走向融合的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)
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一、融合要考慮的問題
1.1統(tǒng)一的承載平臺(tái)
對于提供多種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)營運(yùn)者來說，統(tǒng)一的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)只需要規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營、管理和維護(hù)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，要比多個(gè)并行或重疊的網(wǎng)絡(luò)，如話音網(wǎng)絡(luò)、FR網(wǎng)絡(luò)和Internet，更加經(jīng)濟(jì)、有效。多種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)向一個(gè)網(wǎng)絡(luò)匯聚，從技術(shù)上可以分為三個(gè)階段：第一階段是基于TDM的技術(shù)，采用固定帶寬的時(shí)隙劃分，它不支持突發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的統(tǒng)計(jì)復(fù)用；第二階段是基于ATM技術(shù)，采用定長的包頭和定長載荷的信元為基本傳送單元，除了ATM信元長度較小帶來的開銷之外，還有ATM分段和重組（SAR，Segmentation and Reassembly）過程，特別是在向高速率演進(jìn)時(shí)面臨著相當(dāng)?shù)碾y度；第三階段是基于優(yōu)化的PSN（Packet Switching Network），這種網(wǎng)絡(luò)能夠支持可變長度的業(yè)務(wù)流，具備實(shí)施優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)流量工程（TE）的能力，并且能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流進(jìn)行分類、執(zhí)行流量管理控制以及按QoS優(yōu)先等級提供保障機(jī)制，例如MPLS網(wǎng)絡(luò)、按流量工程要求路由和提供區(qū)分服務(wù)的IP網(wǎng)絡(luò)。
1.2高回報(bào)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)
隨著分組業(yè)務(wù)占用網(wǎng)絡(luò)帶寬的比率越來越大，針對IP協(xié)議對公用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化也就變得更加具有實(shí)際意義。但在部署分組優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，運(yùn)營商又正面臨一些障礙，盡管Internet業(yè)務(wù)的增長速度在遠(yuǎn)高于所有其他的業(yè)務(wù)，但其每比特的回報(bào)卻不是最高的，依照目前情況，甚至可以說其回報(bào)是最低的。例如目前FR業(yè)務(wù)每比特的回報(bào)是比IP業(yè)務(wù)更高的，而TDM專線業(yè)務(wù)依舊保持著每比特最高的回報(bào)，甚至要比FR業(yè)務(wù)還高。因此，在部署優(yōu)化的PSN時(shí)，必須考慮網(wǎng)絡(luò)能否提供這些高回報(bào)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。
1.3網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的后向兼容性
現(xiàn)有的公用電信網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)部署了數(shù)量龐大的傳統(tǒng)設(shè)備－包括TDM、ATM和FR等，這些設(shè)備內(nèi)部不使用IP進(jìn)行信息處理，設(shè)備之間也不是使用 IP協(xié)議來進(jìn)行通信的，但是，運(yùn)營商還要繼續(xù)利用這些設(shè)備構(gòu)建各種不同的網(wǎng)絡(luò)并提供各種應(yīng)用業(yè)務(wù)。因此，必須考慮在優(yōu)化的分組核心網(wǎng)絡(luò)上互連這些傳統(tǒng)的設(shè)備，保證分組設(shè)備能與這些傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互通以及通過分組核心網(wǎng)后傳統(tǒng)設(shè)備之間的互通，從而達(dá)到網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的后向兼容。
二、解決之道
如何一方面保留這些高回報(bào)的現(xiàn)有服務(wù)，同時(shí)遷移到融合的IP/MPLS骨干網(wǎng)，滿足對基于IP的新型以太網(wǎng)服務(wù)的需求呢？IETF的端到端偽線仿真（PWE3，Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge）為運(yùn)營商提供了一種選擇。
作為一種關(guān)鍵技術(shù)，偽線（Pseudo wire）允許服務(wù)供應(yīng)商利用一個(gè)基于分組技術(shù)的匯聚網(wǎng)絡(luò)替代目前基于電路的網(wǎng)絡(luò)，來提供全面的傳統(tǒng)以及新興業(yè)務(wù)。
IETF下屬的端到端的偽線仿真（PWE3，Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge）工作組負(fù)責(zé)制定分組交換網(wǎng)（PSN）上仿真第一層（L1）和第二層（L2）網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的機(jī)制。PSN包括IPv4、IPv6和 MPLS網(wǎng)絡(luò)；被仿真的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)包括數(shù)字TDM專線、幀中繼（FR）、ATM（信元及ATM適配層）、HDLC、Ethernet和Ethernet VLAN、PPP等網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。
在制定和修改PWE3相關(guān)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，許多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商無論是在新一代的路由器產(chǎn)品，或者M(jìn)PLS交換路由器產(chǎn)品上，都已經(jīng)能夠提供各種不同的偽線業(yè)務(wù)。
