第7章基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)

MPLS技術(shù)在MSTP中的應(yīng)用7.4彈性分組環(huán)技術(shù)在MSTP中的應(yīng)用7.57.4MPLS技術(shù)在MSTP中的應(yīng)用?多協(xié)議標(biāo)簽交換（MPLS）技術(shù)是將第2層交換技術(shù)和第3層路由技術(shù)結(jié)合起來(lái)的一種L2/L3集成數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。（1）MPLS網(wǎng)絡(luò)模型?它是由MPLS邊緣路由器LER和MPLS標(biāo)簽交換路由器LSR組成。?其中MPLS邊緣路由器LER位于MPLS網(wǎng)絡(luò)的邊緣層，是特定業(yè)務(wù)的接入節(jié)點(diǎn)。?MPLS的工作原理如下。圖7-15MPLS網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)?某種業(yè)務(wù)終端設(shè)備所輸出的業(yè)務(wù)信息首先被送往MPLS網(wǎng)絡(luò)的邊緣路由器LER，LER根據(jù)特定的映射規(guī)則將數(shù)據(jù)流分組頭和固定長(zhǎng)度的標(biāo)簽對(duì)應(yīng)起來(lái)，然后在數(shù)據(jù)流的分組頭中插入標(biāo)簽信息，此后，MPLS網(wǎng)絡(luò)中的MPLS標(biāo)簽交換路由器LSR就僅根據(jù)數(shù)據(jù)流中所攜帶的標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或轉(zhuǎn)發(fā)操作。?當(dāng)數(shù)據(jù)流從MPLS網(wǎng)絡(luò)中輸出時(shí)，同樣在與接收設(shè)備相鄰的LER中去除標(biāo)簽，恢復(fù)原數(shù)據(jù)包。?這里值得說(shuō)明的是:（2）標(biāo)簽與標(biāo)簽封裝?標(biāo)簽是一個(gè)有固定長(zhǎng)度的、具有本地意義的短標(biāo)識(shí)符，用于標(biāo)識(shí)一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類（FEC）。2.MPLS技術(shù)特點(diǎn)?MPLS具有以下特點(diǎn)。①簡(jiǎn)化了分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，提高網(wǎng)絡(luò)傳送速率。②提供有效的QoS保證。③提供多種網(wǎng)絡(luò)的互連互通。④MPLS支持流量工程、CoS、QoS和虛擬專網(wǎng)。7.4.2MPLS技術(shù)在MSTP中的應(yīng)用1.內(nèi)嵌MPLS功能的MSTP功能模型?其功能模型如圖7.1所示。圖7-1基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)基本功能模型?通常送入以太網(wǎng)接口的信息是以太網(wǎng)業(yè)務(wù)或VLAN業(yè)務(wù)。?在以太網(wǎng)接口中首先需加上內(nèi)層MPLS標(biāo)簽（VCLable），從而形成偽線PW（或虛電路VC），然后，對(duì)具有相同源地址和目的地址的多個(gè)PW加封外層MPLS標(biāo)簽（TunnelLable）進(jìn)行復(fù)用操作，建立一條基于外層MPLS標(biāo)簽的標(biāo)簽交換路徑LSP。?以太網(wǎng)業(yè)務(wù)或VLAN業(yè)務(wù)沿著這條已建立的LSP按外層MPLS標(biāo)簽進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，最后使數(shù)據(jù)流到達(dá)MPLS網(wǎng)絡(luò)的輸出節(jié)點(diǎn)。?外層MPLS標(biāo)簽指示MPLS數(shù)據(jù)包從源節(jié)點(diǎn)傳送到目的節(jié)點(diǎn)的路徑。?而內(nèi)層MPLS標(biāo)簽則指示從入口UNI到出口UNI之間的路徑。?通常從一個(gè)入口UNI到其出口UNI之間需經(jīng)過(guò)多個(gè)節(jié)點(diǎn)，一般任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間所使用的外層MPLS標(biāo)簽不同，因此在標(biāo)簽交換路徑中的標(biāo)簽交換路由鱈SR僅僅處理MPLS數(shù)據(jù)流中的外層MPLS標(biāo)簽，只有當(dāng)數(shù)據(jù)流到達(dá)MPLS網(wǎng)絡(luò)的出口LER時(shí)，才取出其內(nèi)層MLPS標(biāo)簽進(jìn)行相應(yīng)的處理，具體地講，就是數(shù)據(jù)流在經(jīng)過(guò)中間節(jié)點(diǎn)時(shí)，隧道標(biāo)簽被交換，而VC標(biāo)簽并未發(fā)生變化。?