目录
21. 产品概述
22. 遵循的技术规范和标准
33. 我司产品的发展概况
44. 产品的功能及技术特点
以太网透传(TGE2B)
工作原理
技术先进性、软硬件特点
以太网交换 ( SFE8/SFE4 )
工作原理
技术先进性、软硬件特点
ATM ( AP1S4)
工作原理
技术先进性、软硬件特点
85. 组网方式
以太网透传组网
以太网交换组网
ATM组网
VP-RING环网
环链混合网
176. 竞争对手产品的技术特点
197. 术语、名词解释
218. 附件(一些概念理解)
深圳中兴通讯股份有限公司本部产品事业部
〖2001〗年XXXX号 拟制: 批准:
MSTP产品技术指导书
本指导书主要阐述MSTP产品的数据部分,SDH部分请参考相应的SDH技术指导书。
产品概述
基于SDH 的多业务传送节点MSTP是指,基于SDH 平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送,提供统一网管的多业务节点。基于SDH的多业务传送节点除应具有标准SDH传送节点所具有的功能外,还具有以下主要功能特征:
1) 具有TDM业务ATM业务或以太网业务的接入功能;
2) 具有TDM业务ATM业务或以太网业务的传送功能包括点到点的透明传送功能;
3) 具有ATM业务或以太网业务的带宽统计复用功能;
4) 具有ATM业务或以太网业务映射到SDH虚容器的指配功能;
基于SDH 的多业务传送节点可根据网络需求应用在传送网的接入层、汇聚层,应用在骨干层的情况,有待研究。
遵循的技术规范和标准
引用规范或标准
描述
YD/T 1022-1999
SDH设备功能要求
YDN 099-1998
光同步传输网技术体制(修订)
YDN 067-1998
ATM交换机技术规范
YDN -1999
基于ATM的多媒体宽带骨干网技术要求—寻址和信令要求部分
基于SDH的多业务传送节点(MSTP)技术要求
MSTP国家标准
IEEE Std -1998
网桥功能定义,生成树协议
IEEE Std -2000
以太网的国际标准
IEEE Std -1998
VLAN定义,协议和算法等
ITU-T (2001)
SDH上传送Ethernet的LAPS技术要求
IETF RFC1662
在类HDLC帧中的PPP协议
IETF RFC2615
PPP over SONET/SDH
链路聚合功能
ITU-T (2000)
同步数字体系的网络节点接口
IETF RFC1661
点到点协议(PPP)
ITUT
LCAS协议
我司产品的发展概况
目前我司城域MSTP产品已成系列ZXMP-S320,S360,S380,S390,即在小型化、II型机、增强型和10G设备上开发相应的数据单板,每种单板完成各自的功能。(对应关系如下)
SDH产品
MSTP产品
目前已开发数据板
计划(半年内)
未来(半年后)
ZXSM600(V2)
ZXMP-S320
SFE4
ZXSM150/600/2500
ZXMP-S360
SFE8 ,AP1S4
ZXSM2500()
ZXMP-S380
TGE2B
AP1S8,SFE8,SGE2B
UFE8
ZXSM-10G
ZXMP-S390
TGE2B
AP1S8,SFE8,SGE2B
UFE8
SFE4: 带二层交换10/100M以太网接口板
SFE8: 带二层交换10/100M以太网接口板
TGE2B:透传千兆以太网接口板
AP1S4:ATM接口板(带统计复用)
AP1S8:ATM接口板(带统计复用
SGE2B:带二层交换千兆以太网接口板
UFE8: 带交换10/100M以太网接口板(支持RPR)
配置说明:
TGE2B: 用在10G,2500E设备中,可配置OL16光板的槽位都可配置TGE2B板。
SFE8: 用在ZXSM(II)设备中,可配置EP1支路板的槽位都可配置SFE8板。
SFE4: 用在150/600(V2)设备中,可配置ET1支路板的槽位都可配置SFE4。
AP1S4: 用在ZXSM(II)设备中,可配置在OL1或OL4的槽位,视具体情况而定。
因为AP1S4在背板侧(系统侧)有三组VC4总线,当实际应用中如果只用一组
或两组VC4总线,就可配置在OL1可用的槽位;如果用到了三组VC4总线
