MSTP(Multi-Service Transfer Platform)即多業務傳送平臺,是基于?SDH?平臺同時實現TDM、ATM、以太網等業務的接入、處理和傳送,提供統一網管的多業務節點。
MSTP的實現基礎是充分利用SDH技術對傳輸業務數據流提供保護恢復能力和較小的延時性能,并對網絡業務支撐層加以改造,以適應多業務應用,實現對二層、三層的數據智能支持。它將SDH的高可靠性、ATM嚴格的QoS和統計時分復用以及IP網絡的帶寬共享等特征集于一身,可以針對不同QoS業務提供最佳傳送方式。
產生背景
隨著不斷增長的IP數據、話音、圖像等多種業務傳送需求使得用戶接入及駐地網的寬帶化技術迅速普及起來,同時也促進了傳輸骨干網的大規模建設。由于業務的傳送環境發生了巨大變化,原先以承載話音為主要目的的城域網在容量以及接口能力上都已經無法滿足業務傳輸與匯聚的要求。于是,MSTP(多業務傳送平臺)技術應運而生。
MPLS是1997年由思科提出,并由IETF制定的一種多協議標簽交換標準協議,它利用2.5層交換技術將第三層技術(如IP路由等)與第二層技術(如ATM、幀中繼等)有機地結合起來,從而使得在同一個網絡上既能提供點到點傳送,也可以提供多點傳送;既能提供原來以太網盡力而為的服務,又能提供具有很高QoS要求的實時交換服務。
簡要介紹
隨著時代的發展,多種網絡傳輸形式出現在網絡的應用當中,如文件、影音、圖片以及數據傳輸,導致一定區域的網絡容量無法滿足大量的業務傳輸需求,這使得MSTP核心技術得以發展,其是一種基于同步數字體系當中的多業務的傳輸平臺。其能夠為多種形式的網絡業務提供節點,實現平臺之間的相互傳輸。并且提供統一化的管理,促進業務的正常運行。所謂的平臺就是局域某一個平臺的擴展,使得平臺之間的傳輸更加流暢。MSTP核心技術是基于同步數據體系進行建立,進行相關業務的擴展。在實際的技術應用當中,這項技術還沒有形成統一的名字,沒有明確定義,主要是根據各個行業的需要進行信息傳輸,MSTP核心技術特性和內容發展的現狀與相關的保準要求是一致的。
MSTP(基于SDH的多業務傳送平臺),基于SDH的多業務傳送節點除應具有標準SDH傳送節點所具有的功能外,還具有以下主要功能特征。
(1)具有TDM業務、ATM業務或以太網業務的接入功能;
(2)具有TDM業務、ATM業務或以太網業務的傳送功能包括點到點的透明傳送功能;
(3)具有ATM業務或以太網業務的帶寬統計復用功能;
(4)具有ATM業務或以太網業務映射到SDH虛容器的指配功能。
基于SDH的多業務傳送節點可根據網絡需求應用在傳送網的接入層、匯聚層,應用在骨干層的情況有待研究。
城域網是當前電信運營商爭奪的焦點,目前城域網組網技術種類繁多,大致包括基于SDH結構的城域網、基于以太網結構的城域網、基于ATM結構的城域網和基于DWDM結構的城域網。其實,SDH、ATM、Ethernet、WDM等各種技術也都在不斷吸取其他技術的長處,互相取長補短,即要實現快速傳輸,又要滿足多業務承載,另外還要提供電信級的QoS,各種城域網技術之間表現出一種融合的趨勢。
發展歷程
第一階段是MSTP核心技術發展的初期,也是相應的第一個發展階段。在技術發展的初期,MSTP核心技術主要的使用方式是與以太網進行數據點對點的傳輸過程中,并且相應的數據受到顆粒的限制,在傳輸的過程中具有一定的片面性。在第一代技術成型并且運用的過程中,其對于流量的控制和多個以太網的業務數據的傳輸當中不能起到作用。在傳輸的技術上具有一定的阻礙作用,這使得對于以太網的傳輸層保護無法實現。?
第二階段的發展通過改進和不斷的完善,使得MSTP核心技術支持了以太網的二次交換。其由于科技的不斷發展和完善,MSTP核心技術能夠實現以太網用戶和多個基于同步數字體系的虛榮點進行點對點的傳輸方式,實現了路徑幀的交換。相對于第一代的技術,第二代的技術當中包含的更加全面。其能夠實現網絡控制以及多任務的用戶的隔離手段。使得數據的傳輸過程中更加的全面,但是其同時存在一定的弊端,業務寬帶的寬粒度依舊受到相應的限制,MSTP核心技術當中的VLAN功能也不能夠適應大型城市的用網需求。?