對(duì)于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)適配到MPLS幀的過(guò)程，要求能夠分別支持UNI和NNI接口的適配方式。?圖7.18所示給出了UNI以太網(wǎng)到MPLS幀的適配模型。?可以看出整個(gè)以太幀被完整地裝入MPLSPDU之中。圖7-18UNI以太網(wǎng)到MPLS幀的適配模型?圖7.19所示給出的是NNIMAC接口MPLS幀提取和適配模型。?可見(jiàn)在NNI接口處，對(duì)所接收的以太幀，去掉其二層幀頭，這樣便可獲得MPLS幀。圖7-19NNIMAC接口MPLS包提取和適配模型2.MPLS處理模塊功能?圖7.20所示給出了內(nèi)嵌MPLS功能的MSTP備中MPLS層處理模塊功能圖，MPLS層處理模塊是由數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)發(fā)送、標(biāo)簽適配、標(biāo)簽交換、操作維護(hù)管理（OAM）、LSP保護(hù)、MPLS信令、L2VPN、流量工程和QoS功能塊組成。?下面介紹其中主要的幾個(gè)功能塊。?MLPS信令：MPLS信令包括隧道信令和PW信令。MPLS圖7.20MPLS處理層功能框圖?標(biāo)簽適配：MPLS標(biāo)簽分為隧道標(biāo)簽和VC標(biāo)簽。?標(biāo)簽交換。?利用LDP和傳統(tǒng)的路由協(xié)議，根據(jù)業(yè)務(wù)需求為各LSR建立路由表和標(biāo)簽映射表。?入口LER中，對(duì)所接收的分組進(jìn)行判斷以確定所屬轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類，并加上相應(yīng)的標(biāo)簽形成MPLS分組。?MPLSQoS：在內(nèi)嵌MPLS的MSTP設(shè)備中，可以將用戶優(yōu)先級(jí)信息映射到MPLS標(biāo)簽中的EXP字段，這樣可根據(jù)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行分類，進(jìn)入不同的隊(duì)列，然后加上VC標(biāo)簽，這樣多個(gè)PWLSP復(fù)用到一條隧道LSP。?L2MPLSVPN：應(yīng)支持基于二層交換VPN解決方案。7.5彈性分組環(huán)技術(shù)在MSTP中的應(yīng)用

7.5.1彈性分組環(huán)基礎(chǔ)理論1.彈性分組環(huán)的基本概念及其技術(shù)特點(diǎn)?彈性分組環(huán)（RPR）技術(shù)是一種基于分組交換的光纖傳輸技術(shù)，它采用環(huán)形組網(wǎng)方式，能夠傳送數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖像等多媒體業(yè)務(wù)，并能提供QoS分類、環(huán)保護(hù)等功能。?圖7.22所示的RPR協(xié)議參考模型包括物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。?RPR技術(shù)是基于一種新型的MAC層協(xié)議，為能夠優(yōu)化數(shù)據(jù)包而設(shè)計(jì)的一種技術(shù)方案。?RPR屬于數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層，包括MAC服務(wù)接口和物理層業(yè)務(wù)接口。圖7-22RPR協(xié)議參考模型?物理層是由協(xié)調(diào)子層和物理媒體相關(guān)子層組成。?協(xié)調(diào)子層的作用是實(shí)現(xiàn)物理層服務(wù)接口與物理層相關(guān)接口之間的映射。?協(xié)調(diào)子層包括以太網(wǎng)物理層和SDH物理層兩種。?數(shù)據(jù)鏈路層包括MAC控制子層、MAC數(shù)據(jù)通道子層和邏輯鏈路控制（MAC客戶）子層。?邏輯鏈路控制（MAC客戶）子層負(fù)責(zé)邏輯鏈路的建立、保持和拆除控制功能。?MAC控制層的功能主要包括流量控制、業(yè)務(wù)等級(jí)支持（SLA）、拓?fù)渥詣?dòng)識(shí)別、啟動(dòng)保護(hù)倒換指令等。?MAC數(shù)據(jù)通道子層則提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕尤肟刂乒δ堋?MAC控制子層與MAC數(shù)據(jù)鏈路層之間傳送的是RPRMAC幀。

