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MSTP工作原理及功能
�。�1)具有TDM業(yè)務(wù)、ATM業(yè)務(wù)或以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的接入功能;
�。�2)具有TDM業(yè)務(wù)、ATM業(yè)務(wù)或以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的傳送功能包括點(diǎn)到點(diǎn)的透明傳送功能;
�。�3)具有ATM業(yè)務(wù)或以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的帶寬統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能;
�。�4)具有ATM業(yè)務(wù)或以太網(wǎng)業(yè)務(wù)映射到SDH虛容器的指配功能。
基于SDH 的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求應(yīng)用在傳送網(wǎng)的接入層、匯聚層,應(yīng)用在骨干層的情況有待研究。
城域網(wǎng)是當(dāng)前電信運(yùn)營(yíng)商爭(zhēng)奪的焦點(diǎn),目前城域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)種類繁多,大致包括基于SDH結(jié)構(gòu)的城域網(wǎng)、基于以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)的城域網(wǎng)、基于ATM結(jié)構(gòu)的城域網(wǎng)和基于DWDM結(jié)構(gòu)的城域網(wǎng)。其實(shí),SDH、ATM、 Ethernet 、WDM等各種技術(shù)也都在不斷吸取其他技術(shù)的長(zhǎng)處,互相取長(zhǎng)補(bǔ)短,即要實(shí)現(xiàn)快速傳輸,又要滿足多業(yè)務(wù)承載,另外還要提供電信級(jí)的QoS,各種城域網(wǎng)技術(shù)之間表現(xiàn)出一種融合的趨勢(shì)。
MSTP工作原理
MSTP可以將傳統(tǒng)的SDH復(fù)用器、數(shù)字交叉鏈接器(DXC)、WDM終端、網(wǎng)絡(luò)二層交換機(jī)和IP邊緣路由器等多個(gè)獨(dú)立的設(shè)備集成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,即基于SDH技術(shù)的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)(MSTP),進(jìn)行統(tǒng)一控制和管理。基于SDH的MSTP最適合作為網(wǎng)絡(luò)邊緣的融合節(jié)點(diǎn)支持混合型業(yè)務(wù),特別是以TDM業(yè)務(wù)為主的混合業(yè)務(wù)。它不僅適合缺乏網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的新運(yùn)營(yíng)商,應(yīng)用于局間或POP間,還適合于大企事業(yè)用戶駐地。而且即便對(duì)于已敷設(shè)了大量SDH網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)公司,以SDH為基礎(chǔ)的多業(yè)務(wù)平臺(tái)可以更有效地支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),有助于實(shí)現(xiàn)從電路交換網(wǎng)向分組網(wǎng)的過(guò)渡。所以,它將成為城域網(wǎng)近期的主流技術(shù)之一。
這就要求SDH必須從傳送網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)閭魉途W(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)一體化的多業(yè)務(wù)平臺(tái),即融合的多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。MSTP的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)是充分利用SDH技術(shù)對(duì)傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流提供保護(hù)恢復(fù)能力和較小的延時(shí)性能,并對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)支撐層加以改造,以適應(yīng)多業(yè)務(wù)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)對(duì)二層、三層的數(shù)據(jù)智能支持。即將傳送節(jié)點(diǎn)與各種業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)融合在一起,構(gòu)成業(yè)務(wù)層和傳送層一體化的SDH業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn),稱為融合的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn),主要定位于網(wǎng)絡(luò)邊緣。
MSTP的特點(diǎn)
