PTN技术原理介绍

PTN技术原理介绍◎◎22第一部分要点为什么需要PTN44移动通信技术的发展技术驱动数字技术业务驱动宽带业务驱动宽带业务 55无线回传超过100个电视频道视频记录/回访商业用户间千兆连接超过100个电视频道视频记录/回访商业用户间千兆连接灾备冗余恢复多个百兆速率接入互=交互视频应用=高清照片=高速互联网接入=高速互联网接入=远程教育=游戏=商务电话=无线视频==商务电话=数据中心合并=数字手机电视66承载网络现状部分省已建全省范围的城域数据网从全国范围来看城域数据网规模较小部分省已建全省范围的城域数据网从全国范围来看城域数据网规模较小核心层一般采用汇聚/接入层主要采用普通L2/L3交换机组网；采用星型、树型拓扑77业务IP化，光网络承载主体分组化光网络的数据流量增长迅猛，并占据主导，各种业务882G/3G时代TDM/ATM业务的透明传支持当前2G及今后3GTDM/ATM/IP任意比例的全面支持未来“接入－汇聚－核心－汇聚－接入”端分组环分组环 MSTP的发展与对分组传送的不足STM-N接口PDH接N接口ATM接ATM接口ATM层处理0202年MSTP模型04年MSTP模型增加部分05年MSTP模型增加部分再生段开销处理复用段开销处理再生段开销处理复用段开销处理映射交叉连接二层交叉连接二层交换GFPGFPPPPLAPSRPRMAC层处理接口二层接口二层交换MPMPLS层处理二层交换二层交换RPRMAC层处理STM-N接口复用段开销处理STM-STM-N接口复用段开销处理STM-N接口99MSTP向PTN的转型ATMRNCRNCFE/E1BSC大客户专线XRNC/BSCBRASNodeBE1/FEXRNC/BSCBRASNodeBE1/FEE1/FE/ATM大客户专线SDHÐRNC/BSCBRASEthernetE1/FERNC/BSCBRASEthernetE1/FEE1/FE/ATM大客户专线PTN（PacketTransportNetwork）基本特性分组业务的CoS更加丰富，因此分组传送网必须提光网络技术发展围绕分组化•传送单位比特成本低实现PTN的技术选择第二部分要点MPLS技术介绍流量提供了目标、路由、转发和交换等能力。更特殊OSPF。因为固定长度标签被插入每一个包或信元MPLS体系构架协议结构Exp：3比特，保留，用于试验，现在通常用做CoS（ClassofSeLDP：标签分发协议（LabelDistributionProtocol）CR-LDP：基于路由受限标签分发协议（ConstrainRSVP-TE：基于流量工程扩展的资源预留协议（resourceReservationProtocol–T-MPLS技术介绍保护倒换技术T-MPLS技术介绍转发面的某些复杂功能进行了简化，并增加了T-MPLS是国际电信联盟（ITU-T）标准解决传统SDH在以分组交换为主的网络环境中暴露出效T-MPLS是MPLS的子集与发展T-MPLSVs.MPLS不同项T-MPLST-MPLS体系构架,其引入了面向连接的OAM和保护恢复功,数据平面（传送平面）信息元件，主要包,紫色虚线代表NNIm；而黄色和紫色的实T-MPLS体系构架T-MPLS体系构架管理信息的传送。T-MPLS数据面主要功能是根据T-MPLS标签进行分组的转发，T-MPLS体系构架T-MPLS管理面之间的协同操作。管理平面执行的功能包括：性信令网络支撑。控制平面元件之间的互操作性以及过接口获得。控制平面的主要功能包括：通过信令接的能力，通过选路为连接选择合适的路由；网络能；自动发现邻接关系和链路信息，发布链路状态息以支持连接建立、拆除和恢复。控制平面结构不T-MPLS技术介绍），T-MPLS体系构架PTN采用MoENNILabelExpTTLT-MPLS的保护倒换技术G.8131定义的路径保护：1+1和1:1两种类型。