，提供了將高層用戶(hù)信息流適配到傳送網(wǎng)絡(luò)的一種通用機(jī)制，可以把變長(zhǎng)的凈負(fù)荷映射到字節(jié)同步的傳送通路中。可承載的信號(hào)有:IP/PPP、EthernetMAC、FiberChannel、FICON、ESCON、GE等。圖23反映出GFP、用戶(hù)信號(hào)、傳送通道之間的關(guān)系，從圖中可以看出，GFP的映射過(guò)程可以分成兩個(gè)層次：用戶(hù)信號(hào)相關(guān)層，面向用戶(hù)信號(hào)，ETH、IP/PPP等公共層，和用戶(hù)信號(hào)沒(méi)有依賴(lài)關(guān)系。圖SEQ圖\*ARABIC25GFP與傳送信道和用戶(hù)信號(hào)之間的關(guān)系GFP有兩種工作模式：GFP-F（Frame-MappedGFP）是一種面向PDU（如IP/PPP、Ethernet）的處理模式；GFP-T（TransparentGFP）是一種面向數(shù)據(jù)編碼塊（如FibreChannel、ESCON）的處理模式目前各設(shè)備廠(chǎng)家和芯片廠(chǎng)家提供的均為面向幀的模式（GFP-F），其凈荷指示為C2=0X1B，V5=101B，且K4的VC-1/2ExtendedSignallabelbyte為0X0D。GFP主要的技術(shù)特點(diǎn)如下：1）可以封裝的內(nèi)容：GFP-F：以太網(wǎng)、IP/PPP、MAPOS（多接入?yún)f(xié)議OVERSDH）；GFP-T：FIBERCHANNEL、FICON、ESCON、GE；2）定幀方式：ATM的定幀方式：長(zhǎng)度加頭部校驗(yàn)；避免了HDLC/LAPS透明處理帶來(lái)的帶寬不定的問(wèn)題；3）效率：最小的開(kāi)銷(xiāo)為：4字節(jié)的幀頭部、4字節(jié)的凈荷頭部；4字節(jié)FCS可選；8/12字節(jié)；相比LAPS的1字節(jié)的FLAG、1字節(jié)的地址、1字節(jié)的控制、2字節(jié)的SAPI、4字節(jié)的FCS；共9字節(jié)；HDLC的：1字節(jié)的FLAG、1字節(jié)的地址、1字節(jié)的控制、2/4字節(jié)的FCS；共5~9字節(jié)。所以，當(dāng)裝載以太網(wǎng)的時(shí)候可以不用FCS，GFP的效率比較高；5）GFP-F有長(zhǎng)度字段，變長(zhǎng)，需要存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)；6）提供了匯聚的能力（線(xiàn)性幀，用1字節(jié)的CID），增加4字節(jié)的開(kāi)銷(xiāo)。但是在外部設(shè)備（如數(shù)據(jù)設(shè)備）支持GFP之前，這個(gè)匯聚功能只是傳輸內(nèi)部的匯聚。比如說(shuō)3個(gè)FE端口進(jìn)來(lái)，可以在一個(gè)大通道中傳，到了對(duì)端在分出3個(gè)FE端口；PMC解決外部匯聚的思路還是用vlan嵌套，增加了2個(gè)字節(jié)的vlanTAG，據(jù)說(shuō)這個(gè)功能在國(guó)外的數(shù)據(jù)設(shè)備已經(jīng)普遍支持。7）提供了為RPR定做的環(huán)形幀，把RPR的頭部作為GFP的擴(kuò)展頭部；8）用用戶(hù)管理幀進(jìn)行源端錯(cuò)誤指示：在數(shù)據(jù)鏈路層增加了錯(cuò)誤的反饋；類(lèi)似于我們現(xiàn)在做的LINK狀態(tài)穿通的帶內(nèi)消息傳遞；9）GFP-F用空閑幀進(jìn)行速度適配；GFP-T用填充字節(jié)進(jìn)行速度適配。較之于以往的封裝協(xié)議，GFP協(xié)議具有以下這些優(yōu)點(diǎn)：1）先進(jìn)的定幀技術(shù)；2）支持多種信號(hào)的在字節(jié)流傳送網(wǎng)絡(luò)上的傳送：GFP-F模式下，可以支持ETH、IP/PPP等等GFP-T模式下，可以支持FICON、ESCON、FibreChannel等等；3）支持通道共享；4）支持點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)鏈型或者環(huán)網(wǎng)傳輸；5）提供了端到端的帶內(nèi)管理手段，提供控制幀/管理幀傳送技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)端到端的各種管理功能，如LPT等；6）提供多種告警，方便設(shè)備的管理CSF（lossofClientSignal，LossofCharacterSynchronization）TSF（TrailSignalFail）SSF（ServerSignalFail）7）非常強(qiáng)大的擴(kuò)展能力，GFP幀采用變長(zhǎng)機(jī)制，可以通過(guò)擴(kuò)展頭實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的功能；8）支持Dataoverfibre的應(yīng)用但是GFP強(qiáng)大功能的提供,是以占有大量開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)為代價(jià)的，導(dǎo)致封裝效率低下是不可避免的。