電信級以太網(wǎng)的應(yīng)用場景和測試方案

1 電信級以太網(wǎng)的概念

以太網(wǎng)作為一種快速、簡單和高帶寬的局域網(wǎng)，在企業(yè)網(wǎng)中已經(jīng)使用了30年以上，但是其應(yīng)用多年來一直被電信運(yùn)營商所低估。隨著電信級以太網(wǎng)（CE）的出現(xiàn)，運(yùn)營商逐漸意識到在城域網(wǎng)中，以太網(wǎng)既可以作為數(shù)據(jù)承載網(wǎng)接入、承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，也可以直接提供端到端的專線業(yè)務(wù)。

城域以太網(wǎng)論壇（MEF）是最早開始研究CE的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。CE的概念也是由MEF提出的。依據(jù)MEF的定義，CE具有以下5大特點(diǎn)：

2電信級以太網(wǎng)的測試

目前，CE已經(jīng)成為了業(yè)界研究的熱點(diǎn)之一，ITU-T、IEEE、IETF、MEF等多家標(biāo)準(zhǔn)組織都已開始了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，市場上也已有了多種解決方案。其中，比較有代表性的技術(shù)主要包括運(yùn)營商骨干網(wǎng)橋/運(yùn)營商骨干傳輸（PBB/PBT）技術(shù)、傳送多協(xié)議標(biāo)簽交換（T-MPLS）技術(shù)、增強(qiáng)以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)以及虛擬專用局域網(wǎng)（VPLS）技術(shù)等。那么，如何判斷這些技術(shù)是否滿足CE的需求？這就需要從MEF對CE所定義的可擴(kuò)展性、可靠性、服務(wù)質(zhì)量、業(yè)務(wù)支持能力以及業(yè)務(wù)管理這5個(gè)特征入手，進(jìn)行相應(yīng)的測試，評估這些技術(shù)是否符合這些CE的基本特征。

2.1可擴(kuò)展性測試

可擴(kuò)展性測試的目的是驗(yàn)證CE所能提供的帶寬及隧道處理能力。

對于帶寬測試，可以基于RFC2544的測試方法，測試被測方案是否支持快速以太網(wǎng)（FE）、千兆以太網(wǎng)（GE）以及萬兆以太網(wǎng)（10GE）接口的線速轉(zhuǎn)發(fā)。

隧道處理能力測試主要是驗(yàn)證被測方案可配置的內(nèi)外層隧道數(shù)量。在進(jìn)行隧道數(shù)量測試時(shí)，需要被測方案開啟隧道保護(hù)機(jī)制，只有滿足了50 ms保護(hù)倒換時(shí)間的測試結(jié)果才是有意義的數(shù)值。對于不同的解決方案，隧道的定義也不盡相同。對于PBT技術(shù)，外層隧道通過骨干網(wǎng)VLAN（B-VLAN）標(biāo)識，內(nèi)層隧道通過骨干網(wǎng)業(yè)務(wù)實(shí)例標(biāo)識（I-SID）標(biāo)識；對于T-MPLS技術(shù)和VPLS技術(shù)，內(nèi)外層隧道可通過內(nèi)外層多協(xié)議標(biāo)簽交換（MPLS）標(biāo)簽來標(biāo)識；對于增強(qiáng)以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)，內(nèi)外層隧道則是通過運(yùn)營商橋接（PB）技術(shù)的內(nèi)外層VLAN標(biāo)簽來標(biāo)識。在測試時(shí)需要驗(yàn)證被測方案支持的最大隧道數(shù)量以及在單隧道下支持的最大業(yè)務(wù)數(shù)量（即多業(yè)務(wù)復(fù)用隧道的能力）。

