41-MSTP基础培训-MSTP与SDH PTN.ppt

1、第1页,MSTP基础培训- MSTP技术与其它技术对比第四天（29日）上午,第2页,内容,MSTP与SDH技术对比 PTN技术简介 MSTP与PTN技术对比,第3页,内容,MSTP与SDH技术对比 PTN技术简介 MSTP与PTN技术对比,IEEE 802.3 Eth, FE, GBE,SDH,RPR,业务 Eth, FE, GBE, 10GE (802.3x/802.1q/802.1p) VLAN 双标签 P2P, P2M, MP2MP 灵活的TDM和以太网的组合 保证QoS,VCAT/ GFP/RPR/LCAS/L2交换 RPR acc. IEEE 802.17 业务汇聚 RSTP/MST

2、P 无阻塞容量调整 VC组保护,SDH - 高可用性 成熟可靠的技术 优化的网络设计 先进的网络管理能力,LCAS,IEEE 802.1q VLAN,L2 switch,VCAT,GFP,VLAN双标签,MSTP与SDH技术对比 -MSTP与SDH技术对比,第4页,第5页,内容,MSTP与SDH技术对比 PTN技术简介 MSTP与PTN技术对比,PTN 是指可以在WAN/MAN 范围内支持以分组业务为主的客户层网络的传送服务层网络，支持传输资源的统计复用及操作、管理和维护 电信级以太网业务的最佳实现方式，是以太网扩展技术和传送技术相结合的产物 分组传送网有利于现有的传输网络资源向分组化传送演进

3、的平滑过渡 不仅仅只是实现技术的问题。实现电信级分组传送的技术有很多，包括RPR，T-MPLS，G.8032/ERP电信级以太环网，PBB-TE等 是一个系统范畴，从技术、设备、网管、与其它业务设备各种形式的互通，到产业链的成熟，生产、工程、物流、培训体系的完善，缜密的维护、互通、升级、演进、替换解决方案,分组业务得到最大效率的传输 传输的规划和操作维护习惯被最大程度的保留,PTN技术简介 -分组传送网 (PTN)概念,第6页,“EVC”以太网虚电路实现以太网流的透明传输 严格的面向连接，可预知的传送路径 电信级以太网业务E-Line，E-LAN，E-Tree，仍然支持TDM业务 更加适合于I

4、P业务特征的“柔性”传输管道 传输级别的业务保护和恢复 继承自SDH的操作、管理和维护机制 (OAM) 可利用各种底层传输通道：SDH/Ethernet/OTN 业务QoS的区分和保证，灵活提供SLA 严格的业务隔离，保证了业务安全性 增强的网络同步，可同时支持高性能的频率与时间同步 结合控制平面实现资源的自动配置及网状网的高生存性 强大的网络管理平台，对于分组传送业务的完全控制,PTN设备是融合多种传送层技术的设备,CIR=100M,EIR=100M,PTN技术简介 -分组传送网的特征,第7页,最初，由ITU-T定义T-MPLS，后续由IETF/ITU-T JWT工作组负责标准制定，命名为M

5、PLS - Transport Profile（MPLS-TP） 一种面向连接的分组交换网络技术 利用MPLS标签交换路径，省去MPLS信令和IP复杂功能 支持多业务承载，独立于客户层和控制面，并可运行于各种物理层技术 具有强大的传送能力（QoS、OAM和可靠性等）,取消IP 增加双向LSP 增加OAM和保护,简化和增强,IP header,IP Payload,IP,Encapsulation,PHY,MPLS header,IP payload,IP header,Encapsulation,PHY,MPLS,(opt),Encapsulation,T-MPLS,MPLS header,p

6、ayload,Encapsulation,PHY,(opt),Encapsulation,MPLS-TP = MPLS - L3复杂性 + OAM + 保护,PTN技术简介 -PTN实现方式：MPLS-TP/T-MPLS技术,第8页,T-MPLS,MPLS-TP,ITU-T提出T-MPLS的初衷是扩展IETF MPLS的功能子集用于满足传送网络的面向连接的需求（如OAM、保护等）。 随后IETF发现这些扩展与现有MPLS标准不兼容 最终ITU-T和IETF决定成立联合工作组（JWT）重新评估T-MPLS的需求，得出结论ITU-T传送需求可扩展IETF MPLS架构实现，这些扩展被称为Trans

