弹性分组（共4篇）
弹性分组 篇1
摘要：本文对弹性分组环的概念、结构、工作原理等进行了简要介绍, 对弹性分组环的关键技术进行了详细阐述, 最后给出简要总结。
关键词：弹性分组环,环路保护,帧结构
0、引言
弹性分组环技术作为一种新兴技术正得到业界人士的广泛关注和重视, 基于RPR技术的城域设备适合于大中型城域传送网的接入层和小型城域传送网的骨干和汇聚层。凭着其运营商级的可靠性、优化的分组传输和点到点以及多点的业务提供, 弹性分组环网络能够提供一个可靠、经济有效并且灵活的边缘基础设施来传送高级业务。在城域网中引入10G的弹性分组环将会促进一批新业务的出现, 这些业务在价格和带宽效率上是以电路为核心的解决方案所无法比拟的。弹性分组环能为新出现的光互联网提供一个可扩充且有效的分组边缘, 它将在公共网络的演进过程中发挥重要的作用。
1、弹性分组环介绍
弹性分组环 (简称RPR) 技术是在前有的Ethernet、同步数字序列和异步传输模式技术的基础上发展起来的, 它采用了Ethernet的IP技术、同步数字序列的自动保护技术、异步传输模式的服务质量技术等, 以实现高可靠、低成本的数据语音传输网络。弹性分组环是一套用来建立IP环网的国际标准, 提供一种高效率、高可靠性的城域网组网技术。
2、弹性分组环结构
RPR为互逆双环拓扑结构, 环上的每段光路工作在同一速率上。不同的是, RPR的双环都能够传送数据。RPR外环的数据顺时针传送, 内环的数据逆时针传送。每个RPR节点都采用了一个48位MAC地址作为地址标识, 两个相邻RPR节点之间链路称为段, 多个连续的段和其上的节点构成域。一个RPR节点具有一个MAC实体和两个物理层实体。MAC实体包含一个MAC控制实体和两个MAC业务链路实体, 并称之为接入点, 每个接入点与每个环路相关联。物理层实体根据环路方向分为东向物理层和西向物理层。东向物理层的“发送口”与西向物理层的“接收口”通过MAC实体连接在一起, 构成RPR外环;同样, 东向物理层的“接收口”与西向物理层的“发送口”相连, 构成RPR内环。
3、弹性分组环工作原理
节点与环配合, 采用分组ADM式数据交换, 完成各种数据操作。常用的基本数据操作有上环、下环、过环和剔除, 在源节点处, 采用上环操作, 使数据承载到外环或内环中;目的节点执行数据下环和数据剔除操作;而中间节点只执行数据过环造作。对于单播流量, RPR采取的是目的节点剥离的方式, 能够有效提高带宽利用率, 使得带宽的空间重用技术更高效。对于组播和广播流量, 由于有多个目的节点, 所以采用的数据传送机制与单播有所不同。
4、弹性分组环的技术特点
RPR技术采用了一种新型的二层MAC协议, 使用双环结构, 采用一种分布式的公平控制算法实现了各节点带宽的动态公平分配;具有业务分类、带宽管理、空间重用以及环网保护等弹性机制。它的主要目的是使用基于包的有回弹力的环路访问控制方法在以环型拓朴方式组网的局域网和城域网中进行互联和数据通信。这个协议支持光纤、铜缆互联的双向反转环路;支持三种流量类型;环上节点数目的可扩展性;即插即用设计, 不需要基于节点管理传输协议的软件或者在其他环路MAC协议中的主从设备之间的协商;加权公平算法, 达到环路带宽共享;冗余技术的支持, 如错误检测、环路倒换;独立于物理层。
5、弹性分组环关键技术
5.1 点到点协议
在RPR环形结构中, 每个节点均有上行和下行两个邻居, 分组环上的所有节点被配以唯一的逻辑MAC地址, 所有节点都可以基于逻辑MAC地址进行快速的二层交换。当故障发生时, RPR节点可快速进行业务倒换, 故障点两侧的节点向其他节点广播故障消息, 然后每个节点在小于50ms的时间内对有保护要求的业务向反方向环作快速倒换, 并根据新的网络拓扑依次恢复无保护要求的业务。
5.2 空间复用