2.2可靠性測試

可靠性測試的目的是驗(yàn)證被測方案是否支持50 ms的電信級隧道保護(hù)倒換時(shí)間。

保護(hù)倒換時(shí)間是丟包數(shù)與數(shù)據(jù)包發(fā)送速率的比值。端到端隧道發(fā)生倒換的觸發(fā)條件較多，包括鏈路故障、端口故障、節(jié)點(diǎn)故障等，在測試時(shí)對這些觸發(fā)條件應(yīng)分別進(jìn)行測試，相應(yīng)的操作可以包括拔出光纖、關(guān)閉轉(zhuǎn)發(fā)端口、關(guān)閉設(shè)備電源、拔出設(shè)備主用主控板卡等。為了模擬真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)狀況，在進(jìn)行保護(hù)倒換測試時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備情況配置較大數(shù)量的隧道，加載較高的數(shù)據(jù)流量，并使這些流量盡量平均分布在不同的隧道中。

可靠性測試采用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢愿鶕?jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)采用環(huán)形、網(wǎng)狀或雙歸連接等方式。在采用環(huán)形組網(wǎng)時(shí)，需對相交、相切等多環(huán)拓?fù)浞謩e進(jìn)行測試。

在測試時(shí)應(yīng)針對單播隧道和組播隧道的保護(hù)倒換分別進(jìn)行測試，以驗(yàn)證被測方案對單播業(yè)務(wù)和組播業(yè)務(wù)的保護(hù)情況。

在進(jìn)行保護(hù)倒換測試時(shí)還應(yīng)驗(yàn)證在隧道恢復(fù)回切時(shí)是否有丟包的現(xiàn)象發(fā)生。

2.3服務(wù)質(zhì)量測試

QoS測試的目的是驗(yàn)證被測方案是否能滿足電信級的服務(wù)質(zhì)量要求。

服務(wù)質(zhì)量測試主要包括訪問控制策略、QoS流標(biāo)記策略、接入控制策略以及隊(duì)列調(diào)度機(jī)制等方面。

訪問控制策略的測試是測試被測方案對二、三、四層流量是否能正確配置訪問控制策略，同時(shí)還需要驗(yàn)證被測方案在配置了ACL后的轉(zhuǎn)發(fā)性能是否受到影響。

流標(biāo)記策略測試是測試被測方案是否能依據(jù)流標(biāo)記策略對數(shù)據(jù)流進(jìn)行QoS標(biāo)記或重標(biāo)記。QoS標(biāo)記可以基于802.3、802.1ah、MPLS或IP 服務(wù)類別（ToS）/差分服務(wù)（DiffServ）來進(jìn)行。

接入控制策略測試是測試被測設(shè)備是否支持對接入流量基于承諾信息速率（CIR）或峰值信息速率（PIR）進(jìn)行接入速率控制以及所能控制的帶寬粒度。

隊(duì)列調(diào)度機(jī)制測試是測試被測方案是否支持優(yōu)先級隊(duì)列（PQ）、加權(quán)公平隊(duì)列（WFQ）/加權(quán)輪循服務(wù)（WRR）等優(yōu)先級隊(duì)列調(diào)度機(jī)制。

在進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量測試測試，需對單層QoS策略和層次化QoS策略分別進(jìn)行測試。對服務(wù)質(zhì)量的測試可以參見MEF14。

2.4業(yè)務(wù)支持能力測試

業(yè)務(wù)支持能力測試的目的是驗(yàn)證被測方案是否支持以太網(wǎng)專線（E-Line）、多點(diǎn)到多點(diǎn)以太網(wǎng)（E-LAN）、樹形以太網(wǎng)（E-TREE）、時(shí)分復(fù)用（TDM）等業(yè)務(wù)類型。

在進(jìn)行E-LAN業(yè)務(wù)測試時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注被測方案創(chuàng)建E-LAN業(yè)務(wù)的方式并驗(yàn)證其對于遠(yuǎn)端媒體接入控制（MAC）地址的學(xué)習(xí)方式。

在進(jìn)行E-TREE業(yè)務(wù)測試時(shí)應(yīng)驗(yàn)證各葉子節(jié)點(diǎn)之間是否能實(shí)現(xiàn)相互隔離，并驗(yàn)證被測方案通過E-TREE業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)組播的功能。

在進(jìn)行TDM業(yè)務(wù)測試時(shí)，需對TDM的時(shí)延、抖動及誤碼性能進(jìn)行測試，測試端口可以依據(jù)設(shè)備支持情況選擇成幀E1、非成幀E1以及通道化STM-1等。