RPR技術(shù)的主要特點(diǎn)如下。?RPR是一種支持單播、多播和廣播的城域網(wǎng)光纖傳輸技術(shù)。?提供50ms的快速業(yè)務(wù)恢復(fù)、有保障的服務(wù)和可管理能力。?可支持多達(dá)255個(gè)節(jié)點(diǎn)，最長(zhǎng)距離可達(dá)2000km。?RPR環(huán)能夠根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求提供不同種類和不同的等級(jí)的服務(wù)，可提供QoS保障，支持協(xié)議數(shù)據(jù)的傳輸。?支持空間復(fù)用和統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率大大提高。?支持流量控制和業(yè)務(wù)的權(quán)重公平接入。2.RPR幀結(jié)構(gòu)?標(biāo)準(zhǔn)中所定義的RPRMAC幀結(jié)構(gòu)有4種，分別是數(shù)據(jù)幀、控制幀、公平幀和空閑幀。3.RPR數(shù)據(jù)通路?RPRMAC子層包括MAC控制和數(shù)據(jù)通道兩部分，其中MAC數(shù)據(jù)通道提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕尤肟刂乒δ堋?MAC數(shù)據(jù)通道除了提供物理層服務(wù)接口外，還應(yīng)提供了環(huán)選擇、從環(huán)接收幀并向客戶層提交數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能、本節(jié)點(diǎn)向環(huán)發(fā)送流量的調(diào)節(jié)功能和通過(guò)物理服務(wù)接口實(shí)現(xiàn)與物理層的數(shù)據(jù)交換功能。?RPR節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)客戶所選擇的業(yè)務(wù)類型，分配不同的整形器，MAC接收的客戶流將存放在一個(gè)階段隊(duì)列中，其存儲(chǔ)容量足夠大能夠保證流量的全速率傳送。?MAC數(shù)據(jù)通道提供了數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕尤肟刂乒δ堋?.RPR中的關(guān)鍵技術(shù)?環(huán)中節(jié)點(diǎn)是采用共享媒介的分組交換節(jié)點(diǎn)，而且在任何時(shí)間均可向雙環(huán)同時(shí)傳送分組。?RPR環(huán)能夠根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求提供不同種類和不同的等級(jí)的服務(wù)，可提供QoS保障，支持協(xié)議數(shù)據(jù)的傳輸，具有可管理能力。?新技術(shù)、空間重用技術(shù)、拓?fù)渥詣?dòng)發(fā)現(xiàn)技術(shù)和帶寬公平策略。（1）雙環(huán)結(jié)構(gòu)和空間重用技術(shù)?RPR的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖7.26所示。?RPR中的兩個(gè)單向環(huán)共享相同的環(huán)路徑，而且彼此傳輸方向相反，其中環(huán)0沿順時(shí)針?lè)较騻魉头纸M，而環(huán)1則沿逆時(shí)針?lè)较騻魉头纸M。?一個(gè)RPR節(jié)點(diǎn)包括帶有兩個(gè)鄰居的物理層實(shí)體和MAC子層。?因其可以在任何時(shí)間向雙環(huán)同時(shí)傳送分組。圖7-26RPR的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?空間復(fù)用是指網(wǎng)絡(luò)中允許共享信道的不同部分，即同時(shí)傳輸不同的業(yè)務(wù)。（2）拓?fù)渥詣?dòng)發(fā)現(xiàn)技術(shù)?RPR拓?fù)渥詣?dòng)發(fā)現(xiàn)是一種具有周期性特征的活動(dòng)過(guò)程。?通常在環(huán)初始化、新節(jié)點(diǎn)加入、節(jié)點(diǎn)刪除、環(huán)保護(hù)倒換時(shí)，由環(huán)中需要了解拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的某個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)啟動(dòng)RPR自動(dòng)識(shí)別模式，拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)分組是采用控制幀來(lái)傳送，該分組所經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)首先將該分組取出，然后再重新產(chǎn)生一個(gè)新的分組，在這個(gè)新產(chǎn)生的分組中應(yīng)將該節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)符加入到標(biāo)識(shí)符隊(duì)列的首位，同時(shí)去掉標(biāo)識(shí)符隊(duì)列末尾的冗余條目。?