7、port Profile for MPLS（即MPLS-TP）,PTN技术简介 -T-MPLS/MPLS-TP演进原因,第9页,PTN（MPLS-TP）为实现类似SDH的面向连接的端到端OAM，去除了IP/MPLS众多无连接的特性,PTN技术简介 -PTN（MPLS-TP）与IP/MPLS设备功能差异,第10页,Client D,Client A,Client C,Client B,Client C,Client B,Client A,Client D,业务层: 可以是任何二层信号(Ethernet, ATM, FR, TDM CES) 采用 IETF PWE3或IP/MPLS方式映射,物理段

8、层: 可以是任何的一层信号(Ethernet, SDH, OTN+WDM ),T-MPLS 设备 (具备对通道和路径的交换能力),PTN技术简介 -PTN管道模型,第11页,高阶通道层 (HO-VC),低阶通道层 (LO-VC),再生段层 (RS),复用段层 (MS),TMP通路层(LSP/Tunnel),TMC通道层 (PW),物理媒介层 (Fiber /Copper),TMS段层 (以太网/SDH),为一个或多个客户业务提供更大的传送网通路 提供传送网隧道的连接建立和监控 提供对TMS段层的适配 等效于MPLS的隧道层（Tunnel），而TunnelLSP唯一标识相同源宿的标签交换路径,为

9、客户提供端到端的传送网业务 将业务净荷适配封装，实现最贴近业务层的监控 封装后映射到TMP通路层承载 等效于MPLS的PWE3协议的伪线层（PW）,在物理媒介上，实现对比特流的传送，并具备对网络物理故障的监测和定位能力 可以是光媒介或电媒介，例如光纤、铜缆甚至无线等,保证传送网通路上相邻节点间信息完整性传递的物理连接 完成对固定传送网通路的承载和支撑连接的建立，并对链路的质量好坏进行监控 例如以太网、SDH、OTH、波长通道等数据链路层,业务净荷 TDM,业务净荷 以太网、TDM、ATM,SDH,PTN,PTN技术简介 -类似SDH的PTN（MPLS-TP）分层模型,第12页,传送平面：实现各

10、种业务的传送处理功能，如封装、转发、流控、交换等，并实现保护和OAM开销处理 管理平面：完成设备拓扑管理、配置管理、告警性能管理、安全管理 控制平面：通过信令和路由协议实现业务的建立、保护恢复,MPLS-TP/T-MPLS,PWE3,IP、Ethernet、ATM、SAN E1/T1、STM-N,Ethernet/SDH/OTH,传送平面,传 送 平 面,控制平面,管理平面,控 制 平 面,管 理 平 面,PTN技术简介 -PTN设备基本功能,第13页,OAM,分组交换矩阵,TDM CES,同步处理,设备管理监控,Ch STM-1,IMA/TDM E1,控制平面,ATM CES,EMS,保护,

11、PTN,MSTP,Router,基站,CPE,ETH 通道,ETH通道,流量管理,PTN,Router,10GE/GE/FE,10GE/GE/FE,TDM EOS,ATM STM-1,ETH通道,ETH通道,ETH通道,UNI,NNI,传统业务预处理，如SDH映射、TDM业务的电路仿真等,故障定位 性能监控,故障检测时间3.3ms310ms 保护倒换时间50ms,报文处理 标记交换,业务交换（热备）,流量调度 基于业务流的QOS策略,拓扑管理 配置管理 告警性能管理 安全管理,路由和信令 保护恢复,1588v2时间同步 同步以太,PTN技术简介 -PTN设备功能框图,第14页,PTN技术简介

12、-PTN业务模型,第15页,MAC DA,MAC SA,C-tag(optional),Data,PW Label,Tunnel Label 1,Ethernet Header 1,MAC DA,MAC SA,C-tag(optional),Data,PW Label,Tunnel Label 2,Ethernet Header 2,MAC DA,MAC SA,C-tag(optional),Data,MAC DA,MAC SA,C-tag(optional),Data,Provider Network,MAC DA n,MAC SA n,0 x8847,Ethernet Header n,P

