MSTP四种业务类型

1 华为OptiX系列产品以太网组网应用关键字EPL EVPL EPLAN EVPLAN内容摘要随着Internet的高速发展，各种宽带接入和应用逐渐兴起，同时越来越多的新兴公司办公地点开始多元化，需要进行高速互连，而原有的窄带数据通信已经不能满足需求。在这种情况下，MSTP（多业务传送平台）技术就应运而生了，它可以对多种类型的以太网业务在SDH平台进行处理和传送。本部分主要了介绍了EPL、EVPL、EPLAN和EVPLAN以太网业务类型和组网应用的相关知识，并通过实际组网举例，主要帮助光网络维护人员更好的理解和掌握各种以太网业务的类型、组网应用以及各种组网间的差别，从而更好的维护MSTP网络。1.1 概述华为公司的MSTP设备遵循ITU-T G.etnsrv的建议，可支持以下四种以太网业务类型：l 以太网专线：EPL（Ethernet Private Line）l 以太网虚拟专线：EVPL（Ethernet Virtual Private Line）l 以太网私有局域网：EPLAN（Ethernet Private LAN）l 以太网虚拟私有局域网：EVPLAN（Ethernet Virtual Private LAN）EPL（Ethernet Private Line）以太网私有专线：以太网透传业务，各个用户独占一个VC TRUNK带宽，业务延迟低，提供用户数据的安全性和私有性。EVPL（Ethernet Virtual Private Line）以太网私有专线：又可称为VPN专线，其优点在于不同业务流可共享VC TRUNK通道，使得同一物理端口可提供多条点到点的业务连接，并在各个方向上的性能相同，接入带宽可调、可管理，业务可收敛实现汇聚，节省端口资源。EPLAN（ Ethernet Private LAN ）以太网私有局域网：也称为二层（L2）交换业务，实现多点到多点的业务连接。接入带宽可调，可管理，业务可收敛、汇聚。优点与EPL类似，在于用户独占带宽，安全性好。EVPLAN（ Ethernet Virtual Private LAN）称为以太网虚拟局域网服务，实现多点到多点的业务连接。内嵌入MPLS技术在VC TRUNK中隔离不同客户的信号，解决EPLAN无法处理的业务类型。1.2 以太网基本术语介绍MPLS-（Multiprotocol Label Switching，多协议标记交换）技术1.2.1 外部端口（PORT）外部端口（PORT），单板外部以太网物理接口，亦称作客户侧接口或用户侧接口，目前常用接口有10Base-T（5类线）, 100Base-TX（5类线）, 100Base-FX（多模光纤）, 1000Base-SX（多模光纤）, 1000Base-LX（单模光纤）等，如图1-1。1.2.2 VC TRUNKVirtual Container TRUNK ，VC TRUNK是通过VC 容器实现的传送通道，可以用连续级联技术实现，也可以用虚级联技术实现，虚级联技术将几个虚级联的VC看成一个传送通道。因为虚级联有连续级联无法比拟的优势，虚级联逐步成为主流，如图1-1。图1-1 外部端口和VC TRUNK关系1.2.3 以太网单元结构 以太网数据单板的工作原理基本类似，本节图1-2以1路千兆以太网信号为例，介绍EGS2板的工作原理。图1-2 EGS2板原理框图l 接收方向接口处理模块接入外部以太网设备（如以太网交换机、路由器等）送来的1000BASE-SX/LX/ZX信号，进行解码和串/并转换。然后进入业务处理模块，进行帧定界、剥离前导码、终结CRC（Cyclic Redundancy Check）校验码和以太网性能统计等功能，并根据业务形式和配置要求进行流分类（支持MPLS报文格式、L2 MPLS VPN（Virtual Private Network）报文格式、Ethernet/VLAN报文格式），依据业务配置添加Tunnel和VC双重标签实现业务的映射和转发。