另外，還應(yīng)對被測方案支持TDM時(shí)鐘同步的功能進(jìn)行測試，測試的內(nèi)容包括對電路仿真業(yè)務(wù)（CES）業(yè)務(wù)的時(shí)鐘同步功能、同步以太網(wǎng)的時(shí)鐘功能以及IEEE 1588時(shí)間同步功能等方面的測試。對業(yè)務(wù)支持能力的測試可以參見MEF9、MEF18、MEF19。

2.5業(yè)務(wù)管理測試

業(yè)務(wù)管理測試主要包括兩方面的內(nèi)容：對網(wǎng)管系統(tǒng)的測試以及對OAM機(jī)制的測試。前者應(yīng)基于故障、配置、計(jì)費(fèi)、性能和安全（FCAPS）功能模塊，主要包括拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)、業(yè)務(wù)創(chuàng)建、故障監(jiān)測、性能管理等方面的內(nèi)容，測試時(shí)通過網(wǎng)管系統(tǒng)創(chuàng)建的業(yè)務(wù)需要發(fā)送模擬業(yè)務(wù)流量加以驗(yàn)證。

后者是基于IEEE 802.3ah，IEEE 802.1ag［10］，ITU-T Y.1731［11］以及G.8114［12］等標(biāo)準(zhǔn)，通過協(xié)議分析儀，對以太網(wǎng)OAM機(jī)制或T-MPLS OAM機(jī)制中的連續(xù)性檢查（CC）、環(huán)回（LB）及鏈路跟蹤（LT）等消息的消息格式及消息流程進(jìn)行一致性檢查，驗(yàn)證其是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

3電信級以太網(wǎng)測試技術(shù)的實(shí)踐

通過使用上述測試方法，對PBB/PBT、T-MPLS、增強(qiáng)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)以及VPLS等4種CE實(shí)現(xiàn)方案測試，可以看出，雖然現(xiàn)有的多種CE技術(shù)在業(yè)務(wù)承載能力、可靠性、擴(kuò)展能力、QoS以及OAM管理能力等方面均能基本滿足電信級組網(wǎng)的需求，但是由于不同的CE解決方案在存在著較大的差異性，在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)完全的互聯(lián)互通。

3.1業(yè)務(wù)承載能力

從測試結(jié)果來看上述4種解決方案均能夠較好的承載寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)、IP語音業(yè)務(wù)，但對于專線業(yè)務(wù)、組播業(yè)務(wù)以及TDM業(yè)務(wù)，不同的解決方案其實(shí)現(xiàn)效果和復(fù)雜度各不相同。在承載專線業(yè)務(wù)時(shí)，增強(qiáng)型以太網(wǎng)技術(shù)由于全網(wǎng)設(shè)備都要學(xué)習(xí)用戶的MAC地址信息，所以用戶信息的隔離效果比較差，網(wǎng)絡(luò)容易遭受來自用戶側(cè)的攻擊；而PBB/PBT、T-MPLS以及VPLS技術(shù)，僅在運(yùn)營商邊緣（PE）設(shè)備的用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）學(xué)習(xí)用戶的MAC地址信息，網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備不學(xué)習(xí)用戶MAC地址信息，所以隔離效果好。對于組播業(yè)務(wù)，幾種解決方案均能夠承載，但是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度各不相同，其中增強(qiáng)型以太網(wǎng)技術(shù)由于采用環(huán)形組網(wǎng)，因此能比較方便地實(shí)現(xiàn)組播業(yè)務(wù)，而PBB/PBT、T-MPLS和VPLS/適合以太網(wǎng)的多協(xié)議標(biāo)簽交換（EoMPLS）技術(shù)的組播業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方式較為復(fù)雜，而且具體實(shí)現(xiàn)方法也存在著差異，尚未形成一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。對于TDM業(yè)務(wù)，目前PBB/PBT、T-MPLS和VPLS技術(shù)均能提供相應(yīng)的TDM接口或CES仿真接口，增強(qiáng)以太網(wǎng)技術(shù)的TDM支持能力則相對較差。對于TDM業(yè)務(wù)的同步時(shí)鐘傳送功能，目前多數(shù)廠家還在研發(fā)過程中，尚不能提供比較完善的解決方案。