PWE3其初衷是在MPLS上仿真以太網(wǎng)，它是一種在分組交換網(wǎng)絡(luò)(PSN)上模擬各種點(diǎn)到點(diǎn)業(yè)務(wù)的機(jī)制，被模擬的業(yè)務(wù)可以通過TDM專線、 ATM、FR或以太網(wǎng)等傳輸。PWE3利用PSN上的隧道機(jī)制來模擬一種業(yè)務(wù)的必要屬性，這里的隧道稱為虛擬線(PW)。PWE3可以對特定服務(wù)的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）進(jìn)行封裝，PDU里面含有仿真特定服務(wù)所必需的數(shù)據(jù)和控制信息。使用PWE3機(jī)制，運(yùn)營商可以將所有的傳送業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到一個(gè)融合的網(wǎng)絡(luò)(如 IP/MPLS)之中。從用戶的角度來看，可以認(rèn)為PWE3模擬的虛擬線是一種專用的鏈路或電路。
盡管PWE3對IP/MPS革命來說是一種可靠的機(jī)制，但不是所有網(wǎng)絡(luò)都是基于IP的，實(shí)際上，通過其他的技術(shù)，服務(wù)提供商可以擴(kuò)大PWE3的用途、仿真這些網(wǎng)絡(luò)，又用不著在每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間安裝IP/MPLS層。
雖然PWE3在從市場部署的角度看，仍然處于發(fā)展初期，但有許多應(yīng)用可能非常適用于PWE3。包括阿爾卡特在內(nèi)的越來越多的廠商正在為這些應(yīng)用開發(fā)基于PWE3的解決方案，以期利用這塊新興市場。另外，除了仿真有線服務(wù)外，PWE3還可以仿真無線backhauling、FTTX和DSLAM backhauling。
越來越多的運(yùn)營商開始認(rèn)識(shí)到，PWE3極可能帶來更廣泛的一系列網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)。上個(gè)世紀(jì)90年代末MPLS剛出來時(shí)，早期的應(yīng)用之一就是用于 VLAN服務(wù)。后來，在IEEE內(nèi)部出現(xiàn)了點(diǎn)對點(diǎn)以及點(diǎn)對多點(diǎn)的二層仿真草案，雖然這些草案最初針對的是MPLS上仿真以太網(wǎng)，但最終經(jīng)推廣后成了 PWE3。
三、MPLS上的PWE3概述
作為點(diǎn)到多點(diǎn)二層仿真草案的主要制定者，阿爾卡特朗訊提供了端到端的偽線互連方案，通過7750SR上的 ATM/FR業(yè)務(wù)端口，用戶基于電路連接的CE設(shè)備可以連接到運(yùn)營商IP/MPLS網(wǎng)中，在7750SR的業(yè)務(wù)端口上進(jìn)行標(biāo)識(shí)后，每一個(gè)用戶的電路業(yè)務(wù)流都會(huì)在7750SR中生成一個(gè)對應(yīng)的偽線，這些偽線是承載于運(yùn)營商網(wǎng)IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)中的LSP上的，每條LSP可以容納多條偽線。除 了連接性以外，阿爾卡特朗訊的7750SR構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)還能夠?yàn)閭尉€提供差分的QoS，這里的差分主要是指區(qū)別于普通IP業(yè)務(wù)；因?yàn)橥ǔR、ATM承載的業(yè)務(wù)對于時(shí)延、抖動(dòng)有更高的要求，通過7750SR的QoS調(diào)度機(jī)制可以獨(dú)立的為每個(gè)偽線業(yè)務(wù)劃撥獨(dú)立的帶寬資源，保證面相連接的業(yè)務(wù)以更高的優(yōu)先級通過運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)。
圖一：利用PWE3提供跨越IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)連續(xù)性
MPLS上的PWE3邏輯協(xié)議分層表現(xiàn)出緊湊的形式，使得線路的利用率得到提高。MPLS外部標(biāo)簽提供了PSN隧道功能，使用MPLS內(nèi)部標(biāo)簽提供了PW復(fù)用功能。隧道標(biāo)簽和PW標(biāo)簽構(gòu)成標(biāo)簽棧，遵照的是MPLS標(biāo)簽堆棧的概念。我們知道在向著目的地方向上，MPLS允許在標(biāo)簽交換通路（LSP）的倒數(shù)第二跳實(shí)行標(biāo)簽彈出，這樣PWE3達(dá)到MPLS邊緣PE時(shí)就有可能看不到外部標(biāo)簽。使用內(nèi)、外部兩層標(biāo)簽，使得邊緣PE在任何情況下均能至少接收到一個(gè)標(biāo)簽，能獲取足夠的執(zhí)行輸出操作的信息。
在內(nèi)部標(biāo)簽的上面是一種緊湊的格式的控制字，使用控制字?jǐn)y帶PWE3包裝層和PSN匯聚層所需要的許多信息?？刂谱种械臉?biāo)記域提供了所需要的凈荷匯聚功能；順序域支持凈荷按序地傳送和PSN匯聚層中的PSN分段兩方面的功能，PSN匯聚層中的PSN分段功能還需要控制字中的分段控制比特域支持；為了MPLS上的PWE3能夠正確地使用Ethernet數(shù)據(jù)鏈路傳送，控制字中需要有長度校正域。
某些網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，可能需要使用PWE3/MPLS/IP攜帶方式，即由IP PSN攜帶MPLS，再由MPLS攜帶PWE3。包裝后的MPLS幀作為合成的PW-PDU，再使用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議在IP PSN上傳送。
結(jié)束語
偽線解決方案正迅速成為運(yùn)營商服務(wù)項(xiàng)目中的必備要素，旨在保證通過基于分組網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)完整的多業(yè)務(wù)項(xiàng)目。在傳統(tǒng)電信運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)情況日趨復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)種類不斷增加的情況下，阿爾卡特朗訊基于7750SR的IP/MPLS承載偽線的解決方案能夠顯著降低網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)投資和運(yùn)營成本，能夠成為運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)融合的利器。
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