在封装模块完成以太网帧的GFP-F封装，最后送往映射模块进行基于VC-3、VC-12或其虚级联的映射，送入交叉单元。l 发送方向将交叉单元送来的基于VC-3、VC-12或其虚级联的信号进行解映射，然后送往封装模块进行解封装。业务处理模块根据设备所处的级别确定路由。根据业务形式和配置要求进行流分类。完成帧定界、添加前导码、计算CRC校验码和以太网性能统计等功能。最后经过接口处理模块进行并/串变换和编码由以太网端口送出。1.2.4 端口Tag 属性 以太网单板上的外部端口及VC TRUNK端口可设置Tag属性。端口Tag属性可对不同类型的信号包进行处理，目前有三种端口Tag属性：Tag aware, Access和 Hybrid。l Tag aware：端口设置成Tag aware后，该端口可对带有VLAN ID（Tag）的信号包进行透传，如果信号不带VLAN ID（Untag）则被丢弃；l Access： 端口设置成Access后，该端口会把PVID 加到不带VLAN ID（Untag）的信号包上去。如果信号本身带有VLAN ID（Tag）则被丢弃；l Hybrid：端口设置成Hybrid后，该端口会把默认的VLAN ID 加到不带VLAN ID（Untag）的信号包上去，如果该信号报带有VLAN ID（Tag）则透传。表1-1 数据单板对VLAN处理方法数据包端口TagUntagTag aware (入)透传丢弃Tag aware (出)透传Access (入)丢弃添加PVIDAccess (出)剥离VLAN IDHybrid (入)透传添加默认VLAN IDHybrid (出)如果VLAN ID相同，剥离VLAN ID，反之则透传OptiX NG-SDH中EMR0和ET1V2系列单板的Access(出) 和其它单板Hybrid(出) 的处理方式一样。对于Metro 3000等早期设备的部分数据单板无法支持Hybrid属性。对于早期的ET1V1系列单板对VLAN的处理方法稍有差别，见表1-2.表1-2 ET1V1单板对VLAN处理方法数据包端口TagUntagTag aware (入)透传丢弃Tag aware (出)透传Access (入)叠加PVID添加PVIDAccess (出)剥离VLAN ID1.3 以太网私有专线EPLEPL（Ethernet Private Line）就是以太网专线业务，以太网专线接入业务也可理解为透传，透传的含义就是用户数据在我们的接入、传送、落地过程中，我们的接入、落地设备和数据所经过的传送网对于用户的数据来说就象一条专线一样，除了VLAN路由配置方式下，单板数据入口处对接入数据进行了VLAN标记的识别并做出是否传送还是丢弃的判择外，用户数据在整个通路中完全透明的传送并交互。简单的理解就是在我们的接入设备中，透传就是点对点的专线业务类型。EPL通常用于以太网业务点到点透明传输。如图1-3所示，A和B公司分别占用不同VC TRUNK。另外，多个用户也可以共享VC TRUNK，相互之间通过VLAN ID隔离。图1-3 EPL业务应用（透明传送）EPL业务分类：点到点透传业务：端到端基于以太端口透传；PORT共享透传业务：基于端口和VLAN ID进行业务透传；VC TRUNK共享透传业务：通过VLAN ID在VC TRUNK中实现对多业务进行隔离。1.3.1 点到点透传业务如图1-4位于NE1的A、B两公司通过MSTP（Multi-service Transport Platform）设备传送数据业务到NE5，NE1和NE5站点各配置一块以太网业务处理单板。A公司和B公司的业务完全隔离。A公司和B公司使用的带宽可通过绑定VC12、VC3、VC4的数量而定。图1-4 EPL点到点透传业务示例两业务外部端口（PORT）和VC TRUNK的对应关系如下：对应关系NE 1NE 5A公司PORT1VC TRUNK1VC TRUNK1PORT1VC TRUNK1可绑定NVC-12/VC-3/VC4B公司PORT2VC TRUNK2VC TRUNK2PORT2VC TRUNK1可绑定NVC-12/VC-3/VC4小结：采用点到点的透明传送方式，EPL业务在线路上独享带宽，且和其它业务完全隔离，安全性高。