(例如 需要级联时;级联应用在后面有说明)就必须配置在OL4可用的槽位。
产品的功能及技术特点
以太网透传(TGE2B)
工作原理
TGE2B实现在SDH上提供两个千兆以太网透传的功能。在发送方向上,从用户千兆以太网口(LAN)接入的以太网业务经过千兆以太网的MAC层控制器提出MAC帧发给SDH成帧器,完成PPP/HDLC封装,然后采用实级联方式映射进STS-nc(n=1~24), 所以广域网WAN方向的带宽由1- 24个STS-1实现任意调整,调整颗粒为STS-1。在接收方向上,通过SDH成帧器解映射,然后实现PPP/HDLC解封装,最后在千兆以太网的MAC层控制器还原出以太帧并发送到用户以太口。
技术先进性、软硬件特点
在用户侧提供2个符合IEEE Ethernet规范的千兆以太网光接口
支持自动协商功能(Auto-Negotiation)
支持全双工模式、IEEE -1998 流量控制帧
支持Ethernet 、 IEEE 和带VLAN 标记的帧
两个用户侧的光接口完全隔离,不会互相影响。
千兆以太网光接口使用收发一体多模光模块和单模光模块。(按照合同生产,不能更换)
多模光口(1000BASE-SX)的参数:出纤光功率~-4dB/消光比≥9dB/接收灵敏度≤
传输距离:
220 m 使用 MMF 160 MHz*km 多模光纤
275 m 使用 MMF 200 MHz*km 多模光纤
500 m 使用 50/125µm MMF 400 MHz*km 多模光纤
550 m 使用 50/125µm MMF 500 MHz*km 多模光纤
单模光口(1000BASE-LX)的参数:出纤光功率~-3dB/消光比≥9dB/接收灵敏度≤
传输距离:
550 m使用 µm MMF多模光纤
10 km使用 8/125 µm SMF 单模光纤
TGE2B板光纤接口方式为MT-RJ,当和SC形式的千兆以太网接口互连时使用MTRJ到SC的转换光纤。例如直接和千兆以太网交换机或路由器相连;当和FC接口的光配线架相连时,使用MTRJ到FC的转换光纤;当距离<10km时,使用单模光纤,当距离<500m时,使用多模光纤。
在SDH侧提供2个n X STS-1(或AU3)带宽的WAN接口 。其中n = 1 ~24
所以带宽可以在50M到1000M之间任意配置,调整颗粒度为一个STS-1或AU3或50Mbits/s。如果使能用户侧千兆以太网光口的流控功能,并且用户的设备支持流控,可以保证在各种速率配置下,不丢包。
TGE2B板实现以太网透传功能。不支持交换
支持SDH的复用段保护、通道1+1保护。
支持点到点、汇聚、共享等组网方式。
统一的SDH网管,用户通过SDH的网管界面能够完全管理整个MSTP数据业务的网络。
以太网交换 ( SFE8/SFE4 )
SFE8和SFE4的区别是:SFE8对外提供8个10/100M自适应 LAN 接口, SFE4对外提供4个10/100M自适应 LAN 接口; 其它的功能性能特点相同。
工作原理
RMI RMII
交换模块完成16个10/100M端口的无阻塞交换(8个用户侧端口,8个系统侧端口);
映射解映射模块完成以太网帧的封装解封装,映射解映射。
SFE对外可提供8或4个LAN 接口,对内提供8个广域网方向, 每个广域网方向由1-48个VC12实现任意绑定(采用虚级联方式)来调整带宽。
技术先进性、软硬件特点
技术特点:
SFE8对外提供8个10/100M自适应 LAN 接口, SFE4外提供4个10/100M自适应 LAN 接口。以太网接口符合规范规定的100BASE-TX和10BASE-T物理接口,支持自动协商,支持全双工、半双工工作模式,传输距离不小于100米,10M线路使用曼彻斯特编码,线速。100M线路使用MLT-3编码,线路速率。接口支持AUTOMATIC MDI/MDIX CROSSOVER,有防静电浪涌保护电路。
SFE8/SFE4对内提供8个/4个广域网WAN方向,共63个VC12的带宽,每个WAN方向可由网管配置为1~48个VC12。
以太帧的封装支持IETF RFC1662在类HDLC帧中的PPP协议和LAPS协议。
采用(2000版)的虚级联VC12映射协议