G.8132定义的环网保护：Wrapping（环回）和Steering（转向）两种1+1路径保护倒换属单向倒换工作传送实体节点ZAI工作传送实体节点A节点ZAI节点A节点ZAI工作传送实体节点A节点ZAI保护传送实体保护域永久桥接选择器迹端点连接端点永久桥接选择器迹端点保护传送实体保护传送实体连接端点迹端点永久桥接迹端点永久桥接迹端点永久桥接选择器属双向倒换选择器桥接选择器工作连接有保护业务 一—保护连接无保护业务选择器桥接选择器工作连接有保护业务 一—保护连接无保护业务选择器选择器桥接Wrapping保护倒换第Q线连接节点B节点C节点B节点C节点A节点A每个方向上的环网带宽被工作和保护T-MPLS信号所共享节点D节点E节点D节点E---------节点F正常状态第Q线连接工作业务的保障带宽保护业务的保障带宽T－MPLS分组wrapping第Q线连接节点B节点A直通节点C节点B节点A直通节点C节点F节点E节点F节点E节点D节点D故障状态第Q线连接工作业务的保障带宽保护业务的保障带宽Steering保护倒换P2MP业务的保护倒换T-MPLS的OAM技术）－）－）：）：T-MPLS的OAM技术G.8114G.8114Y.1731Y.1731OAM帧PDU和外层的转发标记栈条目组成。转发标记栈条目内容同其它数据分OAM帧最前面的4个字节是OAM标记栈条目，各字段定义如下：Labl_14：20位标记值，值为14，表示OAM标记；MEL：3位MEL，范围为0-7；S：1位S位，值为1。表示是标记栈底部；TTL：8位TTL值，取值为1或MEP到指定MIP的跳数+1，第5个字节FunctionType：8位OAM功能类型。另外，部分OAMPDU需要指定目标MEP或MIP，即MEP或MIP标识，根据功能类型的不同，可以是如下三种格式之一：13位MEGID和13位MEP/MIPID；lCC(ContinuityandConnectivityCheck)：检测连接是否lAIS(AlarmIndicationSignal)：维护信号，用于将服务层路径失效信号通知到客户层。lRDI(RemoteDefectIndication)：维护信号，用于近端检测到失效之后，向远端回馈一个远端缺陷指示信号。lLB（Loopback）：环回功能。MEP是环回请求分组的发起点。环回的执行点可以是MEP或者MIP。lCSF(ClientSignalFail)用于从TMPLS路径的源端lCSF(ClientSignalFail)用于从TMPLS路径的源端另一个MEP发送的测试请求信号。 MCC(ManagementCommunicationChannel)：由G.tmpls-mgmtSSM(SynchronizationStatusMessage)：由G.8261定义，发送VS(VendorSpecific)：用于发送设备提供商特定功能的OAM帧。SCC(SignalingCommunicationChannel)：用于一个MEP向对等PTN的技术发展：T-MPLS到MPLS-TP的历程ITU-T与IETF互相妥协与发展生存性、网管和控制平面7月7月2月2008年2月2008年9月6月2月12月2009年2007年MPLS-TP转发机制同MPLS转发机制关于LSP机制同T-MPLS如双向p2p、无merging等不需IP包转发组播规范为p2mp、而不是mp2mpMPLS-TPOAM连续性检查（CC：ContinuityCheck）连接确认（CV：Connectivityverification）性能管理（PM：Performancemonitoring）packetlossmeasurementdelaymeasurement告警抑制（AIS：Alarmsuppression）远端完整性（RI：RemoteIntegrity）T-MPLSLSPOAM帧结构MPLS-TPLSPOAM帧T-MPLSLSPOAM帧结构MPLS-TPLSPOAM帧MPLS-TPPWOAM帧S PSTTVerChannelTypeVerChannelTypeMPLS-TP中生存性要求环保护:保护故障范围：光纤、节点，环的段层线性保护:MPLS-TP的管理平面F-FaultManagement故障A---AccountingManagement计费管理P---PerformanceManagemenMPLS-TP的控制平面MPLS-TP的控制平面同传统ASON信令、路由、流量工程和基于约束的链路建立其中，已明确PW的信令协议：LDPLSP：信令协议：RSVP-TEQoS技术介绍QoS服务模型Best-Effortservice（尽力而为服务模型）service（综合服务模型，简称Int-Serv）Differentiatedservice（区分服务模型，简称Diff-Serv）QoS技术包括流分类、流量监管、流量整形、接口限速、拥塞管理、拥塞避免等。