這樣連續(xù)消息的積累便提供了環(huán)上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的編號(hào)以及與其他節(jié)點(diǎn)的關(guān)系。?各節(jié)點(diǎn)就能夠根據(jù)這個(gè)消息來(lái)判斷發(fā)生狀態(tài)變化的節(jié)點(diǎn)以及當(dāng)前的鏈路狀態(tài)。?RPR環(huán)隨時(shí)工作于一種公開(kāi)的狀態(tài)之下，網(wǎng)絡(luò)不僅能夠提供即插即用功能，而且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，故障的兩側(cè)節(jié)點(diǎn)會(huì)像其他節(jié)點(diǎn)發(fā)布故障消息，使網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)迅速得知這一情況和當(dāng)前鏈路現(xiàn)狀。?大大地提高了數(shù)據(jù)傳輸效率和質(zhì)量，這是彈性分組環(huán)提供QoS保障的基礎(chǔ)。（3）基于不同業(yè)務(wù)等級(jí)的自動(dòng)保護(hù)倒換機(jī)制?RPR不需要額外的備份帶寬。?當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)或某段線路發(fā)生故障時(shí)，它的兩側(cè)的鄰居節(jié)點(diǎn)會(huì)迅速將其內(nèi)環(huán)和外環(huán)進(jìn)行連接（環(huán)回）操作，并根據(jù)業(yè)務(wù)流的等級(jí)，首先將被保護(hù)的數(shù)據(jù)流由內(nèi)環(huán)倒換到外環(huán)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，然后再倒換級(jí)別低的業(yè)務(wù)和無(wú)保護(hù)的業(yè)務(wù)。（4）帶寬公平調(diào)度策略?RPR網(wǎng)絡(luò)是一種基于爭(zhēng)用方式共享網(wǎng)絡(luò)資源的網(wǎng)絡(luò)，即允許多節(jié)點(diǎn)隨時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳送消息。?彈性分組環(huán)的帶寬公平調(diào)度是它的一大特點(diǎn)。?其調(diào)度算法的主要思路是，當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)的環(huán)流量超過(guò)了規(guī)定的閾值，該節(jié)點(diǎn)就認(rèn)為上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)量過(guò)大，需要?jiǎng)討B(tài)地調(diào)節(jié)上游節(jié)點(diǎn)的帶寬，于是便沿反向環(huán)傳送一個(gè)公平算法控制幀，告知上游節(jié)點(diǎn)本節(jié)點(diǎn)的公平速率，上游節(jié)點(diǎn)則根據(jù)此信息，并利用公平函數(shù)計(jì)算出一個(gè)合理的帶寬量，此后則按此數(shù)值向下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送業(yè)務(wù)，同時(shí)將此信息通知其上游節(jié)點(diǎn)。?帶寬公平性的實(shí)現(xiàn)依賴于公平算法和控制信息的協(xié)調(diào)工作。7.5.2RPR技術(shù)在MSTP中的應(yīng)用?內(nèi)嵌RPR功能的MSTP設(shè)備既能在基于SDH的平臺(tái)上保證目前大量的TDM業(yè)務(wù)對(duì)傳輸特性的實(shí)時(shí)性要求，同時(shí)由于采用了RPR技術(shù)，又能對(duì)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供高效、動(dòng)態(tài)的處理功能，?內(nèi)嵌RPR功能的MSTP節(jié)點(diǎn)的功能圖如圖7.1所示。?業(yè)務(wù)輸入、輸出接口主要完成業(yè)務(wù)接收、匯聚和對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行差錯(cuò)控制等處理功能。?RPR處理層主要是對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)和純粹的RPR