空间复用是弹性分组环技术的主要特征, 即把空间的再利用能力, 应用在环形的拓扑结构中以增加环的传输效率。RPR采用双环结构, 两环同时进行数据传送, 支持环内的带宽共享与统计复用。在环路上, 数据包被目的节点从环上读走。这样, 分组环使得有多个节点构成多段同时传输数据, 而不会互相影响, 充分利用了整个环路的带宽。
例如环上依次有4个节点A、B、C、D, 业务经过A节点到达B节点下环, 新业务允许从B节点插入并经C传送到D节点, 从而有效的利用了环上A到D的带宽。空间重用可以保证对各种等级业务的QOS, RPR可根据用户需求分配带宽, 而不是象SDH那样分配固定时隙, 而且可以对不同等级的业务采取不同的保护方式。
5.3 分级服务
在RPR上传输的用户数据被分为A、B、C三个服务等级, A类流量拥有单独分配的带宽, 对于端到端时延与抖动的要求很高。在所有流量中, A类流量的优先级是最高的。B类流量也拥有独立分配的带宽, 保证数据速率。B类流量也分为两类, B-CIR流量和B-EIR流量, 即未超过分配给B类流量带宽的流量, 和未超过分配给B类流量带宽的流量。C类流量是没有独立分配带宽的, 也不保证端对端时延和抖动要求。RPR对C类流量提供的是尽力而为的服务。只有在A类流量和B类流量空闲的时候才允许发送。B-EIR流量和C流量统称为FE流量, 该部分流量是由公平模块进行速率控制的, 当环路发生拥塞时, 该部分流量就被限制到不影响环路带宽的程度。
5.4 环路保护
RPR为反向双环结构, 且两个环都能发送数据。当一个环路发生故障时, 数据可以由另一个环路传输到目的节点。鉴于RPR独特的双环传输方式, RPR有回绕保护和源路由保护两种保护方式:回绕网络保护是当某节点的一条环路发生故障时, 该节点进出的数据流量将回绕到沿反方向发送。在保护倒换协议的控制下, 保护回绕发生于与故障点相邻的节点。数据流将通过回绕保护在故障点前转换环路。回绕保护方式有两种, 分别为中心回绕方式和边界回绕方式, 两者的区别在于:中心回绕方式是在边界节点的数据链路中间进行回绕, 即本节点运行回绕保护方式之后, 本地发送的数据在环路选择模块中就进行回绕, 转到另一条环路的数据链路中去;转发的数据也在本节点的调度中改为向另一个环路发送。而边界回绕方式则是在链路的边界上回绕, 即所有的数据都经过故障环路的数据链路, 在发送出去之后转向另一个环路的接收端, 实现回绕。源路由网络保护是指当节点的链路环区发生故障时, 该节点不会将数据流回绕到另一条链路, 而是将保护请求消息发送给所有的站点来指示链路的失效, 就像在回绕环路倒换方案一样。当站点接收到指示某个失效的保护请求消息, 它们的源路由数据库将相应被更新。原本经过故障环路的流量将被转移到另一条环路反向发送, 从而避开故障链路。
5.5 公平技术
RPR采用共享带宽方式实现各节点对带宽资源的利用。当数据流量较小时, RPR可以满足所有节点流量上载的需求。但是当流量较大时, 往往会出现链路过载、流量拥塞的情况, 流量对链路带宽占用需求不能得到完全满足, 在这种情况下, 有些节点可以会利用自身位置优势或时间优势, 过多地占用带宽, 影响其他节点对带宽的享用。为了保证在拥塞或超载等情况下各节点能够公平地享用带宽, RPR为此提供专门的公平算法, 实现带宽的公平共享和调度。RPR的公平算法是一种分布式的公平算法, 节点间通过控制报文传递公平算法所需的各项信息, 包括允许速率、建议速率、策略指示等。公平算法包括流量统计和策略处理以及处理中的多个阶段, 最终实现流量公平分配。带宽公平和拥塞控制机制属于RPR数据链路层MAC控制子层部分的功能。RPR公平算法只适用于对带宽需要进行争用的的业务。在公平控制单元内实现的公平算法协议具有以下的功能:检测拥塞的发生和消除;发送和接收RPR节点之间的公平控制消息;根据不同服务级别对环路带宽提供访问控制, 采用等值或加权的公平算法来控制环路总带宽的使用;内环和外环分别提供独立的带宽公平操作, 把环上任意两个节点间的所有带宽作为全局资源分配给用户;每个节点可以根据服务等级、环路带宽的使用情况控制向环上转发数据包的速度, 保证每个节点都获得公平的环路带宽分配;针对同一环路的带宽公平控制帧与相关联的数据流分别在不同的子环上流动, 且流动方向相反。
