摘要:城域以太網(wǎng)技術(shù)作為新興的城域網(wǎng)技術(shù),,正在被越來越多的運(yùn)營商采用和部署。如何測試這種新的技術(shù),,稱為迫切的問題,。本文概述了城域以太網(wǎng)的主要技術(shù),并全面介紹思博倫通信城域以太網(wǎng)測試解決方案,。
城域網(wǎng)(MAN)是指能在某城市及其郊區(qū)范圍內(nèi)提供寬帶數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)的公眾多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò),。傳統(tǒng)的城域網(wǎng)中多種網(wǎng)絡(luò)并存,包括SDH,,IP,,ATM,幀中繼等等,用不同的網(wǎng)絡(luò)承載不同類型的應(yīng)用,。隨著IPTV,NGN等基于IP的視音頻業(yè)務(wù)發(fā)展以及P2P業(yè)務(wù)的興起,,對城域網(wǎng)帶寬和傳輸質(zhì)量提出越來越高的要求,如何改造城域網(wǎng)使之適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展成為運(yùn)營商和設(shè)備商關(guān)注點,。一種方案是SDH發(fā)展為MSTP,,并得到了廣泛的應(yīng)用。但MSTP 本質(zhì)上以TDM為基礎(chǔ),,MSTP 并不能完全替代數(shù)據(jù)網(wǎng),,更多作為物理層網(wǎng)絡(luò)存在,實現(xiàn)在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充,。而城域以太網(wǎng)(Metro Ethernet)正成為一種新興的城域網(wǎng)技術(shù),。在城域網(wǎng)和接入網(wǎng)中使用以太網(wǎng),有下列好處:
· 技術(shù)成熟簡單,,技術(shù)人員數(shù)量眾多,,方便安裝,管理,,維護(hù),,升級;
· 以太網(wǎng)已形成規(guī)模經(jīng)濟(jì),,價格低廉,,成本低;
· 以太網(wǎng)帶寬控制粒度??;
· 由于用戶局域網(wǎng)以以太網(wǎng)技術(shù)為主,,所以在城域網(wǎng)和接入網(wǎng)采用以太網(wǎng)技術(shù),可以避免各種協(xié)議轉(zhuǎn)換所帶來的弊端,。
但是傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)要應(yīng)用到電信級以太網(wǎng),,也需要解決許多問題:
· 缺乏有效的網(wǎng)絡(luò)管理和監(jiān)控手段;
· 缺乏 QoS 機(jī)制,,保障服務(wù)質(zhì)量和SLA困難,;
· 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性差,實現(xiàn)大規(guī)模組網(wǎng)困難,;
· 缺乏保護(hù)和故障恢復(fù)能力,,達(dá)到50ms以下故障恢復(fù)能力;
· 各類以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化不統(tǒng)一,,存在互通性問題,;
· TDM 承載能力弱;
為此城域以太網(wǎng)聯(lián)盟(MEF)的定義,,運(yùn)營商以太網(wǎng)(Carrier Ethernet )包含以下5個模塊:
· 保護(hù)模塊:提供可靠的,,50ms以下的業(yè)務(wù)保護(hù);
· QoS模塊:針對業(yè)務(wù)和用戶提供QoS 保證,;
· 擴(kuò)展模塊:提供業(yè)務(wù)和帶寬的可擴(kuò)展性,,具有大規(guī)模部署能力;
· 業(yè)務(wù)管理模塊:快速提供故障檢測,,降低大規(guī)模部署后的運(yùn)維負(fù)擔(dān),;
· TDM支持模塊:提供傳統(tǒng)業(yè)務(wù)向IP平滑遷移的手段,保障投資,。
思博倫通信(SpirentCommnunication)城域以太網(wǎng)測試解決方案,提供了業(yè)界最全面和強(qiáng)大的運(yùn)營商以太網(wǎng)驗證測試的方法和手段,,可以從性能和服務(wù)等級,,承載網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu),TDM業(yè)務(wù)承載,,對網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和管理等方面對城域以太網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面的研發(fā)驗證,,選型驗證和運(yùn)維驗證。
SpirentTestcenter綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)測試平臺是思博倫城域以太網(wǎng)測試解決方案的主要測試儀表,。SpirentTestcenter 提供了極高的端口密度和超強(qiáng)的性能,,可以完成運(yùn)營級的OSI L2-L7 的性能,協(xié)議,,應(yīng)用,,一致性等測試,是目前市場上應(yīng)用最廣的運(yùn)營商以太網(wǎng)測試工具,。
1. 端到端性能和服務(wù)等級測試
MEF 6 定義了兩類主要以太網(wǎng)服務(wù)(Ethernet Services),,包括:
· 基于點到點以太網(wǎng)虛擬連接(Point-to-point EVC) 的E-Line 服務(wù),;
· 基于多點到多點以太網(wǎng)虛擬連接(Multipoint-to-Multipoint EVC)的E-LAN 服務(wù);
這里的以太網(wǎng)虛擬連接(EVC)是指包含兩個或者多個UNI(用戶-網(wǎng)絡(luò)接口)的連接,。
圖1,, 左為基于點到點EVC的E-Line 服務(wù),右為基于多點到多點EVC的E-LAN服務(wù)
運(yùn)營商向用戶提供一種Ethernet 服務(wù),,必須由一系列的服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)來保證服務(wù)質(zhì)量,,所以MEF 10中,定義了以太網(wǎng)服務(wù)的參數(shù),,包括帶寬參數(shù)(Bandwidth Profile),,性能參數(shù)(Performance Profile, 即QoS等級),幀傳送參數(shù)(Frames delivery)等等,。
