《以太網(wǎng)和PTN》PPT課件.ppt

1、烽火通信科技股份有限公司光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品部,柳光全 2010/11/25 ,以太網(wǎng)和PTN 交流稿,主 要 內(nèi) 容,1、以太網(wǎng)及高速以太網(wǎng) 2、傳送網(wǎng) 3、PTN 4、新問(wèn)題,以太網(wǎng)起源及本質(zhì)特征,1973年，施樂(lè)公司Palo Alto研究中心（PARC）的兩位研究人員，Robert Metcalfe 和David Boggs，為了連接實(shí)驗(yàn)室的多個(gè)Xerox Alto設(shè)備，開(kāi)發(fā)出了以太網(wǎng)技術(shù)。最初的數(shù)據(jù)傳輸速率為2.94Mbps。Meltacafe將這項(xiàng)技術(shù)命名為“Ethernet”（以太網(wǎng)）； 最初的以太網(wǎng)基于共享總線方式，所以其本質(zhì)特征是采用載波偵聽(tīng)/沖突檢測(cè)(CSMA/CD-Carrier S

2、ense Multiple Access with Collision Detection）作為總線訪問(wèn)方法； 隨著星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞某霈F(xiàn)和介質(zhì)成本的下降，不再使用CSMA/CD； 基帶傳輸，不對(duì)信道進(jìn)行多路復(fù)用； 廣播式網(wǎng)絡(luò)，存在廣播域。,以太網(wǎng)Highlight,標(biāo)準(zhǔn)集IEEE802.3 很難給出精確定義 是一系列標(biāo)準(zhǔn)的集合 并不特指某一種網(wǎng)絡(luò) 最初的目的是用于LAN 現(xiàn)在已滲透到了PAN、SAN、MAN、WAN 速率包括10M、100M、1G、10G、40G、100G,以太網(wǎng)值得記住的日子,以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)快速發(fā)展 1983年6月23日，802.3獲得IEEE通過(guò)-10M 1995年6月14日，8

3、02.3u獲得IEEE通過(guò)-100M 1998年6月25日，802.3z獲得IEEE通過(guò)-1000M 2002年6月13日，802.3ae獲得IEEE通過(guò)-10G 2010年6月17日，802.3ba獲得IEEE通過(guò)-40G/100G,以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層次,以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層次,LLC：傳輸可靠性保證、上層業(yè)務(wù)包的分段重組、順序傳輸； MAC：組幀，錯(cuò)幀檢測(cè)； PCS：編碼/解碼，如4b/5b，8b/10b，64b/66b PMA：SerDes(串/并轉(zhuǎn)換)，加擾/去擾，CDR(時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)) PMD：與物理介質(zhì)的接口，完成bit發(fā)送與接收,高速以太網(wǎng)10G以太網(wǎng),共性： 全雙工，不支持單工模式，即不支持

4、CSMA/CD； 具有LAN模式和WAN模式兩種速率，分別是10Gbps和9.953Gbps S-850nm，L-1310nm，E-1550nm，K-Backplane X-8B/10B，R-64B/66B，W-64B/66B+STM64封裝,高速以太網(wǎng)40G/100G以太網(wǎng),線路上的以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)(Ethernet II),Preamble，前導(dǎo)，7個(gè)0 x55，1個(gè)0 xD5，作用是使接收端實(shí)現(xiàn)比特同步； DA，目的MAC地址，8bytes SA，源MAC地址，8bytes Etype，以太網(wǎng)幀類型，常見(jiàn)值見(jiàn)下表 Data，凈荷，46-1500bytes CRC，循環(huán)冗余校驗(yàn)，校驗(yàn)范圍從DA

5、開(kāi)始到Data結(jié)束 IPG，(InterPacketGap，幀間隔)96bit時(shí)間 有效長(zhǎng)度84-1538(計(jì)算轉(zhuǎn)發(fā)性能PPS時(shí)有用),常見(jiàn)Etype類型值,MII-介質(zhì)無(wú)關(guān)接口,MIIMAC與PHY之間的接口，包括 MII、RMII、SMII、SSSMII GMII、RGMII、SGMII、QSGMII XGMII、XAUI、RXAUI XLGMII、CGMII、XLAUI、CAUI,以太網(wǎng)四大性能指標(biāo),時(shí)延-從入端口收到第一bit到出端口發(fā)出第一bit所需要的時(shí)間； 丟包率-丟棄的包與正常轉(zhuǎn)發(fā)包的比值； 吞吐率-最大能夠轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)流量，bps； 背靠背-不丟包情況下DUT能接收的最大突發(fā)數(shù)