第三階段的MSTP核心技術是近年來經過改善和發展得來的,其重要的特點是支持以太網的QoS,在第三個發展階段,其中加入了智能化的技術手段,引入了成幀規程(GFP:GenericFramingProcedure)高速封裝協議以及智能適配層以及調控機制進行相應的技術應用,使得MSTP核心技術的發展更加全面,對于網絡用戶的隔離以及接入控制都有一定的推動作用,并且能夠確保在傳輸的過程中做到以太網保護層的安全性。除此之外,在第三代的MSTP技術的發展過程中還具有相當強的可擴展性,是發展最為全面的MSTP技術,并且能夠為以太網的發展提供強有力的支持。
工作原理
MSTP可以將傳統的SDH復用器、數字交叉鏈接器(DXC)、WDM終端、網絡二層交換機和IP邊緣路由器等多個獨立的設備集成為一個網絡設備,即基于SDH技術的多業務傳送平臺(MSTP),進行統一控制和管理。基于SDH的MSTP最適合作為網絡邊緣的融合節點支持混合型業務,特別是以TDM業務為主的混合業務。它不僅適合缺乏網絡基礎設施的新運營商,應用于局間或POP間,還適合于大企事業用戶駐地。而且即便對于已敷設了大量SDH網的運營公司,以SDH為基礎的多業務平臺可以更有效地支持分組數據業務,有助于實現從電路交換網向分組網的過渡。所以,它將成為城域網近期的主流技術之一。這就要求SDH必須從傳送網轉變為傳送網和業務網一體化的多業務平臺,即融合的多業務節點。MSTP的實現基礎是充分利用SDH技術對傳輸業務數據流提供保護恢復能力和較小的延時性能,并對網絡業務支撐層加以改造,以適應多業務應用,實現對二層、三層的數據智能支持。即將傳送節點與各種業務節點融合在一起,構成業務層和傳送層一體化的SDH業務節點,稱為融合的網絡節點或多業務節點,主要定位于網絡邊緣。
主要特點
(1)業務的帶寬靈活配置,MSTP上提供的10/100/1000Mbit/s系列接口,通過VC的捆綁可以滿足各種用戶的需求;
(2)可以根據業務的需要,工作在端口組方式和VLAN方式,其中VLAN方式可以分為接入模式和干線模式:
端口組方式:單板上全部的系統和用戶端口均在一個端口組內。這種方式只能應用于點對點A1紙的業務。換句話說,也就是任何一個用戶端口和任何一個系統端口(因為只有一個方向,所以沒有必要啟動所有的系統端口,一個就足夠了)被啟用了,網線插在任何一個啟用的用戶端口上,那個用戶口就享有了所有帶寬,業務就可以開通。
VLAN方式:分為接入模式和干線模式。
其中的接入模式,如果不設定VLANID,則端口處于端口組的工作方式下,單板上全部的系統和用戶端口均在一個端口組內。
如果設定了VLANID,需要設定“端口VLAN標記”。這是因為交換芯片會為收到的數據包增加VLANID,然后通過系統端口走光纖發到對端同樣VLANID的端口上。比如某個用戶口VLANID為2,則對應站點的用戶端口的VLANID也應該設定為2。這種模式可以應用于多個方向的MSTP業務,這時每個方向的端口都要設置不同的VLANID。然后把該方向的用戶端口和系統端口放置到一個虛擬網橋中(該虛擬網橋的VLANID必須與“端口VLAN標記”一樣)。
(3)可以工作在全雙工、半雙工和自適應模式下,具備麥金塔地址自學習功能;
(4)QoS設置:
QoS實際上限制端口的發送,原理是發送端口根據業務優先級上有許多發送隊列,根據QoS的配置和一定的算法完成各類優先級業務的發送。因此,當一個端口可能發送來自多個來源的業務,而且總的流量可能超過發送端口的發送帶寬時,可以設置端口的QoS能力,并相應地設置各種業務的優先級配置。當QoS不作配置時,帶寬平均分配,多個來源的業務盡力傳輸。
QoS的配置就是規定各端口在共享同一帶寬時的優先級及所占用帶寬的額度。
(5)對每個客戶獨立運行生成樹協議。
主要優勢
