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MSTP技术在广东电信城域传输网中的应用

通讯
来源: 作者: 2019-03-13 12:49:37

广东电信MSTP商用试验工程

本工程利用已有光缆开通2个STM-16双纤双向共享型复用段保护环,采用华为公司的METRO3000和METRO1000设备组建本试验工程,具体组情况见图1。

图1 广东电信MSTP商用试验络结构

广东电信MSTP商用实验多业务性能的分析测试研究

(一)以太业务应用研究

以太业务是MSTP产品所要支持的主要业务类型,在以太上可以支撑多种业务,如Internet访问、会议电视、IP、MPLSVPN等,因此对以太能力的测试是MSTP产品测试的重点,也是测试项目最多的部分。通常以太功能验证和性能测试可以分为2个部分:以太透传能力测试和以太二层交换能力测试。结合实际组情况,本文将以太业务研究工作分为:以太透传功能验证与性能测试和以太二层交换功能验证与性能测试。

1.以太透传功能验证与性能测试

(1)以太基本功能验证

①端口(端口+VLAN)速率限制功能验证

通过管设置上设备以太板端口(端口+VLAN)速率限制参数,利用数据络性能分析仪通过设备端口发送报文,并观测接收报文速率带宽。

②MPLS标签动作及各种报文格式测试

(2)以太业务的传输性能研究

以太业务的传输性能包括吞吐量、丢包率、传输时延等。这些参数的定义与描述在IETF和ITU-T建议中都分别有所涉及。这两个标准化组织制定的IP络性能参数基本相同,都包括了时延、丢包、连接性等内容。从实际应用的角度来看,虽然这些参数还有待进一步完善和补充,但是基本上已经能反映一个络的传输性能。

①吞吐量测试

在MSTP系统测试中,对于络端到端的吞吐量的测试比单个络设备单端口吞吐量测试更为重要,它是评价络性能的一个重要指标。

②丢包率测试

该参数表现了设备在超负荷情况下的转发能力。系统吞吐量实际上是测试了系统不出现络阻塞的情况下系统对数据包的转发能力;而过载丢包率是测试系统在超负荷的情况下系统对数据包的转发能力,也就是平时所说的系统抗冲击能力。在测试时要在了解系统吞吐量的情况下,对系统施加不同的过负荷量,来测试系统对不同包长的数据流的转发能力。

③时延测试

测试时延时,系统或设备的负荷情况是一个值得讨论的问题。当系统或设备的负荷情况不同时,测得的时延也就不同,通常只测试络或设备在非拥塞情况下的时延。

(3)带宽分配与管理能力研究

被测设备的两个100BASE-T端口间可以对应一个VC4通道,也可以对应一个或多个VC3通道,甚至可以对应一个VC12通道。以太业务带宽可以利用SDH通道来灵活配置,这是MSTP产品的一个优点。

①带宽动态分配能力测试

LCAS(链路容量调整方案)技术和虚级联技术相结合,成为MSTP元设备的重要功能和技术基石,使运营商可以更加有效地利用络资源,保护投资,同时也为以太业务提供了一种简单、经济的端到端的连接,以提升设备的带宽可扩展性能并提升整个络性能。

②多径传送能力测试

多径传送功能利用了虚容器的虚级联技术,通过虚级联方式级联在一起的虚容器可以在不同的物理链路上传送,在传输终点汇聚。LPT功能是一种基于链路保护的传输方式。

(4)以太二层功能验证与性能测试

在MSTP设备中提供对以太二层交换功能的支持可以提高设备组的灵活性,增加设备的智能。MSTP产品以太二层交换功能的主要测试内容可以分为如下几个部分:以太基本功能验证、对VALN的支持能力测试、MAC地址过滤功能、以太业务保护(RSTP)功能测试等。

(5)以太基本功能验证

以太基本功能验证的主要测试项目和以太透传功能测试部分工作基本相同,所不同的只是被测设备的管系统配置不同,本文只将测试结果列出,见表1、表2和表3。测试结果是FE测试14小时59分无丢包。

2.对VLAN的支持能力测试

对VLAN的支持能力的测试是测试以太二层功能测试的重点,它包括VLAN优先级验证,对单播、多播或组播帧的处理能力验证,MAC地址学习功能验证和学习速度测试,MAC地址静态配置功能验证,MAC地址老化时间测试等内容。

(1)802.1QVLAN功能测试

MSTP产品可以应用在络边缘,负责多种业务的接入,可能出现MSTP设备下联的设备不支持IEEE802.1Q协议的情况,即其所发出的数据帧中并不包含4个VLANTAG字节,也不能识别这些字节。在这种情况下,MSTP设备负责为接收到的数据包添加VLANTAG字节,并从发送到终端的数据包中剥离这些字节。

(2)802.1pVLAN优先级功能测试

优先级是MSTP设备二层功能中的一个高级特性,提供优先级控制的MSTP设备可以对重要的络应用所对应的数据流提供优先传输的保证,它是实现QoS保证机制的重要途径。对优先级的处理主要采用IEEE802.1p协议,它是为络边缘设备提供QoS保证的一个主要协议。