支持LCAS(line capacity assign strategy)协议,在虚级联捆绑组中某个2M通道有AIS、LOP或误码过量时,自动在虚级联组内去掉该通道,降低带宽;当该通道正常后,自动在虚级联组内增加该通道,恢复原有的带宽。
L2交换容量
支持基于端口的标记VLAN,符合规范。
半双工工作方式时,使用背压法流控。全双工工作方式时,使用PAUSE帧流控,符合标准
支持网桥方式的MAC地址学习功能;
对外接口支持SPANNING TREE生成树协议,符合IEEE 标准。
支持业务分类和优先级,QoS支持带宽方式和时延方式两种方式;
在多路径传输下,虚级联路径最大延时差为32 ms。
支持SDH的复用段保护、通道1+1保护和STP保护。
支持汇聚、共享和混合型等组网方式。
统一的SDH网管,用户通过SDH的网管界面能够完全管理整个MSTP数据业务的网络。
优势:
使用标准的VC12的虚级联方式实现带宽的调整,灵活性好,效率高,符合标准趋势;
强大的二层交换功能,实现了系统所有端口间的线速交换;
标准的IEEE 的基于端口的VLAN,实现用户的安全隔离,实现广播包的限制;
超过64k的mac地址表容量以及线速的mac地址学习速度;
在每个端口上提供对8类业务类型的不同QoS处理,可实现基于带宽的QoS和基于时延的QoS;
对于不同的VLAN,内部运行有各自的生成树协议,在保证VLAN内部不成环的同时,不干扰其他VLAN的链路连接,而对外端口支持标准的IEEE ;
统一网管功能,SDH网管的统一管理数据网络,能够提供基于客户的业务配置方式;
8 支持LCAS协议,在虚级联捆绑组中某个2M通道有AIS、LOP或误码过量时,自动在虚级联组内去掉该通道,降低带宽;当该通道正常后,自动在虚级联组内增加该通道,恢复原有的带宽。
ATM ( AP1S4)
工作原理
RMI RMII
AP1S4板用户侧可接入4个STM-1 ATM光口,系统侧提供3个VC4的通道;
交换模块完成用户侧,系统侧ATM信元的交换,统计复用;
映射解映射模块完成ATM到SDH的映射和解映射。
AP1S4板可对用户接入的4路STM-1 ATM 业务进行4:1的收敛汇聚。
另外特别要注意的是:
AP1S4单板的背板侧存在3个双向的VC4传输通路,在单个ZXSM150/600/2500传输节点上,利用AP1S4单板的背板侧通路,可将多个AP1S4单板接入的ATM业务进行级连,扩展传输设备的ATM业务汇聚能力。
级连方法示意图如下图。
第I块AP1S4将4路接入的STM-1 ATM业务汇聚到1个VC4,经过交叉板交叉到第II块AP1S4板;第II块AP1S4将4路接入的STM-1 ATM业务和第I块AP1S4交叉过来的业务汇聚到一个VC4,再经过交叉板交叉到第III块AP1S4板;第III块AP1S4将4路接入的STM-1 ATM业务和第II块AP1S4交叉过来的业务汇聚到一个VC4,经光板到SDH的线路上; 这样通过这三块AP1S4的级联,完成了12:1的业务收敛。 (可根据实际情况灵活运用)
技术先进性、软硬件特点
使用标准的完成ATM信元到SDH帧的映射,同SDH传输设备具有很好的互通性;
基于连接的流量算法采用规范,兼容TM 标准,可以监视从595bps到622bps范围的ATM数据流量;
支持遵循规范的OAM功能,提供ATM层完善的故障管理和性能管理功能;
支持CBR、rt-VBR、nrt-VBR、UBR四种业务类型,能够满足多种业务接入的需求;
提供3个背板侧ATM业务通路,可以灵活地配置业务通路保护、AP1S4单板级连、多个传输节点在某一个传输节点上的汇聚等功能;
支持空间和逻辑两种组播方式;
统一的网管功能,通过统一的管理软件配置与管理AP1S4单板;
支持PVC、SVC及SPVC三种连接建立方式。
组网方式
以太网透传组网
以太网透传提供点对点的以太网业务传送。业务此外的组网,例如业务的交换,收敛或汇聚由外部的以太网交换或路由设备来完成。
TGE2B板在Ethernet over SDH基础上支持以太网透传,具有2个用户侧接口和两个广域网口。
最典型应用是组成两个点到点的千兆以太网通道。
每个用户端口对应一个广域网端口,且相互独立;如下图1和图2中的A点应用
组网1
组网2