(1)現階段大量用戶的需求還是固定帶寬專線,主要是2Mbit/s、10/100Mbit/s、34Mbit/s、155Mbit/s。對于這些專線業務,大致可以劃分為固定帶寬業務和可變帶寬業務。對于固定帶寬業務,MSTP設備從SDH那里集成了優秀的承載、調度能力,對于可變帶寬業務,可以直接在MSTP設備上提供端到端透明傳輸通道,充分保證服務質量,可以充分利用MSTP的二層交換和統計復用功能共享帶寬,節約成本,同時使用其中的VLAN劃分功能隔離數據,用不同的業務質量等級(CoS)來保障重點用戶的服務質量。
(2)在城域匯聚層,實現企業網絡邊緣節點到中心節點的業務匯聚,具有節點多、端口種類多、用戶連接分散和較多端口數量等特點。采用MSTP組網,可以實現IP路由設備10M/100M/1000MPOS和2M/FR業務的匯聚或直接接入,支持業務匯聚調度,綜合承載,具有良好的生存性。根據不同的網絡容量需求,可以選擇不同速率等級的MSTP設備。
缺陷
(1)MSTP技術借助SDH的虛容器進行以太網信號的傳輸,由于SDH虛容器的帶寬是不變的,MSTP傳輸以太網業務時帶寬應為虛容器的整數倍。因此,MSTP的帶寬調整能力較差,在承載數據業務時,帶寬利用率不高。
(2)MSTP技術的QoS能力較弱。
(3)傳輸以太網業務時,OAM能力不強。
關鍵技術
MSTP技術源于SDH,是在傳統的SDH設備上增加了以太網和ATM業務的接入、處理、傳送能力,并提供統一網管的多業務節點。它既繼承了SDH穩定、可靠的特性,又融合了數據網靈活、多樣的業務處理能力。MSTP的關鍵技術主要有以下幾項:
1.級聯
VC級聯的概念是在ITU-TG.707中定義的,分為相鄰級聯和虛級聯兩種。相鄰級聯指SDH中用來承載以太網業務的各個VC在SDH的幀結構中是連續的,共用相同的通道開銷(POH);虛級聯指SDH中用來承載以太網業務的各個VC在SDH的幀結構中是獨立的,其位置可以靈活處理。
2.通用成幀規程GFP
GFP是ITU-TG.7041定義的一種鏈路層標準,是一種對于以幀為單位組織的數據業務的簡單有效的封裝方式,它既可以在字節同步的鏈路中傳送長度可變的數據包,又可以傳送固定長度的數據塊,是一種簡單而又靈活的數據適配方法。GFP采用了與ATM技術相似的幀定界方式,可以透明地封裝各種數據信號,利于多廠商設備互聯互通。
3.鏈路容量調整機制LCAS
LCAS可以在不中斷數據流的情況下動態調整虛級聯個數,它所提供的是平滑地改變傳送網中虛級聯信號帶寬以自動適應業務帶寬需求的方法。LCAS可以將有效凈負荷自動映射到可用的VC上,從而實現帶寬的連續調整,不僅提高了帶寬指配速度、對業務無損傷,而且當系統出現故障時,可以動態調整系統帶寬,無須人工介入,在保證服務質量的前提下,使網絡利用率得到顯著提高。
4.多協議標簽交換MPLS
MPLS是一種多協議標簽交換標準協議,它將第三層技術(如IP路由等)與第二層技術(如ATM、幀中繼等)有機地結合起來,從而使得在同一個網絡上既能提供點到點傳送,也可以提供多點傳送;既能提供原來以太網的服務,又能提供具有很高QoS要求的實時交換服務。MPLS技術使用標簽對上層數據進行統一封裝,從而實現了用SDH承載不同類型的數據包。基于MPLS的MSTP設備不但能夠實現端到端的流量控制,而且還具有公平的接入機制與合理的帶寬動態分配機制,能夠提供獨特的端到端業務QoS功能。通過嵌入二層MPLS技術,允許不同的用戶使用同樣的VLANID,從根本上解決了VLAN地址空間的限制。此外,由于MPLS中采用標簽機制,路由的計算可以基于以太網拓撲,大大減少了路由設備的數量和復雜度,從整體上優化了以太網數據在MSTP中的傳輸效率,達到了網絡資源的最優化配置和最優化使用。
廣泛應用
MSTP技術在現有城域傳輸網絡中備受關注,得到了規模應用,并且即將作為業界的一項行業標準而發布。它的技術優勢與其他技術相比在于:解決了SDH技術對于數據業務承載效率不高的問題;解決了ATM/IP對于TDM業務承載效率低、成本高的問題;解決了IPQoS不高的問題;解決了RPR技術組網限制問題,實現雙重保護,提高業務安全系數;增強數據業務的網絡概念,提高網絡監測、維護能力;降低業務選型風險;實現降低投資、統一建網、按需建設的組網優勢;適應全業務競爭需求,快速提供業務。