5.6 故障自愈
RPR采用了SDH的环形结构, 同时对故障的自愈能力非常强, 能够实现短时间内的故障保护切换。在故障链路两端的节点内部把内外环连接在一起, 重新形成一个新的环网。
总结
本文首先对弹性分组环的概念、结构、工作原理、MAC结构及其特点的进行了说明, 然后在此基础上再对弹性分组环的关键技术, 特别是弹性分组环的环路保护、公平技术等做了详细的说明, 以便大家讨论。
参考文献
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弹性分组 篇2
弹性分组环
RPR(弹性分组环)是适用于多业务分组传送的新型光纤环网传输技术。网络标准正由IEEE802工作组制订，定名为IEEE802.17。该标准的提出源于宽带城域网高效率、低成本传送多业务分组流的需要。标准制订的基本思路是综合传统电信网SDH和计算机以太网的优点，设计一种具有和SDH相当的可靠性(弹性)、面向分组而不是面向电路、带宽利用率更高的光纤传输技术。RPR技术的特点是：网络结构为支持可变长分组交换的多节点环，环内不设主节点，每个节点可独立检测拓扑，即插即用，数据帧设置TTL(生存时间或寿命)字段防止分组无限环行；双环同时工作，不设置单独的保护环，可以通过折回或源重选路由提供故障保护，保护恢复时间不大于50ms；定义新的MAC协议，支持空间资源重用、多播和广播、多达8个优先级的分组分类传送、分布式带宽和拥塞控制；和802结构兼容，节点赋予802地址，数据帧具有802型的源地址和目的地址，支持802.1D/F/Q标准；可以适配现有的SDH和以太网物理层。最有前景的是采用千兆或十千兆以太网帧格式，可望用以太网的成本提供SDH级的健壮性。
IETF(因特网工作任务组)已成立IPoRPR工作组，研究第三层和第二层之间在告警通知、快速恢复、话务工程、服务质量等方面的交互，实现利用弹性分组环网高效传送IP数据包。该项技术可用于城域网、局域网和广域网。□
光纤到局域网
FTTLAN(光纤到局域网)是宽带城域网典型组网技术之一，适用于高密度宽带用户群，如智能小区和商务大楼的接入。其技术特点是：采用以太网技术组建城域网；端用户的以太网数据帧经由交换机和路由器直接汇入城域千兆乃至十千兆以太网；协议简单，无需变换；组网简洁，用户通过网卡接入，即插即用；网络传输采用全光纤连接；在智能小区接入中，光纤敷设到楼，末端五类线入户，实现千兆到小区、百兆到楼宇、十兆到家庭；在商务楼接入中，光纤敷设到楼层，五类线入户，实现千兆到大楼、百兆到楼层、十兆到桌面。由于组网要求光纤到小区，初期建设成本较高，其产生的效益在很大程度上要取决于实装用户的比例。此外，以太网技术用于城域网还必须解决用户信息安全、认证、计费、网络管理和QoS(服务质量)等问题，解决这些问题是FTTLAN实现的关键。
虚拟局域网
VLAN(虚拟局域网)是由软件定义的逻辑子网或广播域，对应由同一物理拓扑内的多个网络节点组成的逻辑组。网络标准为IEEE802.1Q。根据逻辑组划分的依据不同，目前主要有3类VLAN。第1类为基于端口的VLAN，连接在交换机或路由器指定端口组上的一组设备构成一个广播域。其特点是逻辑划分基于交换机的端口交换功能，实现简单，但是同一端口上连接的所有设备只能属于一个虚拟局域网，有一定局限性。第2类为基于MAC(媒体访问控制)地址的VLAN，根据第二层地址组建广播域。这一类型比端口型灵活，只要通过简单的管理操作，就可以将同一端口上的设备任意划归多个局域网。第3类为基于第3层的VLAN，根据子网地址或者不同的网络层协议划分逻辑组。
弹性分组环技术分析 篇3
关键词：弹性分组环,以太网,城域网,IP
0引言
随着计算机技术的普遍应用和飞速发展, 网络技术已经成为一个支持企业策略体系结构中最关键的基础, 信息化已成为促进工业化的生产力。