下面对常用的技术简单进行一下介绍。QoS技术在网络中的位置QoS处理过程QoS技术介绍优先级介绍）： 流量监管、流量整形和接口限速简介令牌桶（TokenBucket）令牌桶可以看作是一个存放一定数量令牌的容器。系统按设定的速度向桶中放置令牌，当桶中令牌满时，多出的令牌溢出，桶中令牌不再增加。用令牌桶评估流量CIR（CommittedInformationRate）PIR（PeakInformationRate）CBS（CommittedBurstSize）EBS（ExcessBurstSize）突发尺寸CBS即令牌桶的容量，每次突发所允许的最大的流量尺寸。设置的突发尺寸必须大于最大报文长度。每到达一个报文就进行一次评估。每次评估，如果桶中有足够的令牌可供使用，则说明流量控制在允许的范围内，此时要从桶中取走与报文转发权限相当的令牌数量；否则说明已经耗费太多令牌，流量超标了物理接口限速拥塞管理对于拥塞管理，一般采用队列技术，使用一个队列算法对流量进行分类，之后用某种优先级别算法将这些流量发送出去。每种队列算法都是用以解决特定的网络队列调度对不同优先级的报文进行分级处理，优先级高的会得到优先发送。这里介绍三种常用的队列：严格优先级SP（Strict-Priority）队列、加权轮询WRR（WeightedRoundRobin）队列和加权公平队列（WeightedFairQueuing）。SP队列WRR队列基本WRR队列：基本WRR队列包含多个队列，用户可以定制各个队列的权重、百分比或字节计数，WRR按用户设定的参数进行加权轮询调度。分组WRR队列：所有队列全部采用WRR调度，用户可以根据需要将输出队列划分为WRR优先级队列组1和WRR优先级队列组2。进行队列调度时，设备首先在优先级队列组1中进行轮询调度；优先级队列组1中没有报文发送时，设备才在优先级队列组2中带最大时延的WRR队列：带最大时延的WRR队列调度算法与基本WRR队列相比，一个特别之处是，保证在优先级最高的队列中的报文从进入队列到离开队列的最大时间不超过所设定的最大时延。WFQ队列行流分类，并且尽可能多地提供队列， 我司PTN产品QOS特点流量分类方面，将数据报文划分为多个优先级或多个服务类，如使用DSCP（DifferentiatedServicesCodePoint）中ToS（TypeofService）域的前6位，则最多可分成64类。在分类后，可以将其它的QoS特性应用到不同的分类，实现基于类的拥塞管理、流量整形等。流量分类是对报文实施QoS策略的前提条件。烽火科技PTN设备可以实现基于BE、AF1、AF2、AF3、AF4、EF、CS6、CS7八组PHB（Per-HopBehavior）。在不需要QoS保证或不进行流分类的情况下，或者报文通过流分类没有相匹配的规则时，对报文作尽力转发BE（Best-Effort）处理。带宽控制方面，烽火科技PTN设备支持CAR（CommitAccessRate）功能即约定访问速率，采用两种染色模式：Color-Blind（色盲模式）和Color-Aware（色敏感模式）。两种模式均对报文按照令牌桶的CIR（CommittedInformationRate）和PIR（PeakInformationRate）与报文的当前速率进行比较，超过PIR的报文染红色，超过CIR但是低于PIR的报文染黄色，低于两者的报文染绿色。区别在于Color-Aware模式下，如果报文本身带有颜色，会与报文本身的颜色比较，取更深的颜色。然后通过流量限速功能。对染色后的报文是否丢弃进行处理，以便限定该流量的接入速率。设备支持流量限速的默认处理规则为：红色报文丢弃，黄色、绿色通过。