(1)業(yè)務(wù)的帶寬靈活配置,MSTP上提供的10/100/1000Mbit/s系列接口,通過(guò)VC的捆綁可以滿足各種用戶的需求;
(2)可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需要,工作在端口組方式和VLAN方式,其中VLAN方式可以分為接入模式和干線模式:
端口組方式:單板上全部的系統(tǒng)和用戶端口均在一個(gè)端口組內(nèi)。這種方式只能應(yīng)用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)開(kāi)的業(yè)務(wù)。換句話說(shuō),也就是任何一個(gè)用戶端口和任何一個(gè)系統(tǒng)端口(因?yàn)橹挥幸粋(gè)方向,所以沒(méi)有必要啟動(dòng)所有的系統(tǒng)端口,一個(gè)就足夠了)被啟用了,網(wǎng)線插在任何一個(gè)啟用的用戶端口上,那個(gè)用戶口就享有了所有帶寬,業(yè)務(wù)就可以開(kāi)通。
VLAN方式:分為接入模式和干線模式。
如果設(shè)定了VLAN ID,需要設(shè)定“端口VLAN標(biāo)記”。這是因?yàn)榻粨Q芯片會(huì)為收到的數(shù)據(jù)包增加VLAN ID,然后通過(guò)系統(tǒng)端口走光纖發(fā)到對(duì)端同樣VLAN ID的端口上。比如某個(gè)用戶口VLAN ID為2,則對(duì)應(yīng)站點(diǎn)的用戶端口的VLAN ID也應(yīng)該設(shè)定為2。這種模式可以應(yīng)用于多個(gè)方向的MSTP業(yè)務(wù),這時(shí)每個(gè)方向的端口都要設(shè)置不同的VLAN ID。然后把該方向的用戶端口和系統(tǒng)端口放置到一個(gè)虛擬網(wǎng)橋中(該虛擬網(wǎng)橋的VLAN ID必須與“端口VLAN標(biāo)記”一樣)。
�。�3)可以工作在全雙工、半雙工和自適應(yīng)模式下,具備MAC地址自學(xué)習(xí)功能;
(4)QoS設(shè)置:
QoS實(shí)際上限制端口的發(fā)送,原理是發(fā)送端口根據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)上有許多發(fā)送隊(duì)列,根據(jù)QoS的配置和一定的算法完成各類優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的發(fā)送。因此,當(dāng)一個(gè)端口可能發(fā)送來(lái)自多個(gè)來(lái)源的業(yè)務(wù),而且總的流量可能超過(guò)發(fā)送端口的發(fā)送帶寬時(shí),可以設(shè)置端口的QoS能力,并相應(yīng)地設(shè)置各種業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)配置。當(dāng)QoS不作配置時(shí),帶寬平均分配,多個(gè)來(lái)源的業(yè)務(wù)盡力傳輸。
QoS的配置就是規(guī)定各端口在共享同一帶寬時(shí)的優(yōu)先級(jí)及所占用帶寬的額度。
(5)對(duì)每個(gè)客戶獨(dú)立運(yùn)行生成樹(shù)協(xié)議。
MSTP的優(yōu)勢(shì)
�。�1)現(xiàn)階段大量用戶的需求還是固定帶寬專線,主要是2Mbit/s、10/100Mbit/s、34Mbit/s、155M bit/s。對(duì)于這些專線業(yè)務(wù),大致可以劃分為固定帶寬業(yè)務(wù)和可變帶寬業(yè)務(wù)。對(duì)于固定帶寬業(yè)務(wù),MSTP設(shè)備從SDH那里集成了優(yōu)秀的承載、調(diào)度能力,對(duì)于可變帶寬業(yè)務(wù),可以直接在MSTP設(shè)備上提供端到端透明傳輸通道,充分保證服務(wù)質(zhì)量,可以充分利用MSTP的二層交換和統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能共享帶寬,節(jié)約成本,同時(shí)使用其中的VLAN劃分功能隔離數(shù)據(jù),用不同的業(yè)務(wù)質(zhì)量等級(jí)(CoS)來(lái)保障重點(diǎn)用戶的服務(wù)質(zhì)量。
�。�2)在城域匯聚層,實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)到中心節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)匯聚,具有節(jié)點(diǎn)多、端口種類多、用戶連接分散和較多端口數(shù)量等特點(diǎn)。采用MSTP組網(wǎng), 可以實(shí)現(xiàn)IP 路由設(shè)備10M/100M/1000M POS和2M/FR業(yè)務(wù)的匯聚或直接接入,支持業(yè)務(wù)匯聚調(diào)度,綜合承載,具有良好的生存性。根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)容量需求,可以選擇不同速率等級(jí)的MSTP設(shè)備。
MSTP的應(yīng)用