随着互联网, 特别是IP技术的迅猛发展, 企业业务数量和种类 (数据通信、增值业务、图像业务) 的快速增长, 给传统网络带来了强大冲击, 传统网络已不能满足当前的需求。因此, 改造并建设一个全新的综合信息网络平台已是信息网发展的必然趋势。
1背景
随着互联网的发展, 数据通信量正在呈爆炸式的增长。为了适应这种增长, 通信网络也正在进行种种技术革新。在广域网上, 密集波分多路复用 (DWDM) 技术已经使网络的有效通信量大为增长。同时, 企业网也在不断更新, 很多企业的骨干网都采用了基于吉比特以太网解决方案。然而, 在企业网和广域网之间起链接作用的城域网却成为了一个瓶颈, 阻碍了数据业务的发展。
建立良好的城域网需要两个条件。首先, 要有一个价格合理的、扩展性好的解决方案来适应不断膨胀的IP流量和光纤带宽的增长;其次, 要有新的通用功能部件和技术来满足现有的需要。IP领域很早就认识到了环形网络结构的价值, 并已在这方面做了大量努力, 发展了像令牌环和光纤分布数字接口 (FDDI) 这样的解决方案, 但这些方案却无法满足IP流量和光纤带宽增长的需要, 也无法满足在拥塞情况下维持高的带宽利用率和转发量, 保证节点间的平衡, 迅速从节点或传输媒体故障中恢复, 以及可即插即用等IP传输和业务传递发展的需要。因此, 像令牌环和FDDI这样的环形网并不适合用于城域网。
服务提供商和企业需要一种扩展性好, 能够稳固地应用在城域网和广域网上, 以吉比特速度传输IP信息包的技术。2000年11月, IEEE 802.17工作组正式成立。该工作组的目标是开发一个RPR (Resilient Packet Ring) [1,2]MAC标准, 优化在LAN[3], MAN[4]和WAN拓扑环上的数据包传输。
2技术特点
弹性分组环技术都采用环状拓扑和双环结构。外环顺时针和内环逆时针同时双向传输数据, 有的RPR技术[5,6]支持各环分别传输各自的数据和控制信息, 有的厂家则支持各环传输另外一个反向环的控制信息, 其原理图如图1 所示。
2.1 快速的二层交换
在RPR 环形结构中, 每个节点均有上行和下行两个邻居, 网络结构相当简单。分组环上的所有节点被配给惟一的逻辑MAC地址, 可标识254个节点, 所有节点都可以基于逻辑MAC地址进行快速的二层交换。一个RPR环即构成一个虚拟的分布式第二层交换机[7], 极大地简化了原来由SDH、以太网交换机、IP路由器或ATM组成的复杂网络。
2.2 自动拓扑识别
在RPR环形结构中[8], 每个节点均有上行和下行两个邻居, 网络结构相当简单。节点仅需掌握入节点链路入口光纤状态。在平时, 节点间没有任何关于拓扑信息的更新。当环处于初始化过程中或当一个新节点加入环中、或当一个节点失效/中继中断引发环保护切换时, RPR网络进入自动拓扑识别模式。触发器触发节点向环内所有节点 (基于每个节点的RPR MAC地址) 发出Layer2消息。各个节点根据此消息可判断到底在哪两个节点间链路状态发生了变化, 如同OSPF一样的运行模式, 但和OSPF不同点在于:
RPR信令是L2消息, 拓扑更新对L3路由表不影响。OSPF是L3协议, 有路由表收敛过程。
RPR以触发器方式发出可达信息消息, 反应时间快。OSPF是当计数器溢出后才发出拓扑更新消息, 反应时间慢。
最终, 所有RPR环上的节点知道:
(1) 节点处于环形拓扑结构中;
(2) 在环的两个方向上到达其他节点需要经过几跳;
(3) 环上每段光纤的状态。每个节点详细掌握着网络的拓扑图和每条链路的状态, 称之为“topology aware”。每个业务的源节点具有该业务流MPLS标记交换表。
基于此, 当故障发生时, RPR节点可进行基于源路由的业务倒换。故障点两侧的节点向其他节点广播故障消息, 然后每个节点:
(1) 将经过失效链路/节点的, 有保护要求的业务向反方向快速倒换 (小于50 ms) 。
(2) 根据新的拓扑结构图依次恢复无保护要求的业务。