1.1.MEFEthernetService 功能和性能測試
針對MEF 6 和MEF 10 定義的Ethernet Service,,MEF 定義了2個測試規(guī)范:
· MEF 9 : 規(guī)范測試UNI上部署以太網(wǎng)服務(wù)或者設(shè)備,是否符合MEF6 和MEF 10 的定義,。此規(guī)范主要定義Ethernet Service 的基本功能測試,。
· MEF14: 規(guī)范流量管理(MEF 10 定義)測試,包括性能,,QoS, 流量監(jiān)管等方面的測試,。此規(guī)范定義了Ethernet Service之上的流量性能測試。
另外,,目前思博倫通信作為唯一一家測試解決方案廠商,,正在參與MEF UNI Type 2 測試規(guī)范定義。
思博倫通信Spirent Testcenter 提供了完整的MEF 9 和MEF 14 測試套,,是MEF 認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)化測試工具,。圖2是Spirent Testcenter MEF 9 和 MEF 14 測試的界面。
圖2SpirentTestcenterMEF9 和MEF 14
1.2. 性能和擴(kuò)展性測試
MEF 9 和MEF 14 是設(shè)備廠商通過MEF 認(rèn)證必須要通過的測試,,但是通過了MEF 9 和MEF 14 并不代表設(shè)備能直接用于城域以太網(wǎng)部署,,還要進(jìn)行很多其他功能,性能和擴(kuò)展性方面的驗證,。在城域以太網(wǎng)測試中,,關(guān)鍵要解決兩個問題:如何產(chǎn)生大量運(yùn)營商級別的真實測試流量和如何在海量測試結(jié)果中快速評估結(jié)果和診斷問題。Spirent Testcenter 提供了最完善的性能驗證和分析功能,。
1.2.1. 測試流量產(chǎn)生
電信級網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的測試,,要求測試儀表能夠仿真多樣化的測試場景和大量真實的測試業(yè)務(wù),達(dá)到真正電信級的測試,。Spirent Testcenter 測試平臺提供了極高的性能,,在一個測試端口上能產(chǎn)生業(yè)界最高的32768 條獨立的測試流(Stream),每條測試流都可以定義獨立的協(xié)議頭,,凈荷,,標(biāo)簽,,QoS參數(shù)等等。Spirent Testcenter 可以線速同時發(fā)送這些測試流,,流量調(diào)度以測試流為單位,,不同測試流之間可以進(jìn)行輪詢方式或者基于優(yōu)先級方式的調(diào)度。
· 每端口可以支持32k條獨立的EVC 測試,,并且由于測試卡的高端口密度,,Spirent Testcenter 能夠產(chǎn)生電信級的城域以太網(wǎng)業(yè)務(wù),并能驗證設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)支持的EVC數(shù)量,,非常適合擴(kuò)展性測試,。
· 基于XML的幀定義方式,具有良好的擴(kuò)展性,,可以編輯承載于EVC 之上的各種用戶業(yè)務(wù),,驗證城域以太網(wǎng)或者設(shè)備對各種業(yè)務(wù)的處理性能。
· 能產(chǎn)生點到點,,多點到多點以及全網(wǎng)狀等測試流量拓?fù)?,全面驗證E-Line, E-LAN等各種Ethernent Service 服務(wù)。
圖3SpirentTestcenter支持的測試流量拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
· 能夠產(chǎn)生經(jīng)過QoS調(diào)度的測試流量(即CBR,,VBR,,UBR組合業(yè)務(wù)),用現(xiàn)網(wǎng)真實場景來驗證網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備,。
Spirent Testcenter的以上特性,,能夠非常好的完成電信級以太網(wǎng)的功能,性能和擴(kuò)展性測試,,是目前進(jìn)行電信級以太網(wǎng)測試的首選標(biāo)準(zhǔn)化工具,。
1.2.2.城域以太網(wǎng)測試結(jié)果分析
MEF 規(guī)范對城域以太網(wǎng)的性能進(jìn)行了詳細(xì)和規(guī)范的定義。在測試中,,既要對電信級量的測試業(yè)務(wù),,記錄眾多MEF定義的指標(biāo)以及其他有用的指標(biāo),又要能快速定位特定的業(yè)務(wù)或者問題業(yè)務(wù)情況,。這兩個方面是一對矛盾。Spirent Testcenter 每端口能實時分析65535條獨立的測試流(Stream),,為每條流提供了包括收/發(fā)幀總數(shù)和速率,,丟包,時延,,時延分布,,抖動,抖動分布,,順序/亂序,,各種類型錯包等超過50個統(tǒng)計量,,并提供了靈活的結(jié)果過濾方式,幫助用戶在測試中能全面有快速靈活的記錄和查找結(jié)果:
· 每端口能同時支持65535條EVC的實時分析,,為每條EVC提供超過50個統(tǒng)計量,,統(tǒng)計結(jié)果包括表和圖的方式顯示,具備電信級的城域以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的實時分析能力,。
· 強(qiáng)大的過濾器(Filter)功能,,可以讓用戶根據(jù)任意字段,把最關(guān)心的業(yè)務(wù)狀況顯示出來,。
圖4SpirentTestcenter高級Filter 功能
· Interesting Stream: 在電信級的業(yè)務(wù)中,,按測試結(jié)果快速找到問題業(yè)務(wù)。
圖5根據(jù)測試結(jié)果過濾出問題業(yè)務(wù)
1.2.3.抖動(Jitter)
在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)測試中,,抖動并不是一個被廣泛重視的指標(biāo),,因為對純數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),抖動的影響并不是非常明顯,,所以過去不同的測試儀表對于抖動的定義也是各不相同,。但是抖動對于視頻和語音業(yè)務(wù)的質(zhì)量影響非常大。城域以太網(wǎng)技術(shù)的驅(qū)動之一在于基于IP的視頻和音頻業(yè)務(wù),,所以MEF 論壇和RFC 3393 對抖動做了非常明確的定義:
Jitter 為順序傳遞的相鄰兩個幀的轉(zhuǎn)發(fā)時延之差的絕對值,。Jitter值恒為正。
圖6是抖動計算的原理圖,。
圖6Jitter定義
Spirent Testcenter 是目前市場上所有測試儀表中唯一支持MEF 10/RFC3393定義的Jitter測試的儀表,。在Spirent Testcenter 中,能為每條測試流給出最大/最小/平均Jitter, 過去1s內(nèi)平均Jitter, Jitter分布等指標(biāo),,對設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)承載抖動敏感業(yè)務(wù)的能力進(jìn)行衡量,。
1.2.4. 復(fù)雜業(yè)務(wù)的服務(wù)等級協(xié)議(Service Level Agreement, SLA)
在MEF 14 測試?yán)校峁┝朔?wù)等級測試的測試?yán)?,但這些測試?yán)窃趩我画h(huán)境下的一致性驗證測試,,通常只使用1-2條EVC。這對于電信級以太網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量真實評估來說,,是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,。Spirent Testcenter Service Class Builder工具,提供了方便的復(fù)雜環(huán)境下電信級的服務(wù)等級驗證手段:
· 定義SLA及其參數(shù),,SLA 參數(shù)包括丟包,,時延,抖動,,順序/亂序等等眾多指標(biāo)以及它們之間的邏輯組合,;
· 創(chuàng)建復(fù)雜的驗證流量(場景),并把不同的流量映射到不同的服務(wù)等級上,;
· 運(yùn)行測試,,根據(jù)測試結(jié)果,,觀察被測設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)能否按照SLA參數(shù)保證服務(wù)質(zhì)量,給用戶直觀的Pass/Fail 結(jié)果,,并記錄詳細(xì)的統(tǒng)計,。
圖7SpirentTestcenterSLA 測試配置
圖8SpirentTestcenterSLA測試結(jié)果
2. 承載網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)測試
MEF 定義了EVC 和 E-Line, E-LAN 等以太網(wǎng)服務(wù),從用戶角度勾畫出城域以太網(wǎng)應(yīng)該提供什么樣的服務(wù),。但是EVC和Ethernet Service 具體如何實現(xiàn),,也就是說采用哪種技術(shù)實現(xiàn),MEF 并沒有明確,,也就是說,,Ethernet Service 是一個獨立于技術(shù)實現(xiàn)的概念。目前在核心承載網(wǎng)絡(luò)層面上,,通常有三種技術(shù):
·傳統(tǒng)的IP/MPLS技術(shù),,及基于此的PWE3,VPLS等技術(shù),。
·PBB/PBT技術(shù),,此技術(shù)由Nortel 和英國電信(BT) 聯(lián)合倡導(dǎo);
·T-MPLS技術(shù),,此技術(shù)由Alcatel-Lucent 和Cisco等倡導(dǎo),。
SpirentTestcenter為以上三種技術(shù)均提供了測試解決方案。
2.1. 傳統(tǒng)的IP/MPLS 架構(gòu)測試
傳統(tǒng)的IP/MPLS 技術(shù),,特點是技術(shù)成熟,,互通性良好。但相比另外兩種新興的以太網(wǎng)傳輸技術(shù)來說,,成本還是比較高,。傳統(tǒng)的IP/MPLS 測試對象主要包括:
·設(shè)備的傳統(tǒng)路由協(xié)議,如BGP,OSPF,,ISIS 等協(xié)議
·設(shè)備的傳統(tǒng)MPLS協(xié)議,,如LDP, RSVP-TE等協(xié)議
·實現(xiàn)E-Line和E-LAN等以太網(wǎng)服務(wù)的技術(shù),,如PWE3, VPLS等,。
·設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)性能測試
這類設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò),測試內(nèi)容主要包括:
· 協(xié)議基本功能測試,。比如,,路由協(xié)議能否建立鄰居關(guān)系? 能否正確發(fā)布,學(xué)習(xí)和計算路由表? 偽線能否正確建立,?VPLS的MAC學(xué)習(xí)和洪泛功能是否正常? 是否存在VPN泄漏?能否自動發(fā)現(xiàn)PE等等,;
· 擴(kuò)展性測試,。比如,路由表的容量有多大? 設(shè)備最多能建立多少個路由協(xié)議鄰接關(guān)系? 等等,;
· 性能測試。集成協(xié)議平面和數(shù)據(jù)平面的測試,,驗證路由和MPLS協(xié)議交互對于正常業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)的影響,;
· 高可靠性測試。MEF 要求運(yùn)營商以太網(wǎng)具備50ms以下的故障恢復(fù)時間,,所以需要驗證網(wǎng)絡(luò)或者設(shè)備的快速收斂速度和故障恢復(fù)時間,;
· 一致性測試。不同廠家對于協(xié)議的理解也不盡相同,,所以會造成互通性問題,。一致性測試驗證廠家設(shè)備對于協(xié)議的實現(xiàn)是否符合標(biāo)準(zhǔn);
· 負(fù)面測試,。實驗室環(huán)境是理想的環(huán)境,,在這種環(huán)境下,設(shè)備可能工作良好,。但現(xiàn)網(wǎng)是一個復(fù)雜的環(huán)境,,其中存在很多異常的網(wǎng)絡(luò)事件,這些時間會給設(shè)備的正常運(yùn)行造成影響,。比如,,鄰居路由器執(zhí)行一次撤銷路由和通告路由的行為,就會要求設(shè)備的CPU重新計算路由表,。頻繁的這種行為,,會給設(shè)備造成負(fù)擔(dān),對其穩(wěn)定性是一個挑戰(zhàn),。負(fù)面測試就是通過測試儀表仿真各種網(wǎng)絡(luò)事件,,觀察被測設(shè)備在長時間復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性,從而減少安設(shè)到現(xiàn)網(wǎng)以后的工程故障,。