MSTP技術(shù)在現(xiàn)有城域傳輸網(wǎng)絡(luò)中備受關(guān)注,得到了規(guī)模應(yīng)用,并且即將作為業(yè)界的一項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而發(fā)布。它的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與其他技術(shù)相比在于:解決了SDH技術(shù)對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載效率不高的問(wèn)題;解決了ATM/IP 對(duì)于TDM業(yè)務(wù)承載效率低、成本高的問(wèn)題;解決了IP QoS不高的問(wèn)題;解決了RPR技術(shù)組網(wǎng)限制問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù),提高業(yè)務(wù)安全系數(shù);增強(qiáng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)概念,提高網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)、維護(hù)能力;降低業(yè)務(wù)選型風(fēng)險(xiǎn);實(shí)現(xiàn)降低投資、統(tǒng)一建網(wǎng)、按需建設(shè)的組網(wǎng)優(yōu)勢(shì);適應(yīng)全業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)需求,快速提供業(yè)務(wù)。MSTP使傳輸網(wǎng)絡(luò)由配套網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為具有獨(dú)立運(yùn)營(yíng)價(jià)值的帶寬運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò),利用自身成熟的技術(shù)優(yōu)勢(shì)提供質(zhì)高價(jià)廉的帶寬資源,滿足城域帶寬需求。由于自身多業(yè)務(wù)的特性,利用B-ADM 設(shè)備構(gòu)建的城域傳輸網(wǎng)可以根據(jù)用戶的要求提供種類豐富的帶寬服務(wù)內(nèi)容,MSTP技術(shù)體制下的B-ADM設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)調(diào)度、設(shè)備等一些方面融入運(yùn)營(yíng)理念、智能特性,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的方便、快捷的建立,從而進(jìn)一步保證帶寬運(yùn)營(yíng)的可實(shí)施性,滿足市場(chǎng)對(duì)于城域傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求。
“MSTP專線”業(yè)務(wù)對(duì)相關(guān)系統(tǒng)的要求:
(1)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)
“MSTP專線”業(yè)務(wù)的組網(wǎng)模型是MSTP設(shè)備放在接入端接入業(yè)務(wù),下行和客戶端設(shè)備相連,上行和本地網(wǎng)SDH設(shè)備相連。中間采用已有的傳送網(wǎng)(其他網(wǎng)絡(luò)暫不考慮)作為該業(yè)務(wù)的承載網(wǎng),兩端的MSTP設(shè)備根據(jù)各本地網(wǎng)實(shí)際情況,可采用(或升級(jí))現(xiàn)網(wǎng)MSTP設(shè)備,也可新購(gòu)MSTP設(shè)備。
(2)對(duì)客戶設(shè)備的配置要求
當(dāng)開(kāi)通點(diǎn)到多點(diǎn)以太網(wǎng)專線業(yè)務(wù)時(shí),若分支節(jié)點(diǎn)客戶設(shè)備需要為業(yè)務(wù)設(shè)置VLAN ID,則需告知運(yùn)營(yíng)商并協(xié)商VLAN ID,以保證各分支節(jié)點(diǎn)具有不同的VLAN ID供匯聚節(jié)點(diǎn)識(shí)別。
開(kāi)通點(diǎn)到點(diǎn)以太網(wǎng)專線業(yè)務(wù)時(shí),對(duì)客戶設(shè)備配置不作要求。
(3)MSTP設(shè)備互通要求
(4)對(duì)業(yè)務(wù)承載網(wǎng)的要求
“MSTP專線”業(yè)務(wù)只需要在網(wǎng)絡(luò)的接入層配置MSTP設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部可利用已有的SDH傳送網(wǎng)資源。由于MSTP對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的支持是通過(guò)GFP、虛級(jí)聯(lián)和LCAS等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,而這些技術(shù)都需要用SDH的通道開(kāi)銷字節(jié)來(lái)傳送控制信息。因此必須保證SDH通道開(kāi)銷字節(jié)的透明傳送,即要求“MSTP專線”業(yè)務(wù)不能有2M電路的上下和轉(zhuǎn)接,而需要采用STM-N接口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。
(5) 對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的支持