6、據(jù)容量； 詳細(xì)描述見(jiàn)RFC2544。,以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)組織,1、IEEE，以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的主要推動(dòng)者； 2、IETF，在以太網(wǎng)的擴(kuò)展應(yīng)用方面； 3、ITU-T，在將以太網(wǎng)用于傳送網(wǎng)方面； 4、MEF，城域以太網(wǎng)論壇，專注于電信級(jí)以太網(wǎng)（CE：Carrier Ethernet）,以太網(wǎng)業(yè)務(wù)模型,1、IETF定義了二種以太業(yè)務(wù) VPLS:Virtual Private LAN Service 提供在IP、MPLS網(wǎng)絡(luò)上的LAN仿真 VPWS:Virtual Private Wire Service 提供在IP、MPLS網(wǎng)絡(luò)上的點(diǎn)到點(diǎn)連接,2、ITU-T G.etnsrv定義了四種以太業(yè)務(wù) EPL:Ether

7、net Private Line EVPL: Ethernet Virtual Private Line EPLn: Ethernet Private LAN EVPLn: Ethernet Private LAN,以太網(wǎng)業(yè)務(wù)模型,3、MEF定義了二種以太業(yè)務(wù) E-Line E-LAN E-Tree,4、結(jié)合2、3，簡(jiǎn)明描述為 E-Line E-VLine E-LAN E-VLAN,以太網(wǎng)業(yè)務(wù)模型,3,PDH 接口,SDH 接口,VC 映 射 / L C A S,交 叉 連 接,復(fù) 用 段 開(kāi) 銷 處 理,再 生 段 開(kāi) 銷 處 理,STM-N 接口,STM-N 接口,復(fù)用段 開(kāi)銷處理,再生段

8、 開(kāi)銷處理,ATM 接口,以太網(wǎng) 接口,GFP LAPS PPP,二層交換,RPR MAC 層處理,MPLS 層處理,ATM 層處理,MSTP一代經(jīng)典,MSTP:Multi-Service Transport Platform,EVPL與EVPLn示例,傳統(tǒng)以太網(wǎng)的不足,經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，以太網(wǎng)以其簡(jiǎn)潔、低成本、高標(biāo)準(zhǔn)化，占據(jù)了局域網(wǎng)的絕對(duì)統(tǒng)治地位；但在向運(yùn)營(yíng)級(jí)以太網(wǎng)發(fā)展方面存在明顯不足： 1、保護(hù)倒換問(wèn)題，基于各種生成樹的倒換耗時(shí)250S； 2、QoS問(wèn)題，傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用Best Effort的方式工作，支持QoS的能力不足 3、OAM問(wèn)題，傳統(tǒng)以太網(wǎng)不能提供運(yùn)行、管理、維護(hù)的有效機(jī)制。,

9、對(duì)傳統(tǒng)以太網(wǎng)的完善,針對(duì)上述不足，各標(biāo)準(zhǔn)化組織分別提出了完善措施 802.1ag-CFM,Connection Fault Management，提供故障檢測(cè)、定位、通知； 802.3ah-EFM:Ethernet in the First Mile，接入鏈路的OAM Y.1731，802.1ag的超級(jí)，在其基礎(chǔ)上增加性能監(jiān)視； G.8031，線性保護(hù)倒換 G.8032，環(huán)網(wǎng)保護(hù)倒換,主 要 內(nèi) 容,1、以太網(wǎng)及高速以太網(wǎng) 2、傳送網(wǎng) 3、PTN 4、新問(wèn)題,傳送網(wǎng),Transport Network：以光或電為載體傳送信息的網(wǎng)絡(luò)；由具有發(fā)送、轉(zhuǎn)移、接收信息功能的節(jié)點(diǎn)和鏈路組成。簡(jiǎn)單理解為比特

10、搬運(yùn)工。其本質(zhì)特征是高可靠、可運(yùn)維。 PDH； SDH； MSTP（NG-SDH）; ASON; WDM; PTN OTN: (OpticalTransportNetwork），是以波分復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)、在光層組織網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng)，是下一代的骨干傳送網(wǎng)。,主 要 內(nèi) 容,1、以太網(wǎng)及高速以太網(wǎng) 2、傳送網(wǎng) 3、PTN 4、新問(wèn)題,PTN的定義,PTN(分組傳送網(wǎng)，Packet Transport Network) PTN是指一種光傳送網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)： 在以IP為內(nèi)核、以太網(wǎng)為外部表現(xiàn)形式的業(yè)務(wù)層和WDM等光傳輸媒質(zhì)之間設(shè)置的一個(gè)層面； 它針對(duì)分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性和帶寬統(tǒng)計(jì)復(fù)用的要求而設(shè)計(jì)，以分組業(yè)務(wù)