SpirentTestcenter為以上測試提供了業(yè)界最全面的解決方案,。
2.1.1.Spirent Testcenter IP/MPLS 測試方案
Spirent Testcenter 提供全面的IP/MPLS 網(wǎng)絡(luò)測試方案:
路由協(xié)議測試,包括RIP,OSPF,ISIS,BGP, PIM-SM/PIM-SSM等,,以上路由協(xié)議支持IPv4和IPv6版本,;
MPLS信令協(xié)議,包括LDP,,RSVP-TE,MP-BGP,;
支持Martini和Kompella仿真;
支持PWE3仿真,;
支持基于LDP的VPLS和基于MP-BGP的VPLS仿真,;
支持L3VPN和6PE仿真;
支持以上協(xié)議和技術(shù)的功能測試;
支持以上協(xié)議和技術(shù)的協(xié)議擴(kuò)展性測試,;
通過CommanderSequencer調(diào)度各種協(xié)議和鏈路的網(wǎng)絡(luò)事件,,長時間對設(shè)備施加負(fù)面測試壓力,觀察設(shè)備在異常網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的穩(wěn)定性和健壯性,;
支持以上協(xié)議和技術(shù)的一致性測試,。
協(xié)議測試都是比較復(fù)雜的測試,特別是在進(jìn)行電信級的大規(guī)模仿真測試時,,更需要測試人員有一定的路由和MPLS技術(shù)基礎(chǔ),,所以Spirent Testcenter 為所有單播和組播路由協(xié)議,MPLS信令協(xié)議,,各種MPLS VPN的測試都提供了配置向?qū)?,可以方便用戶快速?zhǔn)確生成測試。
圖9SpirentTestcenter路由和MPLS測試配置向?qū)?br />
另外 Spirent Testcenter 提供了最好的協(xié)議平面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面集成測試手段,,在協(xié)議平面建立起來的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上直接生成驗證流量,,通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面來驗證協(xié)議平面工作的正確性,以及協(xié)議平面計算對于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)性能的影響,。
圖10SpirentTestcenter數(shù)據(jù)平面和協(xié)議平面集成測試
2.2. PBB/PBT 測試方案
PBT技術(shù)的基礎(chǔ)是IEEE 802.1ah定義的PBB(Provider Backbone Bridge,,運(yùn)營商骨干橋接)技術(shù),IEEE把PBT技術(shù)稱為PBB-TE(Provider Backbone Bridge Traffic Engineering,,支持流量工程的運(yùn)營商骨干橋接技術(shù)),。PBB又稱為MAC-in-MAC,是一種基于MAC堆棧的技術(shù),,用戶MAC被封裝在運(yùn)營商MAC內(nèi),,通過二次封裝對用戶流量進(jìn)行隔離,增強(qiáng)了以太網(wǎng)的可擴(kuò)展性和業(yè)務(wù)的安全性,。在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中,,用運(yùn)營商MAC進(jìn)行交換。PBB的關(guān)鍵是在MAC-in-MAC封裝中引入了24 bit的I-TAG(業(yè)務(wù)實例標(biāo)簽),,可以支持2^24次方的服務(wù)實例,,達(dá)到電信級以太網(wǎng)規(guī)模。圖11 是PBB封裝圖,。
PBT技術(shù)基于PBB技術(shù),,其核心是對PBB技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),通過網(wǎng)絡(luò)管理和控制,,使CE中的業(yè)務(wù)事實上具有連接性,,以便實現(xiàn)保護(hù)倒換、OAM,、QoS,、流量工程等電信網(wǎng)絡(luò)的功能,。相對于PBB, PBT技術(shù)做了一些簡化,包括:
不支持洪泛,,對未知目的地址數(shù)據(jù)幀直接丟棄,。
PBT關(guān)閉了PBB的組播功能,不轉(zhuǎn)發(fā)而是丟棄組播數(shù)據(jù),;
預(yù)先配置PBT通路,關(guān)閉了廣播學(xué)習(xí)功能
不支持生成熟協(xié)議,,關(guān)閉了用于阻止網(wǎng)絡(luò)內(nèi)出現(xiàn)環(huán)路的協(xié)議,。
運(yùn)營商可以管理不同路由上的負(fù)載,防止負(fù)載不均衡情況的發(fā)生,。
PBT技術(shù)采用外層MAC加上外層VID(B-DA+B-VID)來表示一條隧道,,進(jìn)行業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā),使CE受到運(yùn)營商的控制并能隔離用戶流量,。到某一個目的B-DA MAC 地址的通路,,可以對應(yīng)多個隧道,每個隧道有唯一的B-VID, 其中一條隧道為工作隧道, 其他隧道為備用隧道,。
圖11PBB封裝圖
目前PBT沒有定義控制層面,,隧道的建立主要依賴于人工配置。
PBT技術(shù)支持帶寬管理和CAC(ConnectionAdmissionControl,,連接接納控制)功能,,以實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源的管理,通過網(wǎng)管配置或NC(NetworkController,,網(wǎng)絡(luò)控制器)建立連接,,可方便實現(xiàn)靈活的交換和TE。
PBT技術(shù)采用IEEE802.1ag中的CFM(ConnectivityFaultManagement,,連接性故障管理)機(jī)制來持續(xù)地監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)中的隧道狀態(tài),。當(dāng)主用隧道失效時會把業(yè)務(wù)自動轉(zhuǎn)移到預(yù)先建立的備用電路上。有些廠商聲明可以獲得15 ms的故障倒換時間,。