MSTP(Multi-service Transport Platform)即多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái),它是一種城域傳輸網(wǎng)技術(shù),將SDH傳輸技術(shù)、以太網(wǎng)、ATM、POS等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合,以SDH技術(shù)為基礎(chǔ),將多種業(yè)務(wù)進(jìn)行匯聚并進(jìn)行有效適配,實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的綜合接入和傳送,實(shí)現(xiàn)SDH從純傳送網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)閭魉途W(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)一體化的多業(yè)務(wù)平臺(tái)。從傳輸網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀來(lái)看,大部分的城域傳輸網(wǎng)絡(luò)仍以SDH設(shè)備為主,基于技術(shù)成熟性、可靠性和成本等方面綜合考慮,以SDH為基礎(chǔ)的MSTP技術(shù)在城域網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域扮演著十分重要的角色。隨著近年來(lái)數(shù)據(jù)、寬帶等IP業(yè)務(wù)的迅猛增長(zhǎng),MSTP技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的支持上,以太網(wǎng)新業(yè)務(wù)的要求推動(dòng)著MSTP技術(shù)的發(fā)展。
1、MSTP如何承載和傳送以太網(wǎng)業(yè)務(wù)
在MSTP技術(shù)的發(fā)展演進(jìn)過(guò)程中,針對(duì)業(yè)務(wù)的應(yīng)用情況,以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在MSTP上的承載和傳送目前大致存在以下幾種方式:
(1)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的透?jìng)鞣绞剑@是目前應(yīng)用較廣的一種方式,也是MSTP初期在SDH設(shè)備上為了實(shí)現(xiàn)對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的透明傳送而采取的方式。這種方式只是為了實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的透明傳送,利用某種協(xié)議(PPP/LAPS/GFP)將非交換型的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的幀信號(hào)直接進(jìn)行封裝,然后利用PPPOVERSDH、反向復(fù)用(將高速數(shù)據(jù)流分散在多個(gè)低速VC中傳送以提高傳輸效率,如采用5*VCl2級(jí)聯(lián)來(lái)傳送10MB/S以太網(wǎng)業(yè)務(wù))等技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。由于各廠商將以太網(wǎng)業(yè)務(wù)映射進(jìn)VC的方法不同,采用的協(xié)議各異,以太網(wǎng)業(yè)務(wù)經(jīng)過(guò)透明傳送后,必須在同廠商的設(shè)備上進(jìn)行終結(jié)。
(2)對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行第二層交換處理后再進(jìn)行封裝,然后映射到SDH的VC中再送入線路側(cè)進(jìn)行傳送,這樣更好的適應(yīng)了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)。這種方式將第二層以太網(wǎng)幀(MAC幀)交換集成到SDH設(shè)備的支路卡上,二層交換機(jī)通過(guò)學(xué)習(xí)連接在網(wǎng)上設(shè)備的MAC地址,并根據(jù)目的地的MAC地址將幀信號(hào)交換到正確的端口。因此MSTP設(shè)備可以對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行如下處理:
①mstp可以對(duì)分散在各個(gè)地點(diǎn)的多個(gè)低速率的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行匯聚處理,將其傳送到特定地點(diǎn)的單個(gè)或多個(gè)高速以太網(wǎng)接口上。
②可以實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的統(tǒng)計(jì)復(fù)用,在線路側(cè)有效利用帶寬。MSTP可以將多個(gè)以太網(wǎng)接口的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)劃分到一個(gè)高速帶寬的管道中,這樣單一的線路側(cè)信道就可以由多個(gè)用戶使用,既可以保證以太網(wǎng)業(yè)務(wù)突發(fā)時(shí)的峰值流量,又能夠保證帶寬(以太網(wǎng)業(yè)務(wù)很多時(shí)段并沒(méi)有業(yè)務(wù)傳送)的有效利用。如5個(gè)快速以太網(wǎng)接口可以在MSTP上共享一個(gè)155MB/S的傳輸帶寬,降低運(yùn)行成本。