适用于大客户专线应用。1.3.2 PORT共享透传业务通过对TAG标签（VLAN ID）操作的支持，以太网业务处理单板提供了外部端口共享功能，在组网应用中具有很大的灵活性。可以为用户提供点到多点透传业务，即一个站点的一个以太网口接入的用户业务可以根据以太网数据帧中携带的VLAN ID，被送到不同的站点；反向的多个站点的用户业务可以汇聚到一个站点的一个以太网端口。如图1-5所示，NE1的一个以太网口接LANSWITCH，该LANSWITCH将其所接的LAN划分为2个虚拟局域网，对不同虚拟局域网的数据加入不同的TAG标签，汇聚侧根据TAG信息，将LANSWITCH送来的数据分别通过不同的 VC TRUNK通道送往NE5不同的外部端口。由于带宽是按照VC TRUNK来进行分配的，在这种应用中，单独的一个VLAN分配到一个VC TRUNK中，就相当于VLAN的带宽可以得到保证。图1-5 EPL PORT共享透传业务两业务外部端口（PORT）和VC TRUNK的对应关系如下：对应关系NE 1NE 5C公司(VLAN=1)PORT3VC TRUNK3VC TRUNK3PORT3VC TRUNK3可绑定NVC-12/VC-3/VC4C公司(VLAN=2PORT3VC TRUNK4VC TRUNK4PORT4VC TRUNK3可绑定NVC-12/VC-3/VC4小结：MSTP设备可以实现EPL业务的汇聚，实现以太网业务点到多点的组网应用。通过VLAN标签的识别，可以使多条EPL业务共享PORT端口，节省端口资源。1.3.3 VC TRUNK共享透传业务由于一块以太网业务处理单板可以提供的VC TRUNK通道数有限，有时可以采用VC TRUNK共享的方式组网，在一个VC TRUNK通道中传输多个VLAN的以太网数据。在这种应用下，无法保证其中特定VLAN的带宽。如图1-6所示，NE2的一个以太网口接入2个VLAN，与NE3通过一个VC TRUNK互联。这两个VLAN的带宽都无法保证，其对VC TRUNK的带宽是自由竞争抢占的方式。应用举例：D和D用户为综合智能小区用户，分别位于NE2和NE3，两者之间需要进行通信。E和E用户为大集团公司用户，分别位于NE2和NE3，两者之间也需要进行通信。综合智能小区用户和大集团公司用户的业务完全隔离。由于综合智能小区集中在晚间，大集团公司用户流量高峰在白天，两用户可以共享300Mbit/s带宽。用户的以太网设备均可提供GE以太网光接口，但不支持VLAN。图1-6 EPL VC TRUNK共享透传业务两业务外部端口（PORT）和VC TRUNK的对应关系如下：对应关系NE 2NE 3D公司(VLAN=1)PORT1VC TRUNK1VC TRUNK1PORT1VC TRUNK1可绑定NVC-12/VC-3/VC4E公司(VLAN=2)PORT2VC TRUNK1VC TRUNK1PORT2VC TRUNK1可绑定NVC-12/VC-3/VC4小结：MSTP设备可以实现EPL业务的汇聚和线路上的带宽共享。通过VLAN标签的识别，可以使多条EPL业务共享PORT端口或共享VCTURNK，节省端口资源和带宽资源。共享带宽的用户以自由竞争方式来抢占带宽，适用于业务高峰相错的不同用户共享。1.4 以太虚拟专线业务EVPLEVPL（Ethernet Virtual Private Line）就是以太网虚拟专线业务。EVPL与EPL的区别：EPL提供了多个用户的数据可以共享使用同一个VC TRUNK所绑定的通道带宽的，共享通道中不能有不同用户但所带VLAN相同的数据，否则单板将不能从相同的VLAN数据中区分出属于不同用户的数据的（或者是，不同的PORT端口接入的数据中不能含有相同的VLAN ID，则单板将不能区分出属于不同PORT端口的数据）。