PBT技術(shù)兼容傳統(tǒng)以太網(wǎng)橋的架構(gòu),,不需要對網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點進(jìn)行更新即可基于對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),數(shù)據(jù)幀也不需要修改,,轉(zhuǎn)發(fā)效率高,。
2.2.1. PBB/PBT 測試
Spirent Testcenter PBB/PBT測試在業(yè)界第一個通過了Nortel 運(yùn)營商以太網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)兼容產(chǎn)品認(rèn)證。該認(rèn)證于2008年1月31日在Nortel位于加拿大的運(yùn)營商以太網(wǎng)創(chuàng)新中心頒發(fā),。
通過Spirent Testcenter,,用戶可以獲得下列PBB/PBT 測試能力:
· 每端口支持32k條獨立的測試流,并通過任意字段(如B-SA,B-DA, B-VLAN, ISID, C-SA/C-DA, C-VLAN等等)的變化,,形成無數(shù)flow(每端口512Billion),,能最真實的仿真“Carrier Grade”級別的Tunnel和用戶數(shù),。
· 每端口可以實時分析64k條獨立stream,提供詳細(xì)的統(tǒng)計,,包括帶寬,,丟包,時延,,抖動,,亂序等等,超過45個統(tǒng)計量,。
· 高級Filter功能,,實時跟蹤幀中任意位置一個字段或者幾個字段組合,可以提供從Per-Tunnel, Per-servicde, Per-host 的不同層次的QoS的詳細(xì)分析,。
· 可以和802.1ag CFM OAM 結(jié)合起來,,進(jìn)行協(xié)議平面和數(shù)據(jù)平面的集成性能測試。
· 和802.1ag CFM OAM結(jié)合,,進(jìn)行隧道備份倒換測試,。
· 提供了強(qiáng)大的PBB/PBT 測試配置向?qū)В焖俜抡孢\(yùn)營商級的測試拓?fù)浜蜏y試流量,,并可在向?qū)е型瑫r完成EOAM 配置,。
圖12PBT配置向?qū)?br />
2.3. T-MPLS 測試方案
2006年2月ITU-T在G8110.1等3個標(biāo)準(zhǔn)中定義了T-MPLS。該系列建議力圖從MPLS的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)業(yè)已存在的功能中,,識別認(rèn)定那些必須而且是足夠充分的一個子集,,以提供一種面向連接的分組傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。T-MPLS將具有和傳統(tǒng)傳送網(wǎng)絡(luò)相似的OAM&P能力,,端到端的維護(hù),,保護(hù)和性能監(jiān)測,能夠融合任何L2和L3的協(xié)議,,構(gòu)建于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳送平面,。
ITU-T所制定的3個標(biāo)準(zhǔn)都聚焦在T-MPLS的數(shù)據(jù)平面,包括:
· G.8110.1T-MPLS架構(gòu),;
· G.8112T-MPLS接口規(guī)范,;
· G.8121T-MPLS設(shè)備功能規(guī)范。
T-MPLS 控制層面尚未定義,。目前的LSP建立方式主要為人工配置,,或者利用ASON/GMPLS 協(xié)議。
T-MPLS和傳統(tǒng)MPLS的主要區(qū)別是:
· MPLS 使用單向LSP,,T-MPLS 使用雙向LSP,;
· T-MPLS 移去了MPLS 中的倒數(shù)第二條標(biāo)簽彈出(PHP) 和ECMP(Equal Cost Multiple Path) 功能;
· T-MPLS 移去了 LSP 合并(LSP Merge) 功能, 以簡化 OAM 和性能監(jiān)控(Performance Monitor)過程,。
2.3.1.T-MPLS測試
Spirent Testcenter 提供了全面的T-MPLS 測試能力:
· 基本性能測試和RFC 2544 測試,。
· 基于Per-Tunnel 和Per-subscriber 的性能和QoS 分析
· T-MPLS 封裝/解封裝功能和性能驗證,。
· 和傳統(tǒng)MPLS 的互通性和互操作性驗證。
· 設(shè)備的LSP容量測試,。
· 故障恢復(fù)時間測試,。
2.4. 高可用性測試
運(yùn)營商以太網(wǎng)的對于設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求很高,要求達(dá)到99.999%的可用性和發(fā)生故障時50ms以下的保護(hù)倒換時間,。傳統(tǒng)以太網(wǎng)設(shè)備很難達(dá)到這個要求,,所以在城域以太網(wǎng)設(shè)備上采用了很多高可用性技術(shù),來達(dá)到這個要求,。在運(yùn)營商以太網(wǎng)測試中,,需要對設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的可靠性進(jìn)行驗證。
2.4.1. IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)的高可靠性測試
IP/MPLS 采用了多種技術(shù)來提高可靠性,,主要包括Graceful Restart,BFD,,RSVP Fast Re-Route 等等技術(shù),。
2.4.1.1. 優(yōu)雅重啟(Graceful Restart) 測試