带宽共享组网。两个用户端口可以共享一个WAN端口
。
如下图3中的A点应用,两个用户端口共享一个WAN端口与B点的用户端口通讯。
组网3
业务汇聚组网(两个WAN方向的业务可以汇聚到一个千兆以太网光口)
如下图4中的B点应用,从A点和C点两个WAN方向的业务汇聚到一个千兆以太网光口
组网4
以太网交换组网
用户接口
SFE板提供4个或8个10/100M自适应的以太网接口,每个接口可以实现全双工和半双工的工作方式,在全双工的工作方式下支持基于PAUSE帧的流控,在半双工的下支持基于背压的流控方式。传输距离不小于100米(100M时使用以上无屏蔽双绞线,10M时使用以上无屏蔽双绞线)。用户端口间可以实现百兆无阻塞的二层交换,每个端口可以通过设置VLAN实现与系统端口的任意绑定,从而为用户提供非常灵活的组网方式。另外在用户端口有比较详细的指示灯,可以为用户提供端口状态的指示,每个以太网接口提供2个端口状态指示灯:黄色是ACTIVE/LINK灯,灯亮时代表LINK(连接上),闪烁时代表ACTIVE(有数据收发)。绿色是端口速度指示灯,灯亮时代表100M速度连接,灯不亮表明端口的速度是10M。在PCB板上每个端口还对应一个指示灯,灯亮表示端口是全双工状态,灯不亮表示端口是半双工状态。
系统接口
SFE对内提供8个广域网方向,8个方向可以根据实际的需要定义到不同的光方向,所有的8个方向共63个VC12,每个光方向通过网管任意配置绑定1~63个VC12,当系统端口绑定47个两兆时就可以实现百兆的线速,整个单板所有方向总吞吐量可以达到63* ID,因此每个系统端口可以接受来自255个用户方向的数据包,8个系统口就可以支持2040个用户方向,也就是说使用一块SFE单板就可以组成有2040网段的大网。
组网方式
SFE板可以根据不同的需要组成多种形式的网络拓扑结构,可配置成点到点、点到多点、共享环、收敛/汇聚业务等多种组网方式,形成链型、星型、混合型、网型等多种网络拓扑结构。
在组网过程中,无论是组成什么样的网络拓扑结构,对于现有的SDH网络,我们的单板并不关心网络是由哪家设备商提供,仅仅关心上业务和下业务的点,上、下业务必须使用SFE板,如果采用不同设备商的产品上、下业务,业务无法对通,这主要是各个设备厂商采用不同的级连和数据包的封装方式,我司的SFE采用PPP和LAPS的封装方式,使用时可根据需要进行设定,级连方式采用V12的虚级连方式,我司的这种级连方式和数据包的封装方式完全符合行业标准。
点到点组网
点到点的网络比较简单,在一个SDH网络上任意选取两个点,一点是上业务的路由器,另外一点时下业务的以太网交换机,点对点的两端可以使用不同系统设备上的SFE板,单板可以配置不同的光方向,可以使用支路板的剩余时息,也可以单独配置。
链形拓扑组网
链形拓扑网络比较常用,一个路由器用来上业务,其它的点是下业务的以太网交换机。这样的组网结构,可以根据需要给不同的下业务的节点分配不同的2M数目。
环形拓扑网络
环形拓扑网络主要是根据现有的SDH共享环网,在两个环网上有一个路由器用来上业务,其它的点是下业务的以太网交换机。
网状拓扑网络
网状拓扑网络主要是也是根据现有的SDH网络,在网上某点有一个路由器用来上业务,其它的点是下业务的以太网交换机。
ATM组网
VP-RING环网
使用支持ATM的MSTP可以组成环网,将ATM业务汇聚到环网上的某一155M通路或通道。当汇聚到155M通路时,使用STM-1帧的VC4载承ATM业务;当汇聚到155M通道时,占手STM-4或更高传输速率帧中的某一VC4载承ATM业务。
155M VP-RING环网建立在SDH网络基础之上,可以同传送其它业务的SDH环网共存。另外,通过SDH网络的ATM业务透传功能,将几个VP-RING环网串接起来,由SDH环网和VP-RING环网组成混合型的环网。
环链混合网
当ATM业务接入点较为分散,不易组成VP-RING环网时,可以在SDH环网中的部分节点接入ATM业务,组成SDH环网和ATM链形连接网共存的混合网。在此环链混合网中,ATM网络并不形成环网,而是由建立在SDH环网基础上的ATM主干节点组成主链,再由其它一般ATM节点组成支链,从总体上形成一个链形网络。