市場(chǎng)應(yīng)用方面，從理論上講GFP協(xié)議功能很強(qiáng)大，可以支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用，環(huán)形組網(wǎng)，但是一般廠(chǎng)家只講它作為一種點(diǎn)到點(diǎn)幀封裝技術(shù)使用，一方面網(wǎng)絡(luò)層次不清，還有技術(shù)上實(shí)現(xiàn)也有難度。但是OAM功能很有用。4.3LCAS（鏈路容量調(diào)整方案）隨著現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信的發(fā)展，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商而言，面臨著寬帶業(yè)務(wù)傳輸?shù)男枨?，這同時(shí)也是一個(gè)挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在的SDH/SONET傳輸網(wǎng)絡(luò)在傳輸由IPCOREROUTERSANDATMSWITCHES產(chǎn)生的巨大的數(shù)據(jù)流時(shí)已是力不從心，不得不尋求一種可以避免更換現(xiàn)有設(shè)備的方法?，F(xiàn)有的傳輸網(wǎng)中最大的虛容器是VC-4，能夠傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)帶寬僅有149Mbps。隨著ATMANDIP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，帶寬的需求已超過(guò)了VC-4的限制。現(xiàn)在發(fā)展起來(lái)的幾種技術(shù)可以使多個(gè)VC-4的帶寬合并起來(lái)提供一個(gè)高帶寬的界面用于傳輸寬帶業(yè)務(wù)：相鄰級(jí)聯(lián)是將在同一STM-N中，利用相鄰的C-n級(jí)聯(lián)成C-n-XC，成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳輸，可以知道，相鄰級(jí)聯(lián)的VC－4－XC只有一列POH指示，因此，相鄰級(jí)聯(lián)在整個(gè)傳輸?shù)倪^(guò)程中必須保持連續(xù)的帶寬。這種技術(shù)需要網(wǎng)絡(luò)中所經(jīng)過(guò)的所有設(shè)備的支持，而現(xiàn)有的多數(shù)設(shè)備不具有這種能力。虛級(jí)聯(lián)技術(shù)，將分布在不同STM-N中的VC-n（可以同一路由，也可能不同路由）按級(jí)聯(lián)的方法，形成一個(gè)虛擬的大結(jié)構(gòu)VC-n-Xv，進(jìn)行傳輸。虛級(jí)聯(lián)中的每一個(gè)C-4都有獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，有自己的POH，形成完整的VC-n結(jié)構(gòu)。幾個(gè)C-n虛級(jí)聯(lián)在一起就相當(dāng)與幾個(gè)VCn的間插。在設(shè)備方面，只需要在級(jí)聯(lián)的兩端需要特殊的硬件支持。但虛級(jí)聯(lián)的業(yè)務(wù)提供速度較慢，帶寬調(diào)整對(duì)業(yè)務(wù)產(chǎn)生很大影響，而且單一物理通道的損壞對(duì)整個(gè)虛級(jí)聯(lián)產(chǎn)生致命性的影響。LCAS則是應(yīng)用在虛級(jí)聯(lián)基礎(chǔ)上的能提高其性能的技術(shù)之一，提供了一種容錯(cuò)機(jī)制，增強(qiáng)虛級(jí)聯(lián)的健壯性。其大致原理就是利用SDH的保留開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)（高階虛級(jí)聯(lián)時(shí)利用H4字節(jié)，低階虛級(jí)聯(lián)時(shí)利用K4字節(jié)）來(lái)傳遞控制信息，動(dòng)態(tài)地調(diào)整用來(lái)映射所需業(yè)務(wù)的虛容器數(shù)量從而適應(yīng)不同的業(yè)務(wù)帶寬需求，提高了帶寬利用率帶寬靈活、動(dòng)態(tài)調(diào)整的解決方案。LCAS使用H4/K4字節(jié)，攜帶控制信息，在源端和宿端之間進(jìn)行握手操作。（注意：傳統(tǒng)的虛級(jí)聯(lián)雖然也是使用了H4/K4字節(jié)，但是不存在這種握手機(jī)制的）。