队列调度方面，我司PTN设备支持严格优先级队列SP（StrictPriority）调度模式、加权公平队列WFQ（WeightedFairQueuing）或赤字加权轮询队列DWRR（DeficitWeightedRoundRobin）调度模式，以及支持优先级队列SP+WFQ或SP+WRR调度模式，对流分类后的队列进行调度。拥塞控制方面则在拥塞时采用尾丢弃和WRED（WeightedRandomEarlyDetected）方式丢包。通过这些丢弃方式，对网络拥塞情况进行缓解。尾丢弃有一个缓存队列对报文进行缓存，缓存过程中不区分报文丢弃级别。当缓存队列满时，固定丢弃后来的报文。WRED可以感知报文的丢弃优先级（颜色），基于不同的丢弃优先级给报文设定丢弃高、低门限和丢弃概率，从而对不同丢弃优先级的报文提供不同的丢弃特性。我司PTN产品QOS特点），我司PTN层次化QOSPTN设备通过全面的层次化QoS调度，能为每用户组、每用户、每用户业务分层提供基于流的精细化QoS管理。层次化处理基本思路是业务通过接入侧进入网络，先通过PTN网络提供端到端透明传送路径，即通过伪线层（PW）完成业务的统一封装。PTN采用IETF定义的PWE3协议，实现多业务的分组化封装，保持传送网与业务网的相对独立。然后通过LSP隧道层嵌套多个同路由的PW业务路径，在传输过程中确定流向和流量，构成端到端传送通道，实现带宽分配、灵活调度、端到端的故障隔离功能。多个LSP隧道层形成段层，对应一段独立的光纤链路，显示链路的状态、性能。因此，整个PTN网络分层模型，就是包括：伪线层（PW）、LSP隧道层和段层，实现业务路径、传送通道和物理链路等不同逻辑功能的层次化处理。QoS可以基于这三层的不同组合分别进行流量分类、监管、整形、拥塞管理等处理。设备具备强大的分流能力(简单和复杂分流)，每条流的PIR、CIR独立可配，每条流具备入口优先级的指配/自动映射(802.1p->PHB)、出口优先级的指配/自动映射(PHB->EXP)；另外采用隧道层/伪线层双管道模型时，可以实现隧道层的PIR，同时可为该隧道层内的每个伪线通道实现CIR；采用伪线层/流双管道模型时，可以实现伪线层的PIR，同时可为该伪线通道内的每条流实现CIR数据业务框架征属性构成。该建议定义的以太网业务由G以太网专线（EP_LINE）以太网虚拟专线（EVP-LINE）以太网专用网（EP-LAN）以太网虚拟专用网（EVP-LAN）A公司NE1NE2A公司A公司A公司NE1NE2EVPL(EthernetVirtualPrivateLine)——以太网虚拟私有专线EVPL与EPL的主要区别是不同的用户需要共享带宽因此需要使用A公司NE3NE2A公司NE1A公司EPLAN（EthernetPrivateLocalAccessNetwork）——以太网私有专网NE3NE2NE1PTN产品系列（MPLS-TP/PBT兼容）CiTRANS600系列PTN设备特性线路接口：对数据流进行包分类、标签处理、队列整理、流量整形等处理以太网：支持FE/GE速率的以太网业务，支持分组业务组播，支持层次化QoSTDM：支持TDM业务的处理，提供E1业务、STM-N等SDH业务接口组网模式：可组建链状、星型、环网、相交环、相切环、日型环、MESH网等方式线性保护：可提供线性1+1和1:1的LSP保护、1+1/1:1SNC/S保护环网保护：可提供Wrapping（环回）和Steering（转向）环网保护、MESH保护及恢复层次化管理：面向连接的端到端的OAM管理，支持层次化QoS系统兼容性：可与烽火通信其它产品纳入同一管理平台OTNM2000/2100/3000丰富的接口：具有F，f、DEBUG，MBUS，CTR，ALM，提供外部事件监测和控制同步以太网：提供同步以太网方式，实现网络时钟（频率）同步时间同步：基于IEEE1588V2协议，实现网络的时间同步功能主要部件：设备交叉时钟、网管等主控盘、电源盘等均可提供1+1的冗余备份业务单盘：E1、FE业务单盘还可提供1:N的TPS保护CiTRANS660系统功能介绍CiTRANS660设备介绍子框分为上下两层，单面插板，各有16个机盘槽位,可根据设置的温度界限采用不同的转速6单盘类型单盘密度单盘类型单盘密度接入容量GE