13、TN技术简介 -以太网业务封装格式,第16页,PTN技术简介 -TDM业务封装格式,第17页,线性保护倒换：G.8131定义的路径保护 主要包括无协议的11方式和基于协议的1：1/1：N方式，可以对端到端路径或者端到端路径上的每个区段（节点或链路）进行保护，其中11和1：1为独享保护，1：N为共享保护。 采用11时工作路径和保护路径都承载业务并采用双发选收的模式 采用1：1时在网络正常情况下仅工作路径承载业务，备用路径空闲（也可运行其他较低优先级的业务），在网络故障情况下，通过协议切换到备用路径承载业务（可抢占其他较低优先级的业务） TE FRR是基于协议的区段1：1方式，属于1：1线性保护的

14、一种实现方式。一般对端到端路径上的每个区段分别做1：1线性保护。,PTN技术简介 -MPLS-TP的保护倒换技术：线性保护,第18页,工作原理,技术特点： 采用MSTP的通道保护原理，双发选收； 倒换时间最短； 保护路径不能传送业务； LSP标签占用大、带宽利用率低； 主用、备用 LSP应配置相同标签来减少标签数,PTN技术简介 -线性1+1保护,第19页,工作原理,技术特点： 采用SDH的通道保护原理，源宿节点两端桥接； 倒换时间相对1+1长，小于50ms； 保护路径可实现次要业务传送； LSP标签占用大、带宽利用率低； 主用、备用 LSP应配置相同标签来减少标签数,PTN技术简介 -线性1

15、:1保护,第20页,环网保护倒换：G.8132定义的环网保护 环网保护是基于协议的区段共享方式。一般对环网上的每个区段分别做保护，不同区段的备用路径可以共享。 在网络正常情况下，端到端路径经过的各个区段的备用路径空闲（也可运行其他较低优先级的业务）；在某个区段故障时，有两种实现方式，一种是wrapping （环回）方式，故障区段的相邻节点通过协议切换到该区段的备用路径，另一种是steering方式（转向） ，源宿节点通过协议切换到备用路径。 由于环网保护为共享方式，在资源利用率方面比11和1：1线性保护更有优势，因此在各种保护方式成熟情况下，应优选环网保护（例如，现网MSTP以复用段共享环网保

16、护为主）。 环网保护的跨环问题可考虑与其他保护方式结合,PTN技术简介 -MPLS-TP的保护倒换技术：环网保护,第21页,Wrapping,技术特点： 属于段层保护，类似SDH的复用段保护原理，在故障处相邻两节点进行桥接； 采用TMS层OAM中的APS协议，实现小于50ms 倒换； 段层保护，节省大量LSP条目数和配置工作量； 无需每条LSP 3.3ms间隔的开销帧，大幅提高业务通道的传送带宽； 在分布型业务模型下，环网带宽利用率更高。,PTN技术简介 -环网保护倒换技术Wrapping,第22页,技术特点： 属于段层保护，故障处相邻两节点通过APS协议分别告知所有经过故障点的业务的源、宿节

17、点，源、宿节点在各自节点处倒换； 受影响网元较多，倒换协议复杂，倒换时间难以保证50ms； 段层保护，在节省LSP条目数和配置工作量、提高传送带宽方面的优势同Wrapping。,Steering,PTN技术简介 -环网保护倒换技术Steering,第23页,LAG（链路聚合） DNI（双节点互连） 基于GMPLS控制平面功能实现网络保护和恢复技术的结合,PTN技术简介 -其它保护方式,第24页,应先规划好每条业务的属性，提供一张业务属性分配表备案，以便进行业务配置和业务调整时参考。具体业务属性分配表应至少包括如下信息： 业务标识名称（包括所属业务大类或大客户） 业务类型（仿真或以太网业务E-L

18、ine/E-LAN/E-Tree） UNI客户侧业务描述：VLAN ID/VLAN优先级（或DSCP优先级） 业务PTN承载描述（包括PTN网络中的优先级和CIR/PIR） 业务起点和业务终点 业务路径描述（包括工作路径和保护路径） PW标识和Tunnel标识,PTN技术简介 -PTN承载业务和管道描述,第25页,层次化QoS一般作用于汇聚层，因为只有汇聚层节点需要同时汇聚来自各个接入环的各种类型的业务，并且有可能产生阻塞，需要对不同用户不同大类的业务内部进行优先级调度。而在接入层每个接入节点业务流向比较单一，基本按照GE环网保证物理带宽设计流量，在进入汇聚层之前不存在阻塞调度问题。 层次化Q