3.2業(yè)務(wù)可靠性

對于寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)、IP語音業(yè)務(wù)、專線業(yè)務(wù)，幾種解決方案在鏈路和節(jié)點(diǎn)故障的情況下，都能夠滿足小于50 ms的保護(hù)倒換；對于組播業(yè)務(wù)，由于實(shí)現(xiàn)方法上的差異，有些技術(shù)方案還不能達(dá)到50 ms的保護(hù)倒換時(shí)間，這也是下一步技術(shù)研究的重點(diǎn)之一。此外，對于接入鏈路的保護(hù)也大不相同，除了標(biāo)準(zhǔn)的快速生成樹協(xié)議（RSTP）快速生成樹技術(shù)之外，許多廠家都開發(fā)了專有的技術(shù)來提高保護(hù)倒換效率，從測試結(jié)果來看，采用RSTP技術(shù)故障倒換造成上行業(yè)務(wù)流量的受損時(shí)間大于100 ms，而專有技術(shù)雖然測試效果小于50 ms，但由于都是各廠商私有的技術(shù)，其互通性無法得到保證。

3.3擴(kuò)展能力

目前，主要的CE設(shè)備廠商都開發(fā)出了支持10GE接口的設(shè)備，接口帶寬可以從FE接口擴(kuò)展到10G接口，可基本滿足運(yùn)營商城域組網(wǎng)的需要。在隧道支持的能力上，由于設(shè)備處理能力的不同，其所能提供的業(yè)務(wù)數(shù)量也不盡相同，數(shù)量從數(shù)千到數(shù)萬，也可基本滿足運(yùn)營商城域二層組網(wǎng)的需要，其中PBT、T-MPLS以及VPLS在此方面的擴(kuò)展性較好。

3.4QoS功能

目前，幾種實(shí)現(xiàn)方案在QoS流分類能力和排隊(duì)調(diào)度算法實(shí)現(xiàn)方面基本能夠?qū)崿F(xiàn)基于VLAN標(biāo)簽和端口的流分類，支持PQ、WFQ/WRR排隊(duì)調(diào)度算法。對于層次化QoS功能，多數(shù)廠家都可以支持。

3.5業(yè)務(wù)管理能力

目前，多數(shù)廠家都能夠提供可視化的拓?fù)湟晥D，支持業(yè)務(wù)創(chuàng)建功能，但配置復(fù)雜度不同，多數(shù)廠家的網(wǎng)管系統(tǒng)需要對每個(gè)網(wǎng)元進(jìn)行單獨(dú)配置，操作較為復(fù)雜。由于PBB/PBT、T-MPLS方案的控制層面尚不支持控制信令，因此在網(wǎng)管系統(tǒng)上需要通過靜態(tài)配置的方式進(jìn)行業(yè)務(wù)創(chuàng)建。對于批量業(yè)務(wù)的配置，多數(shù)廠商能夠提供相應(yīng)的應(yīng)用程序接口（API），通過編寫腳本的方式實(shí)現(xiàn)，但是目前各廠家基本不支持通過網(wǎng)管界面進(jìn)行批量業(yè)務(wù)的創(chuàng)建功能，這也給運(yùn)營商的日常維護(hù)帶來了一些不便。

在OAM功能支持方面，現(xiàn)在多數(shù)廠商都已支持802.1ag協(xié)議，但是Y.1731協(xié)議中的性能管理功能只有部分廠家可以實(shí)現(xiàn)。

4結(jié)束語

由于不同的CE技術(shù)適用于不同的應(yīng)用場景，因此在具體進(jìn)行測試時(shí)，需要針對應(yīng)用場景及采用的技術(shù)方案制定相應(yīng)的測試方案。隨著各種CE技術(shù)的發(fā)展，CE技術(shù)的測試方法也需要不斷地完善，以滿足對CE技術(shù)日益增長的評估需求。

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