拓扑自动识别使网络初始化配置变得极其简单, 并避免手工配置带来的错误。
2.3 空间复用技术
RPR技术支持空间复用技术 (Spatial Reuse Protocol, SRP) [8,9], 它是一个独立于介质的MAC层协议, SRP在数据包环上提供了寻址、读取数据包、带宽控制和控制信息传播的基本功能。在分组环路上, 数据包被目的节点从环上读走。这样, 分组环使得有多个节点成多段同时传输数据, 而不会互相影响, 从而充分利用了整个环路的带宽。例如环上依次有4个节点A, B, C, D, 业务经过A节点到达B节点下环, 新业务允许从B节点插入并经C节点传送到D节点, 从而有效地利用了环上A到D的带宽。空间重用可以保证对各种等级业务的QoS, RPR可根据用户需求分配带宽, 而不是像SDH那样分配固定时隙, 而且可以对不同等级的业务采取不同的保护方式。SRP光纤环使用因子为2, 光纤使用率相对于SDH提高了1倍。从而最大限度地利用光纤的传输带宽。
2.4 基于源路由和服务等级的50 ms环保护倒换
IEEE 802.17 Darwin-draft建议提供两种环保护机制:缺省选项为Steering-源路由方式;可选方式为Wrap-折回方式。
两种保护方式都可保证环保护小于50 ms。RPR节点间通过信令交换拓扑信息, 每个节点都知道网络的状态。
源路由环保护倒换和SDH的复用段保护和DPT的环保护不同, RPR源路由环保护倒换机制如图2所示[10]。
DPT或SDH复用段保护是当光纤中断后, 通过SDH头开销中的K1, K2字节或通知网络节点, 或者发出专用消息通知节点, 在光纤中断处两端节点环回。因此业务流要先沿原路径到达环回处, 再沿反向光纤通过保护通道到达另一环回处, 再环回, 才能到达出口点。
RPR是当光纤中断后, 光纤中断处两端节点会发出Layer2的控制信令沿光纤方向通知各个节点。业务流源节点接收到这个信息后, 立即向另一个方向的光纤上基于终点节点RPR MAC地址发送业务, 从而实现环保护。在环保护切换时, 会按业务流的不同服务等级, 根据与终点业务一起倒换原则, 依次向反向光纤倒换业务。
首先, EF业务先倒换, AF1, AF2再依次倒换。EF业务保护倒换可做到20 ms之内。所有具有承诺带宽的业务在保护倒换之后都有带宽保障。AF2的突发部分和BE业务要看环上剩余多少带宽来确定多少带宽可以使用。另外, RPR支持空间复用技术, 基于源路由的环保护倒换可节省出SDH复用段保护倒换所经过环回处的带宽供其他业务使用。可见, 基于源路由的倒换所选择的保护路由最佳, 可节约光纤带宽资源。并且某条光纤上的业务保护倒换对此段另一条光纤上的业务没有任何影响。
当采用Wrap方式提供保护时, 可对RPR MAC层旁路, 直接采用物理层的环回。Wrap保护方式的优点在于保护倒换时间相对快, 分组流失少。如果分组为组播业务, 则Wrap保护方式不需要重新计算组播的复制点。RPR环保护基于分组业务为单位进行, 对于每个业务可选择采用哪种保护方式, 也可以对业务先采用Wrap方式保护, 减少分组丢失, 然后再进行Steering保护倒换, 从而提高带宽利用率。
2.5 多等级、可靠的QOS 服务
各种RPR 技术都定义了几种服务类别[4,6], 比较普遍的定义有快速前传 (Expedited Forwarding, EF) , 保障前传 (Assured Forwarding) 和 (Best Effort, BE) , 其中控制信令是默认的最高优先级, 并无需定义其级别。 不少厂家在实际运行环境中都可以根据客户需求或者不同业务的需求定义新的业务级别。
3结语
RPR 技术可以使得运营商在城域网内以低成本提供电信级服务, 在提供SDH 级网络生存性的同时, 降低了传送费用。由于其既集成了IP 的智能化、以太网的经济性和光纤环网的高带宽效率和可靠性, 又在技术上综合了以太网和SDH 的优点, 在功能上具有SDH 时分复用、IP 路由交换等功能, 因而被普遍认为是一种很有市场前景的技术。