通過(guò)源端和宿端的握手協(xié)議完成帶寬的增加、刪除操作，以及實(shí)效成員的屏蔽、恢復(fù)等操作。即：應(yīng)用在虛級(jí)連中的LCAS的源端和目的端之間的控制機(jī)制能夠隨著實(shí)際應(yīng)用中需要被映射的業(yè)務(wù)的流量大小和所需帶寬來(lái)調(diào)整所用的VCG容量；同時(shí)，LCAS也可以在某個(gè)已經(jīng)映射了業(yè)務(wù)的虛容器（MEMBER）的LINK發(fā)生FAILURE時(shí)暫時(shí)取消這個(gè)LINK。（此處某個(gè)MEMBER的LINK的建立或取消并不在LCAS的范圍內(nèi)）。注：此處的“VCG”指的是一組映射了某個(gè)業(yè)務(wù)的虛容器序列，一組有相同GID的MEMBERS。4.4MPLS（多協(xié)議標(biāo)記轉(zhuǎn)換）MPLS最初是用來(lái)提高路由器的轉(zhuǎn)發(fā)速度而提出一個(gè)協(xié)議，但是由于MPLS在流量工程（TrafficEngeering）和VPN這一在目前IP網(wǎng)絡(luò)中非常關(guān)鍵的兩項(xiàng)技術(shù)中表現(xiàn)，MPLS已日益成為擴(kuò)大IP網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的重要標(biāo)準(zhǔn)。MPLS協(xié)議的關(guān)鍵是引入了標(biāo)簽（Label）的概念。它是一種短的易于處理的、不包含拓?fù)湫畔?、只具有局部意義的信息內(nèi)容。Label短是為了易于處理，通?？梢杂盟饕苯右?。只具有局部意義是為了便于分配。熟識(shí)ATM的人可能很自然是想到ATM中的VPI/VCI。可以這么說(shuō)ATM中的VPI/VCI就是一種標(biāo)簽。所以說(shuō)ATM實(shí)際上就是一種標(biāo)簽交換。在MPLS網(wǎng)絡(luò)中，IP包在進(jìn)入第一個(gè)MPLS設(shè)備時(shí)，MPLS邊緣路由器就用這些標(biāo)簽封裝起來(lái)。MPLS邊緣路由器分析IP包的內(nèi)容并且為這些IP包選擇合適的標(biāo)簽，相對(duì)于傳統(tǒng)的IP路由分析，MPLS不僅分析IP包頭中的目的地址信息。它還分析IP包頭中的其他信息。如TOS等。爾后所有MPLS網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)都是依據(jù)這個(gè)簡(jiǎn)短標(biāo)簽來(lái)作為轉(zhuǎn)發(fā)判決依據(jù)。當(dāng)該IP包最終離開(kāi)MPLS網(wǎng)絡(luò)時(shí)，標(biāo)簽被邊緣路由器分離。在未來(lái)世界中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將超過(guò)語(yǔ)音業(yè)務(wù)，成為壓倒性的業(yè)務(wù)。IP技術(shù)和應(yīng)用程序在商業(yè)過(guò)程中是必不可少的了。業(yè)務(wù)提供商已經(jīng)從ATM，F(xiàn)R，租賃線(xiàn)，受控的業(yè)務(wù)中獲得大量的收入。隨著新的網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，基于IP的解決方案的需求將逐漸地升級(jí)，這些需求有VoIP(voiceoverIP)，IPVPN(IPvirtualprivatenetwork),ManagedIntranet,會(huì)議電視（VideoConference），電子商務(wù)應(yīng)用程序（electroniccommerceapplications）等等。能夠提供新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的業(yè)務(wù)提供商就具有擴(kuò)展了它們的市場(chǎng)的機(jī)會(huì)－－市場(chǎng)的增長(zhǎng)，客戶(hù)的保留，利潤(rùn)的增長(zhǎng)。MPLS是商業(yè)IP網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)，它允許服務(wù)提供商首次在單一網(wǎng)絡(luò)上獲得IP，ATM，F(xiàn)R的綜合利潤(rùn)。因?yàn)镸PLS提供IP的靈活連接和可擴(kuò)展性，以及FR和ATM的私有性和QOS，它已變成廣泛被接收的標(biāo)準(zhǔn)。作為結(jié)果，MPLS是進(jìn)入新的網(wǎng)絡(luò)世界的關(guān)鍵。運(yùn)用MPLS，IP服務(wù)能通過(guò)以下的過(guò)程在具有選路和多業(yè)務(wù)的交換網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳送：網(wǎng)絡(luò)決定包的選路和COS需求；標(biāo)記被分配給每個(gè)包，告訴交換機(jī)或路由器，哪兒，怎樣去發(fā)送這個(gè)包，并每個(gè)包的特定的服務(wù)屬性：QOS，私有性等等；包在沒(méi)有額外的選路的情況下，在網(wǎng)絡(luò)骨干上被交換?