③可以有效的利用多種方法對(duì)不同用戶的業(yè)務(wù)進(jìn)行隔離,保證用戶數(shù)據(jù)的安全性。一種是對(duì)用戶的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)開(kāi)通專用的通道,既將業(yè)務(wù)映射入單獨(dú)的VC中,這樣就在物理層實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶的業(yè)務(wù)有效隔離。另外,對(duì)用戶的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)使用VLAN標(biāo)簽,利用802.1Q的標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)劃分VLAN來(lái)將用戶的業(yè)務(wù)進(jìn)行隔離;在必要時(shí)還可以在802.1Q的標(biāo)記上再打標(biāo)記的方法對(duì)用戶的業(yè)務(wù)進(jìn)行隔離。
(3)有些MSTP設(shè)備具有3層交換機(jī)和SDH網(wǎng)元相結(jié)合,是第二層交換方案的擴(kuò)展。這種方式下用戶的業(yè)務(wù)信號(hào)是根據(jù)IP地址而不是MAC地址來(lái)送到正確的端口或者SDH線路側(cè)信道;它具有二層交換方式同樣的優(yōu)點(diǎn),而且可以有效的隔離MAC尋址帶來(lái)的廣播包。但是第三層交換屬于業(yè)務(wù)層面,并且由于技術(shù)、成本以及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等因素,在MSTP設(shè)備中較少使用這種方式。
(4)將RPR(彈性分組環(huán))的處理機(jī)制和功能引入MSTP。RPR是一種新的MAC層協(xié)議,用以太網(wǎng)技術(shù)為核心,是為優(yōu)化數(shù)據(jù)包的傳輸而提出的,它不僅有效地支持環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、在光纖斷開(kāi)或連接失敗時(shí)可實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù),而且使用空間重用機(jī)制來(lái)提供有效的帶寬共享功能,具備數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝�、�?jiǎn)單和低成本等典型以太網(wǎng)特性,目前正由IEEE802.17工作組對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化�?稍贛STP的SDH層上抽取部分時(shí)隙采用GFP協(xié)議進(jìn)行RPR到SDH幀結(jié)構(gòu)的映射,構(gòu)建RPR邏輯環(huán),通過(guò)RPR板卡上的快速以太網(wǎng)接口和千兆以太網(wǎng)接口接入業(yè)務(wù)。
2、MSTP承載和傳送以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)
(1)封裝協(xié)議:MSTP在承載和傳送以太網(wǎng)業(yè)務(wù)時(shí)首先要對(duì)以太網(wǎng)信號(hào)以某種協(xié)議進(jìn)行封裝,封裝協(xié)議可以有很多方式,最常用的有PPP、LAPS、GFP以及一些設(shè)備廠商的專有封裝機(jī)制。PPP協(xié)議為點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議,它要利用HDLC(高速數(shù)據(jù)鏈路控制)協(xié)議來(lái)組幀,分組/包組成的HDLC幀利用字節(jié)同步方式映射入SDH的VC中;它在POS(PACKETOVERSDH)系統(tǒng)中用來(lái)承載IP數(shù)據(jù),在ETHERNETOVER SDH系統(tǒng)中用來(lái)承載以太幀。LAPS為鏈路接入?yún)f(xié)議,是由武漢郵科院余少華博士提出的,它被ITU-T接納成為標(biāo)準(zhǔn)X.86,這種方式特別用于SDH鏈路承載以太幀,它與HDLC十分相似。GFP為通用幀協(xié)議,是在ITU-TG.704標(biāo)準(zhǔn)中定義的一種鏈路層標(biāo)準(zhǔn),這種方式可以承載所有的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),是一種可以透明地將各種數(shù)據(jù)信號(hào)封裝進(jìn)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放的通用的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)適配映射技術(shù),它可以替代眾多不同的映射方法,有利于各廠商設(shè)備之間的互聯(lián)互通。GFP采用不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)封裝方法對(duì)不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝,包括幀映射(GFP-F)和透明傳輸(GFP-T)兩種模式,GFP-F封裝方式可以將業(yè)務(wù)信號(hào)幀完全地映射進(jìn)一個(gè)可變長(zhǎng)度的GFP幀,對(duì)封裝數(shù)據(jù)不做任何改動(dòng),支持包顆粒級(jí)別的速率適配和復(fù)用,這種方式是在收到一個(gè)完整的數(shù)據(jù)幀后再處理,需要有緩存和媒體接入控制,因此最適合于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)等可變長(zhǎng)度的分組數(shù)據(jù)GFP-T采用透明映射的方式及時(shí)處理而不必等待整個(gè)幀的到達(dá),適合處理實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)以及固定幀長(zhǎng)的塊狀編碼信號(hào)格式的業(yè)務(wù)。