路由器控制層面故障包括設(shè)備重啟,主備切換等,。路由器故障后,,其路由協(xié)議層面的鄰居會檢測到它們之間的鄰居關(guān)系Down掉,過段時間再次Up,,這個過程被稱之為鄰居關(guān)系震蕩,。這種鄰居關(guān)系的震蕩將最終導(dǎo)致路由震蕩的出現(xiàn),使得重啟路由器在一段時間內(nèi)出現(xiàn)路由黑洞或者導(dǎo)致鄰居將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)從重啟路由器處旁路,,從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的可靠性大大降低,。采用GracefulRestart技術(shù)避免不必要的SPF計算,當(dāng)一臺路由器重啟時,,會通知與它鄰接的路由器它只是關(guān)閉幾秒鐘,,馬上就會恢復(fù)正常。這樣,,鄰接路由器就不會將進(jìn)行優(yōu)雅重啟GracefulRestart的路由器從鄰居列表中刪除,,其他路由器也不會知道有路由器重啟。
Spirent Testcenter 提供最全面的Graceful Restart:
· 支持仿真Restarter和Helper兩種模式,。
· 支持最全面的路由和MPLS協(xié)議的Graceful Restart 仿真,。包括BGP, OSPF(Cisco LLS & RFC 3623) ,ISIS,,LDP,,RSVP-TE等路由和MPLS協(xié)議,驗證GR的各種能力,。
· 可以和路由/MPLS 協(xié)議仿真以及流量驗證結(jié)合起來,,驗證快速收斂,,并給出量化的收斂時間。
· 在路由和MPLS 協(xié)議配置向?qū)е邪珿raceful Restart 仿真配置項,,方便完成路由和GR的組合測試,。
圖13SpirentTestcenterGraceful Restart 測試原理
圖14SpirentTestcenterGR 配置實例-OSPFv2 GR 配置
2.4.1.2. BFD 測試
傳統(tǒng)以太網(wǎng)無法實現(xiàn)端到端的檢測,路由協(xié)議一般采用慢Hello機(jī)制,,檢測時間會很長(例如:OSPF需要2秒的檢測時間,,ISIS需要1秒的檢測時間)。這對于運(yùn)營商以太網(wǎng)50ms以下保護(hù)倒換時間要求相去甚遠(yuǎn),。BFD(Bi-DirectionalForwardingDetection,,雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測)能夠在系統(tǒng)之間的任何類型通道上進(jìn)行故障檢測,這些通道包括直接的物理鏈路,、虛電路,、隧道、MPLS LSP,、多跳路由通道,,以及非直接的通道。同時正是由于BFD實現(xiàn)故障檢測的簡單,、單一性,,致使BFD能夠?qū)W⒂谵D(zhuǎn)發(fā)故障的快速檢測,幫助網(wǎng)絡(luò)達(dá)到50ms 以下的故障保護(hù)恢復(fù),。
從本質(zhì)上講,,BFD是一種高速的獨立HELLO協(xié)議。BFD能夠與相鄰系統(tǒng)建立對等關(guān)系,,之后,,每個系統(tǒng)以協(xié)商的速率監(jiān)測來自其他系統(tǒng)的BFD速率。監(jiān)測速率能夠以毫秒級增量設(shè)定,。當(dāng)對等系統(tǒng)沒有接到預(yù)先設(shè)定數(shù)量的數(shù)據(jù)包時,,它推斷BFD保護(hù)的軟件或硬件基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生故障,不管基礎(chǔ)設(shè)施是標(biāo)記交換路徑,、其他類型的隧道還是交換以太網(wǎng)絡(luò),。
BFD是一種獨立于路由和MPLS協(xié)議的一種協(xié)議,路由和MPLS協(xié)議均可認(rèn)為是BFD的客戶層,。當(dāng)BFD檢測到故障時,,通過控制報文通知路由協(xié)議,不同的路由協(xié)議自行決定收到告警后的行為,,比如快速重路由,。
BFD部署在路由器和其他系統(tǒng)的控制平面上,BFD檢測到的網(wǎng)絡(luò)故障可以由轉(zhuǎn)發(fā)平面恢復(fù)(例如在MPLS快速重啟路由中)或由控制平面恢復(fù)(例如當(dāng)BFD用于加快路由協(xié)議運(yùn)行速度時),。
SpirentTestcenter 提供了完成的BFD 測試方案:
· 支持基本BFD功能和性能測試,,包括BFD 會話建立,,時鐘等參數(shù)協(xié)商,并按一定的間隔定期發(fā)送檢測報文并檢測故障,,檢測和發(fā)送精度可達(dá)到10ms,;
· 支持多seesion;
· 支持Asynchronous模式和On-demand 模式,;
· 支持Echo mode 和Non-Echo mode,;
· 能和Spirent Testcenter 支持的所有路由協(xié)議,MPLS 協(xié)議,,Graceful關(guān)聯(lián)起來,,進(jìn)行高可用性和快速收斂測試;
· 支持獨立的與控制層面無關(guān)的BFD 測試和與控制層面(路由)關(guān)聯(lián)的BFD測試,;
· 支持單跳和多跳BFD session,。
圖15顯示了SpirentTestcenterBFD 故障檢測和快速恢復(fù)測試。
圖15SpirentTestcenter3端口 BFD 測試拓?fù)浜团渲?br />
2.4.1.3.RSVP-TE快速重路由
快速重路由是一套用于鏈路保護(hù)和節(jié)點保護(hù)的機(jī)制,。當(dāng)LSP鏈路或者節(jié)點失敗時,,在發(fā)現(xiàn)失敗的節(jié)點進(jìn)行保護(hù),這樣可以允許流量繼續(xù)從保護(hù)鏈路或者節(jié)點的隧道中通過以使得數(shù)據(jù)傳輸不至于發(fā)生中斷,。同時頭節(jié)點就可以在數(shù)據(jù)傳輸不受影響的同時繼續(xù)發(fā)起主路徑的重建。FRR的最終目的就是利用Bypass隧道繞過失敗的鏈路或者節(jié)點從而達(dá)到保護(hù)主路徑的功能,。
MPLSTE快速重路由是基于RSVPTE的實現(xiàn),,實現(xiàn)快速重路由有兩種方式:One-to-one Backup方式和Facility Backup方:
· Detour 方式:One-to-one Backup 方式,分別為每一條被保護(hù)LSP提供保護(hù),,為每一條被保護(hù)LSP創(chuàng)建一條保護(hù)路徑,,該保護(hù)路徑稱為Detour LSP。
· Bypass方式:Facility Backup,,用一條保護(hù)路徑保護(hù)多條LSP,,該保護(hù)路徑稱為Bypass LSP。
Spirent Testcenter 同時支持以上兩種RSVP-TE 快速重路由方式,驗證MPLS LSP 快速故障切換能力,。圖16 是Spirent Testcenter 快速重路由測試原理:
圖16SpirentTestcenterRSVP-TE FRR 測試
2.4.2. PBT 保護(hù)倒換測試
PBT 傳輸中,,到每個B-DA 有2個或以上通路,其中一條為工作通路(Working Path),,其他的為保護(hù)通路(Protection Path),。 每條通路由唯一的B-VLAN標(biāo)識。
通路的故障由IEEE 802.1ag 連續(xù)性檢測報文發(fā)現(xiàn),,發(fā)現(xiàn)時間可以低于10ms,。設(shè)備一旦在一定時間內(nèi)沒有收到連續(xù)性檢測報文,就切換到保護(hù)通路上,。
Spirent Testcenter 結(jié)合IEEE 802.1ag CFM 協(xié)議仿真功能和PBB/PBT業(yè)務(wù)測試功能,,可以對單臺設(shè)備或者整個PBT 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保護(hù)切換時間測試,。圖17和圖18 分別標(biāo)識了測試原理。
圖17SpirentTestcenterPBT 設(shè)備保護(hù)切換時間測試
圖18SpirentTestcenterPBT網(wǎng)絡(luò)保護(hù)倒換時間測試
2.4.3. T-MPLS 網(wǎng)絡(luò)保護(hù)倒換測試
T-MPLS 通過G.8113/G.8114定義的T-MPLS OAM 來檢測路徑故障,,并支持兩種保護(hù)方式:
·G.8131/Y.1382定義的線性保護(hù)倒換,,為每條T-MPLS 路徑提供1:1,1+1和1:n保護(hù),。
·G.8131/Y.1382定義的共享保護(hù)環(huán),。
圖19顯示了SpirentTestcenterT-MPLS 保護(hù)倒換原理。
圖19SpirentTestcenterT-MPLS 保護(hù)倒換時間測試
2.4.4.倒換時間計算
Spirent Testcenter 提供了兩種倒換時間和收斂時間的計算方法:
·傳統(tǒng)的基于丟包和發(fā)包速率的計算方法
·高精度采樣圖形方式
2.4.4.1. 傳統(tǒng)基于丟包和發(fā)包速率的計算方法
在倒換時間或者收斂時間測試中,,有一個端口用來發(fā)送驗證流量,,我們稱此端口為源端口。其他端口為接收端口,。從源端口以比較小的速率持續(xù)發(fā)送測試流量,,比如100 幀/s。在切換過程中流量會從一條路徑切換到另外一條路徑,,在這個過程中,,會有少量業(yè)務(wù)丟失。所以整個測試過程中所有接收端口收到的流量會少于源端口發(fā)送的流量,。切換時間可以按如下公式計算:
切換時間 = (源端口發(fā)送的所有幀數(shù)- 接收端口收到的所有幀數(shù))/ 幀發(fā)送速率
2.4.4.2. 高精度采樣
Spirent Testcenter 另外提供了一個高精度采樣手段,,采樣過程可以由特定事件觸發(fā),比如觸發(fā)條件可以是”接收速率<100 幀/s ”,。采樣精度可以達(dá)到1ms,,以圖形化的方式精確的把整個倒換過程和時間顯示給用。
3. OAM測試
OAM(Operations Administration and Maintenance,,操作管理和維護(hù))是監(jiān)控和解決網(wǎng)絡(luò)問題的工具,。它能夠報告網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài),使網(wǎng)絡(luò)管理員能夠更有效地管理網(wǎng)絡(luò),。Ethernet OAM 主要包括以下3個方面:
圖20高精度采樣觸發(fā)條件設(shè)置
圖21高精度采樣顯示倒換過程和時間
·IEEE802.1ag 和 ITU-T Y.1731: 連通性故障管理(CFM,, Connectivity Fault Management), 提供端到端的以太網(wǎng)管理,;
·IEEE 802.3ah: 提供點到點鏈路的故障檢測,,又稱為Link OAM;
·E-LMI:定位于用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)的OAM協(xié)議,,主要工作于用戶邊緣設(shè) 備和提供商邊緣設(shè)備之間,。
Spirent Testcenter 業(yè)界第一個而且是最完整的提供了802.1ag 和802.3 ah 測試解決方案。
3.1. IEEE 802.1 ag Link OAM測試
Spirent Testcenter 提供了完整的802.1ag Link OAM測試能力,,包括:
· 支持有狀態(tài)的802.1ag 協(xié)議仿真,;
· 可以工作在主動模式(Active) 和被動模式(Passive) ;
· 支持鏈路狀態(tài)監(jiān)控,用戶可以設(shè)置錯誤信號事件閥值,,錯誤幀事件閥值,,錯誤幀周期事件閥值和錯誤幀秒事件閥值,當(dāng)上述事件發(fā)生時,,通過事件通知方式通知對端OAM實體(被測設(shè)備),;
· 支持Link Fault, Dying Gasp和Critical Event 緊急鏈路事件仿真,;
· 支持遠(yuǎn)端環(huán)回仿真(Loopback),;
· 支持遠(yuǎn)端MIB變量請求和響應(yīng)仿真;
· 支持用戶編輯Local Information TLV 和Organization Specific TLV,;
· 支持單向模式,;
· 提供本端和遠(yuǎn)端鏈路狀態(tài),802.1ag 協(xié)議幀,,鏈路狀態(tài)統(tǒng)計,;
· 解析遠(yuǎn)端信息(Remote Information);
· 支持協(xié)議一致性測試,;
圖22SpirentTestcenter提供最強(qiáng)大的802.3ah 統(tǒng)計和解析能力
3.2. IEEE 802.1ag / Y.1731 CFM 測試
Spirent Testcenter 提供了強(qiáng)大的802.1ag/Y.1731 測試配置向?qū)?,幫助用戶快速仿真?fù)雜的運(yùn)營商以太網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),驗證被測設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的CFM 功能和性能:
· 支持IEEE 802.1ag 和Y.1731 CFM 協(xié)議仿真,,驗證被測設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的功能和性能,;