而实际的用户需求和接入数据中是有一些却不是这样的，为了补充业务接入方式的不足，可以通过QinQ（VLAN嵌套）、MPLS等实现通道共享技术，对共享通道中的相同VLAN数据进行标识、区分，这样，就可以实现业务接入的数据共享通道中是可以有不同用户但所带VLAN相同的数据的（利用标签来区分数据）。同时做到了提供带宽共享；通过用户隔离技术保障数据的安全性的功能。这里有几个重要的关键词需要我们理解：1）通道共享；2）MPLS。EVPL在多个用户共享VC TRUNK，通常用于多个用户VLAN ID相同的情况下。如图1-7所示，A和B公司共享VC TRUNK1，VALN ID相同，业务通过MPLS标签隔离。图1-7 EVPL业务1.4.2 通道共享共享VC TRUNK通道给多用户使用，采用的方法是通过数据所携带的VLAN或MPLS标识的不同而区分、转发数据。这样，多个用户虽然共享了同一VC TRUNK,但却象得到了专线的业务品质一样的服务。通道共享的微观图示如下图1-9： 图1-9 通道共享微观图示1.4.3 EVPL组网应用由于两部门的接入VLAN标签相同，且需要共享带宽，因此需要添加MPLS标签进行识别。两个部门分别通过NE 1的PORT1和PORT2接入，添加不同的MPLS标签（Tunnel label和VC label）；经过以太网单板的汇聚处理后，所有业务通过一个VC TRUNK传送往NE 2。同样，NE 1的以太网处理板对来自NE 2的含有不同MPLS标签的业务进行处理，根据业务中不同的MPLS标签将数据分别送往两个部门。图1-10 EVPL业务应用（共享VC TRUNK）NE 2的以太网处理板对来自NE 1的含有不同MPLS标签的业务进行处理，根据业务中不同的MPLS标签将数据分别送往NE 2两个部门。同样，两个部门分别通过NE 2的PORT1和PORT2接入，添加不同的MPLS标签（Tunnel label和VC label）；经过以太网单板的汇聚处理后，所有业务通过一个VC TRUNK传送往NE 1。两业务外部端口（PORT）和VC TRUNK的对应关系如下：对应关系NE 1NE 2技术支持(VLAN=8)PORT1VC TRUNK1+MPLS标签1VC TRUNK1+MPLS标签1PORT1市场部(VLAN=8)PORT2VC TRUNK1+MPLS标签2VC TRUNK1+MPLS标签2PORT2VC TRUNK1可绑定NVC-12/VC-3/VC4小结：EVPL业务可以通过VLAN ID和MPLS标签的双重隔离，达到不同用户的业务隔离和同一用户间不同部门的业务隔离。即实现同一链路上多个相同VLAN数据的隔离。由于EVPL应用传输效率低，配置复杂，因此非特殊需要，建议采用EPL的组网方式。1.5 以太网私有局域网业务EPLANEPLAN（Ethernet Private Local Area Network）以太网私有局域网业务，如图1-12所示，A公司的3个分部可以相互访问，这时NE 3的以太网单板需要完成以太网二层交换功能。图1-12 EPLAN对于EPLAN和EVPLAN组网方式而言，其重要概念都是利用了二层交换。EPLAN组网可以实现EPL和EVPL组网中不涉及 MPLS方式的所有组网类型，且其特有的组网方式为多点共享。如图1-12所示，此种组网可以实现几个PORT端口之间的互相访问，这里需要注意的一点：由于普通的二层交换数据单板并没有环网公平的处理，所以各个单板之间对于共享路由的处理是恶性竞争的。即，线路VC TRUNK两端的站点占用此VC TRUNK的资源较多，离之越远，则资源占用的越少。且业界对于二层处理的级连也是有建议的，一般是不超过四级。请大家在组网应用的时候注意。1.6 以太网虚拟局域网业务EVPLAN EVPLAN（Ethernet Virtual Private Local Area Network）以太网虚拟局域网业务，如图1-15所示，A和B公司共享一个VCTRUNK，A和B的业务通过MPLS标签隔离。A公司的4个分