(2)虛級(jí)聯(lián):MSTP設(shè)備支持以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)中的帶寬可配置,這是通過(guò)VC級(jí)聯(lián)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的,也就是利用多個(gè)VC容器組成一個(gè)更大的容器。SDH中VC的級(jí)聯(lián)分為連續(xù)級(jí)聯(lián)和虛級(jí)聯(lián)兩種。連續(xù)級(jí)聯(lián)就是用來(lái)承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的各個(gè)VC在SDH的幀結(jié)構(gòu)中是連續(xù)的,公用相同的開(kāi)銷。如果用來(lái)承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的各個(gè)VC在SDH的幀結(jié)構(gòu)中是獨(dú)立的,其位置可以靈活處理,那么這種情況稱為虛級(jí)聯(lián)。通過(guò)虛級(jí)聯(lián)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)帶寬和SDH虛容器之間的速率適配,可以將VC-12到VC-4等不同速率的小容器進(jìn)行組合利用,能夠做到很小顆粒的帶寬調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)了有效的提供合適大小的信道給以太網(wǎng)業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)了帶寬的動(dòng)態(tài)調(diào)整,它比連續(xù)級(jí)聯(lián)更好地利用SDH的鏈路帶寬,提高了傳送效率,避免了帶寬的浪費(fèi)。虛級(jí)聯(lián)的實(shí)現(xiàn)最重要的是參與虛級(jí)聯(lián)的VC容器序列號(hào)的傳送,以保證收端能夠?qū)I(yè)務(wù)信號(hào)的VC重新進(jìn)行排序重組。
(3)鏈路容量調(diào)整機(jī)制(LCAS):在ITU-TG.7042標(biāo)準(zhǔn)中定義了LCAS是一種可以在不中斷業(yè)務(wù)的情況下動(dòng)態(tài)調(diào)整虛級(jí)聯(lián)個(gè)數(shù)的功能,它可以靈活地改變虛級(jí)聯(lián)信號(hào)的帶寬以自動(dòng)適應(yīng)業(yè)務(wù)流量的變化,特別適用于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)帶寬動(dòng)態(tài)變化的要求,它和虛級(jí)聯(lián)是衡量MSTP帶竟是否有效利用的重要指標(biāo)。LCAS利用SDH預(yù)留的開(kāi)銷字節(jié)來(lái)傳遞控制信息,控制信息包括固定、增加、正常、VC結(jié)束、空閑和不使用六種;通過(guò)控制信息的傳送來(lái)動(dòng)態(tài)的調(diào)整VC的個(gè)數(shù),適應(yīng)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)帶寬的需求。LCAS可以將有效凈負(fù)荷自動(dòng)映射到可用的VC上,避免了復(fù)雜的人工電路交叉連接配置,提高了帶寬指配速度,對(duì)業(yè)務(wù)無(wú)損傷,而且在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),可以自動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)帶寬,無(wú)須人工介入,在一個(gè)或幾個(gè)VC通路出現(xiàn)故障時(shí),數(shù)據(jù)傳輸也能夠保持正常。因此,LCAS為MSTP提供了端到端的動(dòng)態(tài)帶寬調(diào)整機(jī)制,可以在保證QOS的前提下顯著提高網(wǎng)絡(luò)利用率。
3、MSTP承載和傳送以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的性能分析
在MSTP的透明傳送以太網(wǎng)業(yè)務(wù)功能中,MSTP利用TDM的機(jī)制,將SDH中的VC指配給以太網(wǎng)端口,獨(dú)享SDH提供的線路帶寬,具有很好的帶寬保證功能和安全隔離保證功能,適合有較高QOS的以太網(wǎng)租線業(yè)務(wù)和核心層應(yīng)用;但是這種方式基于固定時(shí)隙結(jié)構(gòu)不具備動(dòng)態(tài)帶寬分配特性。業(yè)務(wù)顆粒受限于VC,一般最小為2MB/S,無(wú)法實(shí)現(xiàn)流量控制、多個(gè)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的統(tǒng)計(jì)復(fù)用和帶寬共享,用來(lái)傳輸以太網(wǎng)業(yè)務(wù)難以適應(yīng)突發(fā)性與速率可變性的特點(diǎn),業(yè)務(wù)帶寬利用率較低,缺乏靈活性。實(shí)際應(yīng)用中,在實(shí)際通道帶寬是一個(gè)VC-12所承載和傳送的10M以太網(wǎng)業(yè)務(wù)中,它的實(shí)際吞吐量不超過(guò)E1;在沒(méi)有達(dá)到E1帶寬極限時(shí),采用大幀,通道沒(méi)有幀丟失,對(duì)于小幀,在沒(méi)有達(dá)到帶寬極限時(shí),由于數(shù)據(jù)包短造成封裝效率低,網(wǎng)元的幀處理軟件無(wú)法跟上數(shù)量較多的小幀,就會(huì)產(chǎn)生幀丟失,當(dāng)超過(guò)帶寬極限時(shí),業(yè)務(wù)將產(chǎn)生大量幀丟失;當(dāng)采用大幀達(dá)到帶寬容限時(shí),業(yè)務(wù)傳輸時(shí)延將突然變大。