MSTP使傳輸網絡由配套網絡發展為具有獨立運營價值的帶寬運營網絡,利用自身成熟的技術優勢提供質高價廉的帶寬資源,滿足城域帶寬需求。由于自身多業務的特性,利用B-ADM設備構建的城域傳輸網可以根據用戶的要求提供種類豐富的帶寬服務內容,MSTP技術體制下的B-ADM設備在網絡調度、設備等一些方面融入運營理念、智能特性,實現業務的方便、快捷的建立,從而進一步保證帶寬運營的可實施性,滿足市場對于城域傳輸網絡的需求。
綜上所述,由于MSTP廣泛應用于城域傳輸網絡,激發了城域傳輸網絡的活力,帶給運營商更大的利益空間。各大設備供應商也在不斷地針對MSTP進行研究與開發,MSTP的內涵也在逐步得到豐富。相信MSTP的發展依然存在巨大的空間,本身技術的能量也同樣具有巨大的潛力等待挖掘。MSTP將在城域建設中起到決定性的作用,成為網絡建設的首選方案。
注意事項
(1)必須明確MSTP技術的應用模式與業務網之間的關系
MSTP技術是目前數據業務高速增長的環境下發展的產物,它正不斷地朝著面向業務的趨勢發展,而這種發展趨勢不可避免地會在定位上與數據網之間形成部分重疊。因此,在引入MSTP時應明確,要充分發揮MSTP平臺的業務功能,并不是簡單地與數據業務網發生重疊,而是通過與數據業務網絡的緊密結合,從全面意義上實現一個低成本而又充滿競爭力的城域網;要明確MSTP技術的應用模式與業務網之間的關系,充分考慮與城域IP網、本地SDH網的統籌規劃。
MSTP主要定位在城域網的匯聚層與接入層,為業務網提供接入與延伸手段,而不是完全替代業務網。在本地網絡規劃時,應根據現有的網絡結構、目前的業務需求以及今后的業務定位,進行自我分析和自我定位,通過與數據業務網絡的緊密結合,充分發揮MSTP平臺的業務功能,使網絡整體性能和總成本實現最優化。
(2)做好MSTP設備的選型工作
目前大部分廠商的MSTP產品對數據業務的支持能力各有不同,有的只能實現對數據業務的透明傳輸,而有的則具有二層交換能力;有的只支持以太網業務,而有的則同時支持以太網、RPR和ATM。并且由于以太網映射方式和帶寬管理等有著不同的實現方式,目前不同廠家的設備還無法實現互連互通。因此在設備選型時應充分考慮MSTP產品對不同高層業務的支持方式以及與現有網絡的互聯互通等問題,要測試MSTP產品是否適用于運營商的應用環境。通過對技術和產品進行深入探討,平衡技術和產品的先進性和成熟度的關系,才能夠挑選出最為理想MSTP的產品和技術的組合,從全面意義上實現一個低成本而又有競爭力的城域網。在MSTP設備的選擇上,應盡量采用同廠商設備,以加強業務的互通性和可管理性,并注意與現有主流設備的兼容。
(3)充分利用現有資源,提高傳輸設備的利用率
在應用MSTP技術時,還需根據業務需要和光纜資源情況來選擇合適的組網方案,要充分考慮現有資源的消化利用、新增投資的最小化、網絡的安全穩定性以及技術的可實現性等問題,堅持以應用推動網絡建設的原則,積極整合和優化現有傳輸設備、傳輸通路組織和光纜線路資源,并注意與現有設備的融合。能夠利用現有設備升級而代價又比較小的話,應盡量采取升級方式來實現MSTP功能,努力提高傳輸設備和通道的利用率。如:南平本地網SDH環網||期建于2002年,使用的是華為Optix2500+設備,不具備MSTP特性。而南平市本地SDH環網|||期工程使用華為公司Optix2500+(Metro3000)設備,具有MSTP特性。在南平本地SDH環網|||期工程建設時,就充分利用||期傳輸網的剩余通道以及設備的空閑槽位,在七個利舊站點中通過更換原有設備的主控板,并進行薄片、系統軟件版本升級來實現MSTP功能,同時在原有設備上增配ET1板(以太網處理板),實現了IP業務的接入和處理,最大限度的發揮傳輸網的效率。
參考資料 >