参考文献
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弹性分组 篇4
正确的网络战略沟通不同的世界
可能以太网的发明人Robert Metcalfe自己也没有预料到, 以太网能够在30年多的时间里发展成为今天的样子, “以太网的发展可以用‘可怕’来形容, ”Robert Metcalfe感叹道, “今天的以太网与30年前相比有了相当大的变化, 它跑得更快, 传得更远, 也不像以前那样容易产生延迟。不过我更高兴的是, 它仍然在延用我当时所起的名字—以太网。”
目前以太网已经发展到超越千兆级的速率, 千兆以太网技术作为最新的高速以太网技术, 给用户提供了核心网络的有效解决方案, 这种解决方案的最大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点。这使以太网成为铺设城域网的一个可靠、经济的选择, 以太网在城域骨干网构建中获得快速增长。由此可见, 以太网的应用范围已经从局域网扩展到接入网、城域网。
如何让以太网进入城域网?目前, 城域网的主导技术是SONET/SDH。SONET/SDH构建城域网时一般配置为双光纤环结构, 它提供了一种弹性恢复功能, 即在这种环拓扑中, 其中一个环工作, 沿一个方向传送信号;另一个环备用。如果工作环断开, 就用备用环沿反方向传送信号, 并且切换时间小于50毫秒, 从而绕过光纤切割或失败节点实现故障修复。这种瞬间的倒换是SONET/SDH的主要特点之一, 所以环拓扑提供了多样化的路由。
然而, 以太网始终是为点对点和网状拓扑而设计的, 因而不能充分利用城域网中环形拓扑结构的优点。因此, 要想建设一个可扩充的城域网络来提供公用网络基础设施所需的具有弹性恢复能力、高性能和有保证的业务, 城域网首先必须能将SONET/SDH的恢复能力和有保证的性能与以太网对数据友好的特性结合起来。
为解决这个问题, IEEE提出了一种被称为802.17弹性分组环 (RPR) 技术, 它是一种基于分组交换的新型的网络结构和技术, 在拓扑结构上和SONET/SDH一致。而也有其它的机构正在考虑使用MPLS (多协议标签交换) 实现快速重新路由的功能。但这两种方法都是相当复杂的:RPR需要新的媒介访问控制层 (MAC) , MPLS则需要广泛的信号。这些方法都将增加环节点的成本。
Overture Networks提出了一种新的技术———保护切换环技术 (PSR) , 使环网络可以执行以太网服务。这一创新技术已获美国#7339887专利, 它容纳了以太网流量之间的差异, 很好地处理了SONET/SDH环的配置问题, 具有良好可靠性和较大的吞吐量。PSR技术不仅具有弹性分组环 (RPR) 的功能, 还可用于扩展现有的RPR环, 无需增加额外的费用和昂贵的RPR的节点。
更简单的以太网运行方式
Overture Networks的PSR技术配置为环形拓扑结构, 它是用标准的以太网技术和方法建立的, 可以满足SONET/SDH在50毫秒内修复多种类型的故障的要求。PSR解决了运营商期望使用“暗光纤” (没有光传播并且不与任何设备连接的光纤) 建立千兆以太网或需要提升用户的满意度扩大现有的弹性骨干环等问题。
PSR作为Overture Networks的ISG平台的一项简单的软件升级而执行。ISG平台是一个多业务接入的边缘设备, 桥接了传统网络和分组网络, 为城域网提供多种服务。PSR能够与现有的第2层交换机, 骨干DWDM (密集波长时分复用) 以及PRP或SONET/SDH运输系统在ISG平台上实现无缝工作, 这与传统的UPSR (单向通道倒换环) 的配置很相似。这种开放式架构使运营商既保留了现有的网络设备和服务, 又迎合了分组服务的新兴需求。