對(duì)于使用二層交換進(jìn)行以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接入和匯聚的方式可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的統(tǒng)計(jì)復(fù)用、帶寬共享、端口匯聚,通過(guò)VLAN方式來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶隔離和速率控制,目前大多數(shù)MSTP產(chǎn)品都支持二層交換方式。以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在每個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行封裝、解封裝,并進(jìn)行二層交換,使得各個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)可以共享共同的傳輸通道,節(jié)約了局端以太網(wǎng)的接口;以太網(wǎng)板卡在端口上通過(guò)對(duì)不同的802.P值的業(yè)務(wù)流量映射到不同的隊(duì)列進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)策略;可以基于端口或者VLAN設(shè)置速率限制(如最小和最大帶寬),使得系統(tǒng)有了一定的帶寬控制機(jī)制,對(duì)富余的帶寬通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)接入。然而在以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)保護(hù)方面,依賴于STP協(xié)議(生成樹(shù)協(xié)議)來(lái)進(jìn)行故障恢復(fù),可能花費(fèi)數(shù)十秒時(shí)間,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于SDH50ms的自愈保護(hù)時(shí)間,倒換速率比較慢。而且,二層交換對(duì)同一等級(jí)業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)帶寬缺乏完善的公平算法,使得在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)尤其是在以太環(huán)網(wǎng)運(yùn)用時(shí)難以保證用戶的帶寬。
通過(guò)內(nèi)嵌RPR模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)以太環(huán)網(wǎng)已經(jīng)為眾多設(shè)備制造商所接受。RPP提供MAC層與物理層之間的介質(zhì)無(wú)關(guān)接口,構(gòu)架在MSTP上實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的帶寬公平分配、業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)處理以及提高帶寬利用率。RPR通過(guò)限制以太網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流僅能夠在源和目標(biāo)之間進(jìn)行雙向流動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)空間重用機(jī)制,目標(biāo)節(jié)點(diǎn)將發(fā)送給它的數(shù)據(jù)包從環(huán)上剝落,從而釋放了環(huán)上其余部分的帶寬給其他數(shù)據(jù)包使用,這樣提高了帶寬的利用率通過(guò)動(dòng)態(tài)的利用統(tǒng)計(jì)復(fù)用的方法來(lái)保證各個(gè)節(jié)點(diǎn)的帶寬訪問(wèn)的公平性,環(huán)上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都執(zhí)行一種算法,使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)得到平等的帶寬分額,防止因某一節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)流量過(guò)大引起環(huán)上其他業(yè)務(wù)的堵塞。RPR具有自動(dòng)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)能力,采用一種類似OSPF算法交換拓?fù)渥R(shí)別信令,自動(dòng)識(shí)別任何二層拓?fù)涞淖兓鰪?qiáng)了環(huán)路的自愈能力。同時(shí)RPR還能夠針對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)提供電信級(jí)的小于50ms的快速自愈能力,保護(hù)由于節(jié)點(diǎn)失效或鏈路失效產(chǎn)生的故障。
4、MSTP承載和傳送以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)