链形ATM网络可以在单个SDH环网基础上建立,也可以跨越两个或多个SDH环网建立。
竞争对手产品的技术特点
10/100M交换测试
厂家设备
烽火()
中兴()
华为()
CISCO
LUCENT()
二层交换功能测试
流量控制(全双工)
通过
通过
通过
不支持
通过
自协商
通过
通过
通过
通过
通过
MAC地址静态配置功能测试
通过
通过
通过
不支持
不支持
统计计数功能测试
通过
通过
通过
通过
通过
带宽可配
1~63个
VC12虚级联
1到63个
VC12虚级联
1到48个
VC12虚级联
VC4,
VC4-2C,
VC4-4C
1-2 VC3-V,
1-5VC-12V
端口业务汇聚
通过
通过
通过
通过FE-GE, FE-FE
支持
多径传输
通过
通过
通过
不支持
通过
MAC地址学习速度
148810/秒
2550/秒
MAC地址表容量
64K
8191
性能测试
吞吐量
%
(1VC12),
97-99%
(63VC12)
%
(1VC12),
100%
(47VC12)
%
(1VC12), %
(48VC12)
100%(VC4)
92-96%
(2vc3)
时延
1391-1752us
(63VC12)
535-1201us
(63VC12)
466-684us
(48VC12)
(FE-GE)
178-650us
长期丢包率
通过
通过
通过
*10-9
(FE-GE)
通过
VLAN
功能测试
VLAN功能
通过
通过
通过
通过
通过
(基于端口)
VLAN Trunk功能
通过
通过
通过
通过
支持,只能同时通过64个不同VID
VLAN支持的ID数量
通过(1-4094)
通过(1-4095)
2-4095
1-509
1-4093
VLAN优先级(选项)
通过
通过
通过
2 LEVEL
4个级别的优先级,pri:0-7
保护倒换测试
SDH层保护时间
通过()
通过()
通过(25ms)
通过
(小于50ms)
通过
二层交换保护时间
通过310ms)
通过(25s)
通过(25s)
通过(31s)
通过(48s)
以太环网保护(选项)
STP
STP
STP
STP
STP
设备保护(选项)
通过(1:5)
无
提供1:5保护
不支持
不支持
内部端口数量
(汇聚方向数)
2
8
16
4
8
采用封装协议
LAPS
PPP,LAPS
M-PPP
附加功能
节点间流控、多径传输保护
VLAN多生成树、QoS保证、多径时延处理等
多径业务保护,TLS用户隔离等
端口优先级
FE-GE汇聚
端口限速
评价
较好
较好
较好
好
较好
GE透传测试比较
厂家设备
烽火(
中兴(10G)
华为()
华为(10G)
西门子(10G)
CISCO
功能测试
流量控制(全双工)
通过
通过
通过
通过
通过
通过
自协商
通过
通过
通过
通过
通过
通过
统计计数功能测试
通过
通过
通过
通过
通过
通过
带宽可配
1-8VC4虚级联
1-24VC3连续级联
1到8个VC4虚级联
VC4-4C, VC4-8C
vc4 ,4 vc4(连续/虚级联)
vc4,vc4-2c,vc4-4c,vc4-8c
带宽共享(选项)
不支持
支持
不支持
不支持
不支持
不支持
端口业务汇聚(选项)
不支持
支持
不支持
不支持
不支持
不支持
多径传输
通过
不支持
通过(支持时延补偿)
不支持
本版本不支持
不支持
性能测试
吞吐量
15%(1VC4), 100%(8VC4)
100%
(24VC3)
100%
(8VC4)
100%
(VC4-8C)
(VC-4-4c)
100%(VC4-8C)
时延
490-691us(8VC4)
15-40us(24VC3)
294-330us(8VC4)
9-43us(VC4-8C)
(VC-4-4c)
完成
长期丢包率
通过
通过
通过
通过
通过
通过
保护倒换测试
以太网业务透传保护
通过()
通过(24ms)
通过(小于50ms)
通过(小于50ms)
通过()
通过(小于50ms)
设备保护(选项)
通过(1:1)
通过(1:1)
不支持
不支持
不支持
不支持
评价
较好
较好
较好
较好
较好
较好
ATM测试结果
测试项目
alcatel
maconi
烽火
中兴
华为
VPI最值测试