(3)MAC地址过滤功能测试

MSTP设备在处于同一个VLAN中的端口间通信时分两种情况:一种是设备的MAC地址表中不存在目的MAC地址与目的端口的对应关系,MAC帧在设备上属于这个VLAN的所有端口上广播;当设备的MAC地址表已经存在目的MAC地址与目的端口的对应关系时,MAC帧会只被送到目的MAC所对应的端口。这个测试项目就是测试MSTP设备处理上述情况的能力。

(4)以太业务保护(RSTP)功能验证测试

(二)ATM业务应用研究

ATM是一种支持广域多媒体信息传送的技术,目前在保证信息传送服务质量(QoS)方面有着其它技术无法取代的独特优势。它是一种面向连接的快速分组交换技术,在络中以固定长度的信元为基本单位进行信息的传送和交换,可支持包括数据、语音、图像在内的多种类型业务接入。

1.比特差错率测试(BERT)

进行物理层BERT测试时,测试仪表在物理码流或帧的载荷中将某种伪随机比特序列码(PRBS)向络发送,将接收数据流与发送的数据流进行对比,检查是否出现比特错误。进行ATM层BERT测试时,测试仪在发送的ATM信元净负荷中加入PRBS,由于ATM交换机并不检查信元净荷的内容,BERT比特流将透明地通过ATM络,测试仪收到测试信元后,从净荷中分离出PRBS码型并将其与发送的码型比较,检查是否出现比特错误。

2.ATM单板QoS特性测试

ATM层QoS测试内容包括对信元传送的时延、时延变化、信元丢失率、信元误插率、信元错误率、信元块严重出错率等。

3.ATM单板汇聚比测试

良好的业务汇聚能力可以节省运营商的建设成本,同时提高带宽的利用率,因此本文对ATM单板汇聚比进行了测试。

4.ATM单板CC信元特性测试

CC信元提供一种“”的管理机制,用于周期性地检查VPC/VCC端到端或某一分段的连接情况,使络单元能发现连续丢失(LOC)的故障。

5.ATM业务优先级测试

6.ATM业务汇聚共享带宽功能测试

在各接入点配置不同的ATM业务汇聚在主节点上,共用一个VC4通道,然后通过ATM测试仪分析主节点上的汇聚业务性能,研究ATM业务汇聚共享带宽功能。

7.ATMVP-Ring+MSP-Ring保护测试

MSTP的ATM技术可以实现ATM层的VP-Ring保护,SDH的MSP-Ring保护可同ATM层的保护组合使用,通过设定ATM层保护的拖延时间,保证如果络出现故障,SDH层的保护开始动作,如果SDH层的保护失效,ATM层的保护在超过了它的倒换拖延时间后,ATM层的保护开始动作。

结论

MSTP技术的优点主要表现在支持多端口种类、支持多种业务类型、具有灵活的服务提供能力、支持WDM的升级扩容、较大的光纤带宽利用率、较小粒度的动态带宽管理等方面,它正逐渐成为一种在城域建设中受到越来越多关注、应用越来越广泛的技术。广东电信MSTP商用试验测试的重点也在其多端口、多业务支持能力方面。

(一)以太业务处理能力

MSTP可提供以太业务的二层处理和交换功能,实现了以太业务端口收敛和整个环路传输带宽的共享。采用端口和VLAN标签的方式来隔离用户之间的业务,提供基于VLAN用户带宽的灵活分配;支持依靠端口与VLAN标签的静态路由的设置;支持依靠VLAN和MAC层的二层交换;支持采用动态组播路由学习功能,对组播功能进行动态配置;支持STP(生成树协议),有效消除由于络循环连接而带来的络广播风暴,并且为络实现备份连接提供了可能;支持采用VLAN和IP的TOS字节来配置和查询用户优先级;支持IEEE802.3x的流控,可以对端口的流控功能进行设置;支持以太口的告警和流量统计;支持汇聚功能;支持SDH的复用段和通道保护;支持VC12的告警、性能监视;支持透传千兆以太业务;支持多路径保护。

(二)ATM业务处理能力

提供对STM-1的ATM业务的ATM层处理;支持通过VP-Ring实现ATM业务保护;支持多个端口的带宽收敛功能;支持各个站点传输带宽的统计复用,从而有效提高传输带宽的利用率;支持CBR、nrt-VBR、rt-VBR、UBR业务的接入和处理;支持PVC连接及PVP和PVC交换;支持点到点、点到多点连接;支持空间(不同端口)、逻辑(相同端口)多播;支持ATM层和SDH层的分层保护,提供ATM层的VP-Ring的1+1的单端和双端保护;支持VPG功能;支持SDH层、ATM层的性能和告警,ATM端口有关的性能和告警,支持每条连接的信元计数功能。

本文仅对一个厂家的部分型号的MSTP设备进行多业务测试,对试验设备做的测试结果具有重要的参考意义。运营商在部署MSTP时,应当进行自我分析和自我定位,对MSTP设备的多厂家多型号的业务互通性和兼容性测试,这对于MSTP大规模应用非常重要;对技术和产品做出深入探讨,平衡先进性和成熟度的关系,才能选定最适合自身发展的MSTP方案。

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