· 每端口支持仿真1024個MP和1024 MA/MEGs,每個MEP可帶最多10個MIPs,,并形成不同復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,測試被測設(shè)備作為MEP和MIP的能力;
· 提供測試配置向?qū)?,并可預(yù)覽仿真的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),仿真的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以存成圖片文件,;
· 支持環(huán)回,,Link-Trace, 連續(xù)性檢測,RDI, AIS等等OAM功能,;
· 用戶可以定義MAC addresses, VLANs, MEG IDs/MAID, MEP IDs,, levels和各種TLVs;
圖23SpirentTestcenter802.1ag/Y.1731 測試配置向?qū)?br />
· 能夠和PBB/PBT 測試結(jié)合起來,,激活/關(guān)閉隧道,,驗證保護(hù)倒換和故障恢復(fù)事件測試;連續(xù)性檢測的間隔最小可以到3.3ms,,詳見2.4.2 PBT 保護(hù)倒換測試,;
· 支持CFM OAM 幀模版的編輯,發(fā)送CFM OAM流,;
· 提供詳細(xì)的統(tǒng)計,,基于端口,,MP和MA/MEG的包括各種OAM報文的收發(fā)個數(shù),各種告警的統(tǒng)計,,提供對端狀態(tài)等,;
· 支持一致性測試。
4. TDM 業(yè)務(wù)承載測試
NGN網(wǎng)絡(luò)不會是一朝一夕就能建成的,,現(xiàn)存的服務(wù)于PSTN公共語音通信業(yè)務(wù)的PDH/SDH網(wǎng)絡(luò)還將會長期存在,,網(wǎng)絡(luò)上大量存在的用戶TDM設(shè)備還將繼續(xù)使用。為了保護(hù)用戶在TDM設(shè)備上已有的投資,,在下一代包交換網(wǎng)絡(luò)中提供TDM業(yè)務(wù)接入和TDM數(shù)據(jù)透傳能力是十分必要,。
目前有幾種在包交換網(wǎng)絡(luò)中承載TDM業(yè)務(wù)的方案:
· RFC4553 SAToP提供針對E1/T1/E3/T3等較低速率的PDH電路業(yè)務(wù)的仿真功能。SAToP是用來解決非結(jié)構(gòu)化,,也就是非幀模式的E1/T1/E3/T3業(yè)務(wù)傳
圖24測試拓?fù)漕A(yù)覽
圖25802.1ag/Y.1731結(jié)果統(tǒng)計示例-CC統(tǒng)計
送,。它將TDM業(yè)務(wù)都作為串行的數(shù)據(jù)碼流進(jìn)行切分和封裝后在PW隧道上進(jìn)行傳輸。
· RFC 5086 CESoPSN提供結(jié)構(gòu)化的TDM業(yè)務(wù)仿真?zhèn)魉凸δ?,也就是具有幀結(jié)構(gòu)和TDM幀內(nèi)信令的識別處理和傳送功能,。以E1為例,結(jié)構(gòu)化的E1由32個時隙組成,,除0時隙外,,其他的31個時隙分別可以承載一路64Kbps的話音業(yè)務(wù)。0時隙用于傳送信令和定幀符,。CESoPSN協(xié)議可以識別TDM業(yè)務(wù)的幀結(jié)構(gòu),,對于空閑時隙信道可以不傳送,只將CE設(shè)備有用的時隙從E1業(yè)務(wù)流中提取出來封裝為PW報文進(jìn)行傳送,。同時提供對E1業(yè)務(wù)流中CAS和CCS信令的識別和傳送功能,。
· 在MEF 8.0定義了裸以太封裝的TDM電路仿真報文,通過不同的ECID(電路仿真標(biāo)識符)來區(qū)分不同的TDM電路仿真數(shù)據(jù)流,。
另外MEF 也推出了MEF 18認(rèn)證,,作為在以太網(wǎng)上曾在TDM 業(yè)務(wù)的一致性測試規(guī)范。
思博倫通信的ANUE網(wǎng)絡(luò)損傷仿真儀提供了MEF 18 測試套,。ANUE是思博倫公司在損傷仿真方面推出的一個全新平臺,,它采用FPGA芯片架構(gòu),可支持雙向100%全線速的流量,, 在L1-L7 完成仿真丟包,,延時,包抖動,,包復(fù)制,,包錯誤,帶寬限制等功能。其主要特點包括:
· 能提供雙向100%全線速性能損傷,;
· 可支持隨時間變化的時延損傷仿真,,并能提供精確到1比特的時延損傷;
· 具有實時的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和告警顯示,;
· 具有16個過濾器,,通過與或組合可根據(jù)用戶需求生成損傷;
· 提供了2000個字節(jié)的可編輯范圍,;
· 提供對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)損傷情況進(jìn)行捕獲并回放的功能,;
· 提供G.1050標(biāo)準(zhǔn)的損傷模版。
圖26ANUE網(wǎng)絡(luò)損傷仿真儀
ANUE 通過對MEF 18 的支持,,為客戶進(jìn)行認(rèn)證測試前所進(jìn)行的基準(zhǔn)測試提供便利,。該功能有如下特點:
完全遵循MEF18/G.8261規(guī)范:借助可復(fù)制的網(wǎng)絡(luò)模型,用于MEF-18認(rèn)證測試,,測試完全遵循MEF18/G.8261規(guī)范,。
預(yù)置的測試場景:與MEF-18測試?yán)鄬?yīng)的網(wǎng)絡(luò)場景
簡單快速完成測試:每一個測試模型通過“損傷表格”文件(.ait格式),導(dǎo)入到儀表,,配合NetworkPlayback功能完成測試,。
5. 總結(jié)
城域以太網(wǎng)技術(shù)正在越來越快的被部署,如何在研發(fā),,驗證,,工程建設(shè)和運(yùn)營維護(hù)等各個階段全面評估運(yùn)營商以太網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò),稱為非常迫切的問題,。思博倫通信城域以太網(wǎng)和運(yùn)營商以太網(wǎng)解決方案,,全面支持從傳輸,服務(wù),,管理等方面測試,,是目前業(yè)界最為完整的城域以太網(wǎng)測試方案,正在幫助大量廠商,,運(yùn)營商完成下一代網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的部署,。