；贛PLS的解決方案使得新的網(wǎng)絡(luò)世界的服務(wù)成為可能，如具有QOS的VPN。MPLS標(biāo)記的主要好處是能夠?yàn)閱蝹€(gè)數(shù)據(jù)流區(qū)別服務(wù)類(lèi)。MPLS提供IP服務(wù)的高性能擴(kuò)展，因?yàn)榉?wù)的決策在網(wǎng)絡(luò)邊緣決定，并且不需要中間的再處理而進(jìn)行交換。MPLS使得ATM網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)端到端的三層智能和獲得重要的高性能。另外，MPLS消除IPoverATM所需要的復(fù)雜的協(xié)議和地址解析。運(yùn)用MPLS具有附加值的擴(kuò)展，服務(wù)提供商能快速有效地傳送先進(jìn)的IP服務(wù)，例如：具有FR私有性，而沒(méi)有端到端虛擬電路的無(wú)連接的IPVPNs；多個(gè)IP服務(wù)類(lèi)去實(shí)現(xiàn)一個(gè)大范圍的商業(yè)策略；低費(fèi)用的受控服務(wù)擴(kuò)展了對(duì)小和中等規(guī)模的商務(wù)的市場(chǎng)共享。MPLS對(duì)服務(wù)提供商具有很大潛在好處的一項(xiàng)應(yīng)用就是對(duì)VPN服務(wù)的支持。將MPLS用于VPN是通過(guò)使用ATM或幀中繼永久虛擬電路（PVC）或各種形式的隧道來(lái)建立VPN，以將客戶(hù)的路由器互連起來(lái)。從客戶(hù)的角度而言，MPLSVPN模式的一個(gè)重要有利條件是，在很多情況下，相對(duì)于PVC模式，路由選擇可以得到大大簡(jiǎn)化。MPLSVPN客戶(hù)不是通過(guò)一個(gè)由許多PVC組成的技術(shù)復(fù)雜的虛擬骨干網(wǎng)來(lái)管理路由選擇，而是可以使用服務(wù)提供商作為通往該公司的所有站點(diǎn)的默認(rèn)路線(xiàn)。VPN服務(wù)提供商常常需要向客戶(hù)提供一系列服務(wù)質(zhì)量（QoS）。MPLSVPN利用新的差分服務(wù)技術(shù)來(lái)支持QoS。這些技術(shù)根據(jù)各種策略如源站點(diǎn)、應(yīng)用類(lèi)型等，允許客戶(hù)流量在進(jìn)入提供商網(wǎng)絡(luò)時(shí)被分類(lèi)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，流量類(lèi)型由標(biāo)題位或者由不同的標(biāo)記來(lái)識(shí)別，路由器利用它們來(lái)確定排隊(duì)待遇，并因此確定時(shí)延和損失之類(lèi)的QoS參數(shù)。MPLS為服務(wù)提供商提供的另一好處是在流量工程領(lǐng)域，控制網(wǎng)絡(luò)中的通信流的能力，目的在于減少擁塞并充分利用可用的功能。流量工程問(wèn)題的解決方案即通過(guò)各種不同的控制模塊建立標(biāo)記和標(biāo)記交換路徑。例如，流量控制模塊可以建立一條從A到C到D到E的標(biāo)記交換路徑，另一條從B到C到F到G到E的路徑。通過(guò)定義一些選擇某些信息包來(lái)跟隨這些路徑的策略，可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的通信流進(jìn)行管理。MPLS今后將會(huì)利用基于限制的路由選擇來(lái)確定流量工程策略。在這種環(huán)境中，只需指定網(wǎng)絡(luò)的不同點(diǎn)之間預(yù)計(jì)流動(dòng)的負(fù)載量（一個(gè)流量矩陣）,路由選擇系統(tǒng)將會(huì)計(jì)算出傳送該負(fù)載的最佳路徑，并因此確定顯式路徑。4.5STP（生成樹(shù)協(xié)議）參考標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議IEEE802.1d（STP），802.1wRSTP（RapidSTP），802.1sMSTP（MultiSTP）。生成樹(shù)協(xié)議最主要的應(yīng)用是解決成環(huán)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的“廣播風(fēng)暴”問(wèn)題。圖SEQ圖\*ARABIC26未使用STP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)連接圖26中，任何兩個(gè)計(jì)算機(jī)終端之間都可能存在多條數(shù)據(jù)通路，這樣的系統(tǒng)存在問(wèn)題：如果LANA收到一個(gè)廣播幀，下面的過(guò)程1～4會(huì)被反復(fù)執(zhí)行：1）LANA向Bridg