19、oS一般2层即可，第一层用于区分业务大类或客户，主要体现在网络带宽分配上。第二层用于区分某一业务大类或客户内部不同业务流的优先级，主要体现在优先级（时延性能）分配上。基于这样的架构比较清晰，不宜采用更多层次，否则将产生非常复杂的业务管理。过深的层次不仅体现不出传输层的传送效率（承载颗粒传送，非精细化业务流处理），而且会降低整个网络的转发性能。,PTN技术简介 -层次化QoS考虑,第26页,基于硬件的OAM 性能和告警管理 类似SDH: LOS，RDI，AIS 端到端的性能管理 OAM 层面：Ethernet，T-MPLS/MPLS-TP,IEEE 802.3ah,Link OAM,Link O

20、AM,ITU Y.1731 OAM,Connection layer OAM,FE,PTN,IEEE 802.1ag /ITU Y.1731,Service OAM（UNI to UNI）,LSP,PW,CE,CE,PTN,PTN,T-MPLS/MPLS-TP OAM,PTN技术简介 -OAM-PTN,第27页,PTN的OAM机制，可以实现类似SDH丰富开销的能力 实现分层（业务、管道）的网络故障自动检测，保护倒换，性能监控，故障定位，信号的完整性等功能 业务的端到端管理，和级联监控 支持连续和按需的OAM,T-MPLS Channel,T-MPLS Section,Client Servic

21、e (e.g. Ethernet),Transport Service,Client Service,T-MPLS Path,Domain A,Domain B,T-MPLS Domain A,T-MPLS Domain B,PTN技术简介 -PTN的OAM机制,第28页,PTN的OAM机制可实现类似SDH丰富开销的能力，以满足电信级网络管理维护的要求。 PTN的OAM主要功能特征： 支持层次化OAM功能，提供了最多8层（07），并且每层支持独立的OAM功能，来应对不同的网络部署策略。一般分为TMC、TMP、TMS和接入链路层面 提供与故障管理相关的OAM功能，实现了网络故障的自动检测、查验、

22、故障定位和通知的功能 在网络端口、节点或链路故障时，通过连续性检测，快速检测故障并触发保护 在故障定位时，通过环回检测，准确定位到故障端口、节点或链路 提供与性能监视相关的OAM功能，实现了网络性能的在线测量和性能上报功能 在网络性能发生劣化时，通过对丢包率和时延等性能指标进行检测，实现对网络运行质量的监控，并触发保护 提供告警和告警抑制相关的OAM功能 告警机制可以保证在网络故障时产生告警，从而及时、有效关联到故障影响的业务 网络底层故障会导致大量的上层故障，上游故障会导致大量的下游故障，AIS/FDI等告警抑制可以屏蔽无效告警 提供用于日常维护的OAM功能，包括环回、锁定等操作，为操作人员

23、在日常网络检查中提供了更为方便的维护操作手段。,PTN技术简介 -PTN的OAM功能,第29页,PTN技术简介 -PTN的QoS机制,第30页,PTN技术简介 -多级带宽保障等级,第31页,按照端口分类 基于C-VLAN（802.1Q） 基于S-VLAN（802.1ad）,802.1p位 IPTOS位 手工设置,流分类规则,根据用户数据帧,对入口数据包着色 （通过EXP位）,PTN技术简介 -流分类和着色机制,第32页,G 10 Mb/s R 15 Mb/s B 1,G 10 Mb/s R 15 Mb/s B 3,G 10 Mb/s R 15 Mb/s B 4,Service Access P

24、oint,Client 1 VLAN 412,Client 2 VLAN 413,Client 3 VLAN 414,Service Provider VLAN 412/413/415,100Mb,PTN技术简介 -QoS和公平接入技术,第33页,业务3,业务2,业务1,TMP/TMC,CIR,PIR,业务安全 同一板卡的多类业务可分别独立成逻辑子网 子网之间相当于完全物理隔离，广播包仅限子网内，伪造包也不可能跨子网 QoS 业务1、业务N可按端口、VID、或者MAC地址来划分 每类业务可分别设置QoS 以64K/1M为步长，设置CIR（保证带宽）、PIR（峰值带宽） 每类业务还可设置CoS（