0-255
0-4095
通过
通过(1-255)
0-255
VCI最值测试
32-8191
32-65535
通过
通过(1-16383)
32-127
VP空间组播测试
通过
不支持
通过
通过
通过
VC空间组播测试
通过
不支持
通过
通过
通过
VP逻辑组播测试
通过
不支持
通过
通过
通过
VC逻辑组播测试
通过
不支持
通过
通过
通过
物理层告警测试
通过
通过
通过
通过
通过
ATM层告警测试
通过
通过
通过
通过
通过
15分钟性能监控测试
通过
通过
通过
通过
通过
CAC测试
支持CBR UBR ,不支持 VBR
通过
通过
通过
通过
信元传送优先级
CBR>UBR
CBR>VBR>UBR
通过
通过
CBR>VBR>UBR
层间保护测试
当前版本,仅支持SDH保护
仅支持SDH
通过()
通过()
通过
强制倒换测试(可选)
当前版本不支持
通过 200us
通过()
通过()
通过
设备保护测试
当前版本不支持
未测
通过(20ms)
不支持
通过
VP交换测试
通过
通过
通过
通过
通过
VC交换测试
通过
通过
通过
通过
通过
ATM交叉容量
等效8X8 VC4 or
34M OR 155M PER CARD
通过(622Mbit/s)
622Mbits/s
622Mbps
术语、名词解释
以太网交换机: 对以太网数据包进行二层或多层交换的交换机,一般可达到线速能力;
VLAN: Virtual LAN, 虚拟局域网,是现代以太网交换机的一个重要概念,提供划分一个网络为多个逻辑网络/广播区域的机制,能够提高网络性能和安全性。VLAN使用隐含标记(例如,传统的基于端口的端口号),或显式标记(例如,定义的VLAN标记头);
VID: VLAN标识,用于配置端口的发送,有效值1—4094。在MSTP中建议1~255;
PVID: 端口VLAN标识,缺省值为1
生成树: 一种防止网桥环回的协议,在中定义;
流量控制: 控制用户最高流量,保证网络提供足够的QOS;
地址学习: 对数据包的MAC地址和来源端口进行学习和记忆,以便快速进行交换;
地址过滤: 对数据MAC地址进行认证,防止非法用户进入;
带宽共享: 多个用户端口可共用一个系统侧(广域网)的端口;
端口业务汇聚:指多个系统侧(广域网)方向的业务汇聚到某一个用户端口;
BPDU: Bridge Protocol Data Unit(桥接协议数据单元);
CRC: 循环冗余校验;
FCS: 帧校验序列;
Virtual Bridge: 虚拟网桥,VLAN中的一个节点,每个设备可以成为多个虚网桥;
ATM:Asynchronous Transfer Mode 异步传输模式
SDH:Synchronous Digital Hierarchy 同步数字体系
VP/VC:Virtual Path/Virtual connection 虚通道/虚连接
PVC/SVC:Permanent virtual connection/ Switching Virtual Channel 永久虚连接/交换虚连接
SAR:Segmentation And Reassemble 封装/拆封
UTOPIA:Universal Test & Operations PHY Interface for ATM; ATM物理层通用测试口
OAM::Operation And Maintenance; 维护和运行
APC::ATM Port Controller; ATM端口控制器
ADM: 分插复用器
AIS: 告警指示信号
CAC: 连接允许控制
CBR: 恒定比特率
CDV: 信元时延变化
CER: 信元差错率
CLR: 信元丢失率
CMR: 信元误插率
CoS: 业务分类
CTD: 信元传送时延
ECC: 嵌入式控制通道
GFP: 通用成帧规程
GMRP: GARP 组播注册协议
GVRP: GARP VLAN注册协议
HCS: 信元头校验序列
IP: 互连网协议
LAPS: 链路接入协议-SDH
LOF: 帧丢失
LOS: 信号丢失
NE: 网络单元
MAC: 介质访问控制
ML-PPP: 多径点对点协议
MSP: 复用段保护
PPP: 点对点协议
