MSTP产品技术指导书.doc

目录1.产品概述22.遵循的技术规范和标准23.我司产品的发展概况34.产品的功能及技术特点44.1以太网透传(TGE2B)44.1.1 工作原理44.1.2 技术先进性、软硬件特点44.2 以太网交换 ( SFE8/SFE4 )54.2.1 工作原理54.2.2技术先进性、软硬件特点54.3 ATM ( AP1S4)74.3.1 工作原理74.3.2技术先进性、软硬件特点85.组网方式85.1 以太网透传组网85.2 以太网交换组网105.3 ATM组网155.3.1 VP-RING环网155.3.2 环链混合网166.竞争对手产品的技术特点177.术语、名词解释198.附件(一些概念理解)21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。1. 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。2. 遵循的技术规范和标准引用规范或标准描述YD/T 1022-1999SDH设备功能要求YDN 099-1998光同步传输网技术体制（修订）YDN 067-1998ATM交换机技术规范YDN 106.1-1999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 802.1D -1998 网桥功能定义，生成树协议IEEE Std 802.3-2000以太网的国际标准IEEE Std 802.1Q-1998VLAN定义，协议和算法等ITU-T X.86（2001）SDH上传送Ethernet的LAPS技术要求IETF RFC1662在类HDLC帧中的PPP协议IETF RFC2615PPP over SONET/SDHIEEE802.3ad/D2.0链路聚合功能ITU-T G.707(2000)同步数字体系的网络节点接口IETF RFC1661点到点协议（PPP）ITUT G.7042/Y.1305LCAS协议3. 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2.5G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-S320SFE4ZXSM150/600/2500ZXMP-S360SFE8 ，AP1S4ZXSM2500（V10.0）ZXMP-S380TGE2BAP1S8，SFE8，SGE2BUFE8ZXSM-10GZXMP-S390TGE2BAP1S8，SFE8，SGE2BUFE8SFE4： 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。4. 产品的功能及技术特点4.1 以太网透传(TGE2B)4.1.1 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=124）, 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。4.1.2 技术先进性、软硬件特点n 在用户侧提供2个符合IEEE 802.3z/Gigabit 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 802.3-1998 流量控制帧支持Ethernet 2.0、 IEEE 802.3 和带VLAN 标记的帧ln两个用户侧的光接口完全隔离，不会互相影响。n 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）1. 多模光口(1000BASE-SX)的参数：出纤光功率-9.5-4dB/消光比9dB/接收灵敏度-12.5dB/输入光功率-170dB 传输距离：220 m 使用 62.5/125m MMF 160 MHz*km 多模光纤275 m 使用 62.5/125m MMF 200 MHz*km 多模光纤500 m 使用 50/125m MMF 400 MHz*km 多模光纤550 m 使用 50/125m MMF 500 MHz*km 多模光纤2. 单模光口(1000BASE-LX)的参数：出纤光功率-9.5-3dB/消光比9dB/接收灵敏度-14.4dB/输入光功率-20-3dB 传输距离：550 m使用 62.5/125 m MMF多模光纤10 km使用 8/125 m SMF 单模光纤n 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UBRCBRVBRUBR通过通过CBRVBRUBR层间保护测试当前版本，仅支持SDH保护仅支持SDH 14.9ms通过（18.7ms）通过（18.7ms）通过强制倒换测试(可选)当前版本不支持通过 200us通过(0.66ms)通过（0.66ms）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 1.2Gbit34M OR 155M PER CARD通过(622Mbit/s)622Mbits/s622Mbps7. 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，802.1Q定义的VLAN标记头）；VID: VLAN标识，用于配置端口的发送，有效值14094。在MSTP中建议1255;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IEEE802.1D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-SDHLOF： 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8. 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。802.1Q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）0x81000xXXXX0x8100：VLAN标记的标识符；0xXXXX内部格式定义：PPPCVVVVVVVVVVVVP：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802.1Q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802.1Q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