25、服务等级） 制定CIR以外业务服务优先等级 出口可实现SP（严格优先级）、WFQ（加权平均）等队列调度,PTN技术简介 -QoS处理,第34页,采用类SDH的时钟同步方案，通过物理层串行比特流提取时钟，实现网络时钟（频率）同步 源站点通过以太物理层的Bit流携带从BITs或其它源获得的高精度时钟信息，接收节点可以从以太物理层中恢复出数据和时钟信息 同步以太网时钟精度由物理层保证，与以太网链路层负载和包转发时延无关 以太信号以 8B/10B 的长度编码， 它的好处是不会出现连续的1 或者0 (不超过8位). 这个有利于提高时钟恢复的精度 时钟的质量等级信息可以通过专门的SSM帧进行传送 PTN的

26、同步以太时钟具有高稳定度，精度达到15ppb，相关标准为G.8261,PTN技术简介 -同步以太技术：解决频率同步问题,第35页,关注指标 频率准确度/漂移抖动/牵引入/牵引出范围 输入/输出定时信号 定时功能的选择 同步以太网的组网,PTN技术简介 -同步以太技术：解决频率同步问题,第36页,IEEE 1588全称是 “网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准” IEEE 1588定义了一个在测量和控制网络中，与网络交流、本地计算和分配对象有关的精确同步时钟的协议（PTP: Precision Time Protocol） IEEE 1588 v2(PTP)协议：通过主从设备间消息传递，计算

27、时间和频率偏移以及中间网络设备引入的驻留时间，从而减少定时包受存储转发的影响，实现主从时钟和时间的精确同步。,PTN技术简介 -IEEE 1588v2同步技术：解决时间同步问题,第37页,BC-1,BC-2,BC-3,BC-4,BC-n,Slave,Master,PLL,osc,每个BC都有一个本地晶振，控制环路通过调整其振荡频率实现和主钟的同步。所以级联的BC等效于级联的控制环路： 当信号通过这一串锁相环时，抖动峰值将会被累积，从而导致系统的不稳甚至同步失败. 即，级联的BC引入了所谓的级联效应： BC distributes timing based on the its local cl

28、ock Each clock depends on the quality of all preceding clocks,PTN技术简介 -DWDM/OTN 承载中BC和TC模式的考虑,第38页,39 | Presentation Title | Month 2009,BC 的累积抖动:,Source: MOHL, D., AND RENZ, M. Improved synchronization behavior in highly cascaded networks. Precision Clock Synchronization for Measurement, Control and

29、 Communication, 2007. ISPCS 2007. IEEE International Symposium on (Oct. 2007), 9699,PTN技术简介 -DWDM/OTN 承载中BC和TC模式的考虑,第39页,统计复用、流分类、队列调度、带宽控制,线性保护和环网保护，设备级保护,配置管理、性能监控、故障定位、安全管理等,动态路由和信令、UNI和E-NNI接口,CES业务承载同步、频率同步传送、时间同步传送,层次化OAM，故障管理、性能监视、通信通道,PTN技术简介 -PTN设备规范内容,第40页,设备能力 多业务承载功能和性能 支持以太网专线和专网业务的承载 支

30、持TDM CES业务的非结构化仿真（SAToP）方式和ATM业务透传,PTN技术简介 -PTN功能和性能指标（一）,第41页,网络可扩展性指标 QoS要求 支持8级优先级，支持流分类、与本地优先级映射、队列调度、拥塞控制、带宽控制和层次化QoS 网络可靠性要求 支持线性保护和环网保护 保护倒换时间/业务中断时间50ms,PTN技术简介 -PTN功能和性能指标（二）,第42页,OAM要求 支持PW、LSP、段层、以太网业务和接入链路OAM 故障管理（连续性检测、告警抑制、远端故障指示、环回检测、踪迹监视等）、性能监视（丢包率、时延测量）、通信通道 网络管理要求 拓扑管理、配置管理、故障管理、性能