PVC: 永久虚连接
QoS: 服务质量
SDH: 同步数字体系
SECB: 严重错误信元块
SNCP: 子网连接保护
STP: 生成树协议
TLS: 透明局域网业务
UAS: 不可用秒
UBR: 未指定比特率
UPC: 使用参数控制
VBR: 可变比特率
VCI: 虚通道标识
VLAN: 虚拟局域网
VPG: 虚通路组
VPI: 虚通路标识
附件(一些概念理解)
VLAN原理
VLAN技术通过把网络分成逻辑上的不同广播域,使网络上传送的包只在与自己位于同一个 VLAN的端口之间交换。这样就限制了某个局域网只与同一个VLAN的其它局域网相连,避免浪费带宽,从而消除了传统的桥接/交换网络的固有缺陷一一一包经常被传送到并不需要它的局域网中。同时改善了网络配置规模的灵活性,尤其是在支持广播/多播协议和应用程序的局域网环境中,会遭遇到如潮水般涌来的包。而在 VLAN结构中,可以轻松地拒绝那些其它 VLAN的包,大大减少网络流量。
采用 VLAN具有下述优势。
控制网络上的广播风暴
网络管理员必须控制网络上的广播风暴,其中最有效的方法之一是采用网络分段法,避免影响其余网络部分。这样,当某一网段出现过量的广播风暴后,不会影响其它网段的应用程序。网络分段可以保证有效地使用网络带宽,最小化过量的广播风暴,提高应用程序的吞吐量。随着网络向交换结构的转变,人们失去了路由器提供的防火墙功能。这样,广播风暴将发送到每一个交换端口,这也就是常说的整个网络是一个广播域。使用交换网络的优势是可以提供低延时和高吞吐量,缺点是增加了整个交换网络的广播风暴。
VLAN可以提供建立防火墙的机制,防止交换网络的过量广播风暴。使用 VLAN可以将某个交换端口或用户赋予某一个特定的 VLAN组,该 VLAN组可以在一个交换网中或跨接多个交换机,在一个VLAN中的广播风暴不会送到 VLAN之外,同样相邻的端口不会收到其它 VLAN产生的广播风暴。这样可以减少广播流量,为用户应用释放带宽,减少广播风暴的产生。
增加网络的安全性
过去的几年中,LAN的应用急剧增加,人们在LAN上经常传送一些保密的、关键性的数据。保密的数据应提供访问控制等安全手段。
使用共享式 LAN,安全性很难保证,只要用户插入一个活动的端口,即可访问网段上的广播风暴,广播域越大,被访问的广播包就越多,除非在 HUB中提供安全控制的功能。一个最有效和最容易的方法是将网络分段成几个不同的广播组,使网络管理员限制 VLAN中用户的数量,禁止未经允许而访问VLAN的应用。VLAN提供安全性防火墙,限制了个别用户的访问和控制组的大小及位置等。交换端口可以基于应用类型和访问特权进行分组,被限制的应用程序和资源一般置于安全性 VLAN中。
集中化的管理控制
通过集中化的 VLAN管理程序,网络管理员可以确定 VLAN组,并对其分配特定的用户和交换端口,设置安全性等级,限制广播域的大小,通过冗余链路负载分担网络流量,跨越交换机配置 VLAN通信,监控交通流量和 VLAN使用的网络带宽。
这些能力有效地提高了网络管理程序的可控性、灵活性和监视功能,减少了管理的费用,增加了集中管理的功能。
基于端口的VLAN
采用这种方式的VLAN中的数据帧增加了4字节的标记。格式说明如下:
目的地址(6)
源地址(6)
0x8100
0xXXXX
0x8100:VLAN标记的标识符;
0xXXXX内部格式定义:
P
P
P
C
V
V
V
V
V
V
V
V
V
V
V
V
P:优先级,0到7;
C:0,以太网,1,token ring;
V:VID,1到4094, 0是空VLAN ID,4095是保留值,注意,1是缺省值
使用了VLAN标记头,容许每个交换端口属于多个VLAN。
VLAN的配置
静态VLAN的设置,包括一个VLAN ID及其包含的端口的集合。一个VLAN可以包含多个端口,同样一个端口可能属于多个VLAN。当一个端口配置属于某一个VLAN后,从其他端口收到的标记为这个VLAN的帧才有可能从这个端口发送出去。
入口和出口的设置
为了对接收到的帧作VLAN处理,在帧的入口和出口需要加上必要的配置。这里需要考虑的问题包括,是否过滤标记帧,是否过滤非标记帧,是否做入口过滤,是否在出口去掉标记帧。根据的定义:
1 端口可配置为只接收标记帧,或接收所有标记帧和未标记帧;