PSR是对千兆以太网接口的优化, 除了千兆以太网, 它还适用于10/100以太网, 100FX以太网, DS3, 以及OL-n/STM-n接口。所有数据包接口都是基于标准的, 支持广泛的TDM (时分复用) 、语音和数据服务的数据包接口。PSR具有多种应用, 其中包括:
誗从交换中心或接入服务提供点 (POP) 建立用户光纤环路的保护
誗混合光纤/同轴系统的分布循环保护
誗移动无线回程的保护
誗骨干光传输系统的回路接入
通过使用可替代性媒介进行保护, 如分组无线、自由空间光学或PSR租赁线路, 运营商可以实现一个不仅能提供以太网和TDM服务, 同时能继续满足客户对可靠的数据和语音流量的需求具有成本效益的解决方案。
保护切换环 (PSR) 的工作原理
在保护切换环的拓扑结构中, ISG平台担任了两个角色:作为交换中心或POP的仲裁器或中继器。环内任何节点都可以作为一个仲裁器或中继器;系统的标准配置包括两个仲裁节点和任何数目的中继节点。
为实现PSR的功能, ISG平台被配置为port/VLAN的切换模式。某一port/VLAN的流量可被转发到另一个特定的port/VLAN, 这样可以很好地消除由纯桥接模式产生的转发到其他用户接口的虚假流量。
在一般操作中, ISG系统使用“Hello”消息进行通信。如图1所示, ISG仲裁器的一个节点处于无效状态, 防止死循环和以太网设备的问题。
如果由于光纤切断或节点失效而导致环上的链接失败, ISG仲裁和中继节点就会及时进行检测和修复。故障恢复后, ISG的仲裁节点会被激活, 来自所有节点环的数据流将可以继续流向交换中心/POP, 如图2所示。
此外, PSR也可以对仲裁节点故障或仲裁者节点和交换中心的其它设备的链接故障进行修复。在这种情况下, 原已停用的仲裁节点会被激活, 并承担其它没有被激活的仲裁节点的工作。同样, 修复也将在50毫秒内完成。
考虑图4所示的网络, 它的独特之处在于结合了DWDM/SONET骨干光纤环, 以及OC-12c/STM-4c通道。在这种情况下, 通过部署带有PSR的ISG系统, 可以扩展有RPR子系统所提供的以太网服务, 该成本仅是采用增加骨干节点方式扩展以太网服务所需成本的1/3。PSR技术在其它方面也体现了带宽优势, 在RPR方案中, OC-12c/STM-4c的实际吞吐量范围为300至500 Mbps;而PSR方案中, 传输链路的吞吐量可达最大的端口出流量。此外, 通过千兆以太网, 还可以实现更大的吞吐量和提供更多的光纤类型选择 (单模式, 多模式等) 。
价值优势
对城域服务提供商来说, PSR不论在成本还是功能上都占有明显的优势:
誗凭借以太网经济低廉的价格优势, PSR比RPR的成本更低, 并且能实现RPR的所有功能;
誗具有简单而快速的故障修复能力;
誗拥有完整的数据包和TDM电路接口, 以满足城域用户的要求;
誗相比RPR的带约束的吞吐量, PSR实现最大端口出流量转发。
可见, PSR技术提供了一个非常具有成本效益的替代PRP接入设备的方案, 支持TDM流量 (如PBX和IS-DN视频流量) , 和分组数据流量, 提供了从TDM移植到分组接口的选择, 这对服务供应商来说是很有意义的。
PSR技术把SONET/SDH的高可靠性、快速恢复能力和对TDM业务的良好支持与以太网的低成本、较高的带宽利用率以及简单灵活的服务管理结合在一起构筑了一种高效优良的城域网络。由于PSR的产生, 将会促进一批新业务的出现, 这些业务在价格和带宽效率上是以电路为核心的解决方案所无法比拟的。随着Overture Networks不断向前行, PSR很有可能会成为创建下一代高速光纤城域网的首选技术。
参考文献
http://www.overturenetworks.com/down-loads/OvertureNtwks_PSR-AN-R4.pdf
http://www.overturenetworks.com/down-loads/casestudies/OvertureN-twks_MSO-PSR_AppNote_R2.pdf