31、管理、安全管理 物理接口要求 支持E1、STM-N、FE、GE接口 互通要求 支持多厂家设备在转发平面互通，后续支持在控制平面互通 支持基于UNI接口的业务互通和保护互通，后续支持基于NNI接口的业务互通和保护互通 同步要求 支持CES业务同步 支持基于同步以太网的频率同步 支持基于1588v2的时间同步,PTN技术简介 -PTN功能和性能指标（三）,第43页,话音业务端到端指标要求和分配 3GPP（移动通信国际标准组织）规定250ms（推荐150ms），其中 IP骨干网为50ms 城域核心层为单向25ms BSS/RAN（从用户终端到BSC/RNC）为单向75ms，其中空口一般分配单向55m

32、s，基站和RNC一般分配10ms，建议IP化城域传送网分配E1业务单向时延8ms（即双向16ms） 参考3GPP标准，中国移动TD-SCDMA技术体制规定话音业务端到端业务时延指标为300ms，其中BSS/RAN（从用户终端到BSC/RNC）为单向90ms IP化城域传送网要求在各种城域网规模（如30跳、1000km）和各种网络负载（如网络拥塞）情况下，满足双向16ms的E1业务时延指标，现网试点是在10跳、200km左右且网络未拥塞情况下的测量结果。 处理时延： 两端节点处理电路仿真业务的时延：单节点2.5ms 中间节点或两端节点处理以太网业务的时延：单节点100us 传输时延：200km约

33、需要1ms,IP BACKBONE,BSS/RAN,BSS/RAN,75 ms,75ms,25ms,25ms,50ms,端到端：250ms,Metro Core,Metro Core,PTN技术简介 -端到端业务时延指标要求,第44页,A：必选，B：未来必选，C：可选,PTN技术简介 -OAM要求,第45页,10GE,10GE,10GE,10GE,10GE,业务,业务,10GE,10GE,10GE,10GE,10GE,10GE,WDM/光纤,10GE,业务,业务,10GE,业务,业务,大中型城域网,汇聚层： 汇聚层应具有较大的业务汇聚能力及多业务传送能力。 采用10GE组环，节点数量宜在48个

34、 接入层： 接入层应具有灵活、快速的多业务接入能力。 采用GE组环，PTN：为了安全起见节点数量不应多于15个。,核心层,汇聚层,接入层,大中型城市的汇聚环如果考虑多业务承载的话，其上承载的LSP数量将很容易超过2K条,FTTx,GE,Residential,2G/3G Mobile WiMAX,Business,Wireless,PTN技术简介 -PTN网络模型架构,第46页,单个节点同时终结双向LSP数量,Tunnel和PW的终结能力对部署复杂PTN网络意义重大 终结能力越强，处理用户的数量越多 移动回传与大客户承载统一考虑有可能要求上万条LSP 多点到多点业务导致PW成指数级增长,单个节

35、点同时终结PW数量,业界领先,PTN技术简介 -强大的Tunnel和PW的终结能力,第47页,多至4096条LSP 保护倒换 50ms,对于汇聚节点，必须考虑大量基站业务发生LSP倒换时的保护能力和倒换时间。,10GE,10GE,10GE,10GE,10GE,业务,业务,10GE,10GE,10GE,10GE,10GE,10GE,WDM/光纤,10GE,业务,业务,10GE,业务,业务,核心层,汇聚层,接入层,基于硬件的OAM和保护机制,FTTx,Residential,Business,Wireless,PTN技术简介 -Tunnel保护组支持能力,第48页,当网络中数千条至数万条业务流被可赋予QoS级别后，设备需要具备同时对如此数量QoS流的处理能力。,+,优先级别,8,7,. . .,2,1,LSP 1,LSP 2,LSP 3,如果需要在城域网中提供L2 VPN业务（例如，大客户业务模型）时，意味着单节点必须能够同时存储大量的MAC地址信息。,PTN技术简介 -QoS处理及MAC地址存储能力,第49页,VLAN业务：遵循VLAN PRI值（3位） MPLS业务：遵循EXP值（3位） IP业务：遵循IP Precedence值（3位）或扩展的DSCP值（6位），DSCP分为4类：CS（Class Selector）、EF（Expedited Forwar