從當(dāng)前以太網(wǎng)業(yè)務(wù)來(lái)看,數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度不斷下降,小幀比例越來(lái)越高,而數(shù)據(jù)包越短,MSTP處理小幀的封裝效率越低,系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的負(fù)荷越重,因此要解決MSTP設(shè)備處理小幀的能力。同時(shí)MSTP在支持傳統(tǒng)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上,還將支持?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),如GMPLS信令等。
小結(jié)
綜上所述,由于MSTP廣泛應(yīng)用于城域傳輸網(wǎng)絡(luò),激發(fā)了城域傳輸網(wǎng)絡(luò)的活力,帶給運(yùn)營(yíng)商更大的利益空間。各大設(shè)備供應(yīng)商也在不斷地針對(duì)MSTP進(jìn)行研究與開(kāi)發(fā),MSTP的內(nèi)涵也在逐步得到豐富。相信MSTP的發(fā)展依然存在巨大的空間,本身技術(shù)的能量也同樣具有巨大的潛力等待挖掘。MSTP將在城域建設(shè)中起到?jīng)Q定性的作用,成為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的首選方案。另解:多生成樹(shù)協(xié)議
MSTP(Multiple Spanning Tree Protocol)MST(Multiple Spanning Tree,多生成樹(shù))
多生成樹(shù)(MST)是把IEEE802.1w 的快速生成樹(shù)(RST)算法擴(kuò)展而得到的。
采用多生成樹(shù)(MST),能夠通過(guò)干道(trunks)建立多個(gè)生成樹(shù),關(guān)聯(lián)VLANs到相關(guān)的生成樹(shù)進(jìn)程,每個(gè)生成樹(shù)進(jìn)程具備單獨(dú)于其他進(jìn)程的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);MST提供了多個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑和負(fù)載均衡,提高了網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)能力,因?yàn)橐粋(gè)進(jìn)程(轉(zhuǎn)發(fā)路徑)的故障不會(huì)影響其他進(jìn)程(轉(zhuǎn)發(fā)路徑)。
一個(gè)生成樹(shù)進(jìn)程只能存在于具備一致的VLAN進(jìn)程分配的橋中,必須用同樣的MST配置信息來(lái)配置一組橋,這使得這些橋能參和到一組生成樹(shù)進(jìn)程中,具備同樣的MST配置信息的互連的橋構(gòu)成多生成樹(shù)區(qū)(MST Region )
多生成樹(shù)(MST)使用修正的快速生成樹(shù)(RSTP)協(xié)議,叫做多生成樹(shù)協(xié)議(MSTP)
MSTP(Multiple Spanning Tree Protocol,多生成樹(shù)協(xié)議)
將環(huán)路網(wǎng)絡(luò)修剪成為一個(gè)無(wú)環(huán)的樹(shù)型網(wǎng)絡(luò),避免報(bào)文在環(huán)路網(wǎng)絡(luò)中的增生和無(wú)限循環(huán),同時(shí)還提供了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的多個(gè)冗余路徑,在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)VLAN 數(shù)據(jù)的負(fù)載均衡。MSTP 兼容STP 和RSTP,并且可以彌補(bǔ)STP 和RSTP 的缺陷。它既可以快速收斂,也能使不同VLAN 的流量沿各自的路徑分發(fā),從而為冗余鏈路提供了更好的負(fù)載分擔(dān)機(jī)制。
MSTP的特點(diǎn)如下:
MSTP設(shè)置VLAN映射表(即VLAN和生成樹(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表),把VLAN和生成樹(shù)聯(lián)系起來(lái);通過(guò)增加“實(shí)例”(將多個(gè)VLAN整合到一個(gè)集合中)這個(gè)概念,將多個(gè)VLAN捆綁到一個(gè)實(shí)例中,以節(jié)省通信開(kāi)銷和資源占用率。
MSTP把一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)域,每個(gè)域內(nèi)形成多棵生成樹(shù),生成樹(shù)之間彼此獨(dú)立。
MSTP將環(huán)路網(wǎng)絡(luò)修剪成為一個(gè)無(wú)環(huán)的樹(shù)型網(wǎng)絡(luò),避免報(bào)文在環(huán)路網(wǎng)絡(luò)中的增生和無(wú)限循環(huán),同時(shí)還提供了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的多個(gè)冗余路徑,在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)VLAN數(shù)據(jù)的負(fù)載分擔(dān)。
MSTP兼容STP和RSTP。