2 设置端口过滤,如果端口收到的帧的标记VLAN不包含端口,则此帧被过滤;
3 当帧在出口发送时,可以设置是否将帧的VLAN标记去掉或保留。
生成树协议原理
生成树算法的目的是让网桥动态地发现拓扑结构的一个无回路子集(树),并且保证最大的连通度,即只要两个LAN之间存在物理上的连接,就有由此及彼的生成树路径。从而既保证网络极大的连通,又有效地避免环路可能带来的“广播风暴”。
生成树算法的基本思想是:让网桥相互间传递特殊消息(配置BPDU),其包含的信息使网桥可以进行以下工作:
1 在所有LAN的网桥中,选出其中一个作为根网桥(root);
2 其他所有网桥计算自己到根的最短路径;
3 对于每一个LAN,选出一个离根桥最近的指定网桥(designated bridge),负责其所在LAN上的包向根的转发;
4 各网桥选择一个给出到根网桥最佳路径的端口作为根端口(root port);
5 根端口及让本网桥成为指定网桥的端口构成生成树的有效端口。
数据通信就在生成树的有效端口之间进行转发和接收,而不会发到那些不包含在生成树内的端口上。
QOS和流量控制
Qos为用户业务保证配置的带宽,时延和优先级。实际上QoS保证了多个不相关的业务能够在同一个端口下根据配置工作,互不干扰地最大限度地利用端口的资源。流量控制是端口在通讯是发现资源不够而请求对方暂缓发送的机制,目的是满足用户业务不丢包的需求。通常QoS与流量控制是矛盾的,QoS认为业务超多配置的带宽限制就应该丢弃,而流量控制则只求不丢包,不管业务还有其他需求。
QoS的原理
QoS实际上限制端口的发送,原理是发送端口根据业务优先级上有许多发送队列,根据QoS的配 置和一定的算法完成各类优先级业务的发送。因此,当一个端口可能发送来自多个来源的业务,而且总的流量可能超过发送端口的发送带宽时,可以设置端口的QoS能力,并相应地设置各种业务的优先级配置。
流量控制
流量控制在10/100全双工下采用PAUSE帧方式完成,半双工下使用反压法实现。总之,通讯中的一方实施流控操作,对方则停止发送。因此对于一个端口,有可能收到的业务超过自己处理能力,并且业务要求不容许丢包,那么可设置此端口和对端具有流控能力。
QoS与流量控制
在端口流量控制使能的情况下,QoS能力消失。原因在于QoS是通过丢包来满足各业务类型的服务质量的,而目前流量控制尚无法区分业务类型,无法保证个别业务分配的带宽,且目标是不丢包,无法保证每个帧确定的时延。所以两种思路是矛盾的,针对不同目的,不能同时存在。
流量控制的应用
在端口处于半双工状态时,流量控制使用反压方式;全双工时采用 的pause帧方式。应用情况如下,流控的首要目的是在拥塞发生的时候不丢包。见下图。
在附图1的情况下两块SFE板间的带宽小于用户口LAN的吞吐量,拥塞位于连接两块SFE板的系统端口。在流控使能时为了防止系统端口出现丢包,交换芯片将通过用户端口向测试仪表发出PAUSE帧,使测试仪表暂停发送一段时间,因此测试仪表的发送流量下降,缓解了SFE系统端口的拥塞,从而达到流量控制的目的;
在附图2的情况下来自板2和板3两个系统端口的流量和大于100M,拥塞位于SFE板1的用户端口。在流控使能时为了防止用户端口出现丢包,交换芯片将通过板1的系统端口向板2和板3发出PAUSE帧,使板2和板3向板1的发送暂停一段时间,由于板1与板2及板3的距离可能很远,SFE1必须缓冲PAUSE的传送时间内来自板2和板3的以太帧,使SDH线路上来的以太帧到板1系统口的发送停止。另一方面,PAUSE帧到达板2和板3后,将使板2和板3向板1的发送暂停一段时间,其结果将可能导致板2和板3的系统口拥塞,最后板2和板3将通过用户端口向仪表发PAUSE帧使仪表的发送流量下降,从而达到流控的目的
QoS的应用
QoS是处理拥塞的一种方法,应用环境简单地可以分为附图3和附图4两种。附图3的连接方式是多个用户口业务共享一条系统口有限带宽的连接;附图4的情况是多个系统口业务共享一个用户口带宽,他们实际上都是多业务共享的资源分配问题。QoS的配置就是规定各端口在共享同一带宽时的优先级。
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