11、為核心并支持多業(yè)務(wù)提供，具有更低的總體使用成本（TCO）； 秉承光傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)優(yōu)勢(shì)，包括： 高可靠性（電信級(jí)可靠性99.999%）、 高效的業(yè)務(wù)調(diào)度和流量工程、 便捷的OAM和網(wǎng)管、易擴(kuò)展（即所謂SDHlike使用體驗(yàn)）、 業(yè)務(wù)隔離與高安全性等。,PTN網(wǎng)元抽象示意圖,傳送平面：實(shí)現(xiàn)對(duì)UNI接口的業(yè)務(wù)適配、業(yè)務(wù)報(bào)文的分組標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)和交換、業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量（QoS） 處理、操作管理維護(hù)（OAM）報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)和處理、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)、同步信息的處理和傳送以及NNI接口的線路適配等功能； 管理平面：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元級(jí)和子網(wǎng)級(jí)的拓?fù)涔芾?、配置管理、故障管理、性能管理和安全管理等功能，并提供必要的管理和輔助接口，支持北向接口；

12、 控制平面功能（可選）：支持信令、路由和資源管理等功能，并提供控制接口。,PTN分層模型,Everything over IP PW,PWE3參考模型,PWE3：Pseudo Wrie Emulation of Edge to Edge邊緣到邊緣的偽線仿真 含義：兩個(gè)提供者邊緣PE1和PE2（PE，Provider Edge）為它們所連接的用戶邊緣CE1和CE2（CE，Customer Edge）提供一條或多條PW，使得用戶邊緣CE之間可以在PSN上通信，就好像在CE1和CE2之間有直達(dá)電路一樣，這就是邊緣到邊緣的偽線仿真的含義。,仿真的業(yè)務(wù)類型及標(biāo)準(zhǔn),RFC 3985 PWE3 Archit

13、ecture RFC 4385 PWE3 Control Word for MPLS PSNs RFC 4448 Ethernet PWs RFC 4553 Structure-Agnostic Time Division Multiplexing over Packet (SAToP) RFC 4842 SONET/SDH PWs (CEP) RFC 5086 Circuit Emulation Service over Packet Switched Network (CESoPSN),技術(shù)體制,PBB-TE，支持流量工程的運(yùn)營(yíng)商橋接技術(shù)，來(lái)源于802.1ah，即PBB，也稱為MAC-in

14、-MAC； T-MPLS，傳送MPLS，ITU-T在2006年啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化的面向傳送網(wǎng)的MPLS技術(shù)，是MPLS的子集，去掉無(wú)連接特性，增加OAM和保護(hù)倒換等面向連接的特性；目前看來(lái)只是一個(gè)過(guò)渡性標(biāo)準(zhǔn)； MPLS-TP，MPLS傳送輪廓，2008年2月ITU-T和IETF成立聯(lián)合工作組(JWT)，共同開(kāi)發(fā)。最具技術(shù)潛力的技術(shù)，然而其標(biāo)準(zhǔn)的不成熟，極大地阻礙了PTN技術(shù)的成熟和設(shè)備的推廣應(yīng)用。,主 要 內(nèi) 容,1、以太網(wǎng)及高速以太網(wǎng) 2、傳送網(wǎng) 3、PTN 4、新問(wèn)題,挑戰(zhàn),同步以太網(wǎng)，G.8261。傳統(tǒng)以太網(wǎng)是異步的，這也是其優(yōu)勢(shì)之一；但TDM仿真對(duì)PSN提出了同步的要求，這就要求PTN設(shè)備必須支持頻率同步，包括物理層同步和基于包的同步；目前前者實(shí)現(xiàn)難度較低； 時(shí)間同步，即IEEE1588V2。某些應(yīng)用比如移動(dòng)回傳網(wǎng)(Backhaul)，要求通過(guò)傳送網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度的時(shí)間傳送(誤差小于1us)，且在保護(hù)倒換條件下精度不受影響； OAM，目前爭(zhēng)議最大、標(biāo)準(zhǔn)最不成熟、實(shí)現(xiàn)難度最大的問(wèn)題；前期設(shè)備商按G.8114規(guī)劃設(shè)計(jì)，但該標(biāo)準(zhǔn)夭折；目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)未定，國(guó)內(nèi)按G-ACH+Y.1731來(lái)做，但任然面臨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)變化的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，芯片不成熟，價(jià)格較高；,挑戰(zhàn),保護(hù)倒換，LSP級(jí)的保護(hù)數(shù)