QoS:以太網(wǎng)走向電信級的第一關
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傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術在QoS方面存在缺陷
目前大多數(shù)企業(yè)用戶都采用以太網(wǎng)接入。然而,由于認證計費、服務質(zhì)量、可管理性、信息安全、可靠性以及實裝率低等多種因素,以太網(wǎng)作為公用電信網(wǎng)接入方式尚需進一步改進。主要問題是目前以太網(wǎng)還沒有機制保證端到端性能,無法提供實時業(yè)務所需要的QoS能力。
其次,以太網(wǎng)尚不能提供電信級公用電信網(wǎng)所必需的硬件和軟件可靠性,特別是由于以太網(wǎng)交換機的光口以點到點方式直接相連,省掉了傳輸設備,不具備內(nèi)置的故障定位和性能監(jiān)視能力,使以太網(wǎng)中發(fā)生的故障難以診斷和修復。
以太網(wǎng)原來主要用于小型局域網(wǎng)絡環(huán)境,OAM&P能力很弱,而且只有網(wǎng)元級的管理系統(tǒng),其管理工具也不足以支持公用電信網(wǎng)所必需的網(wǎng)絡范圍的管理。而在公用電信網(wǎng)中,必須有效地運行和維護大規(guī)模的地理分散的網(wǎng)絡,必須有很強的OAM&P能力和網(wǎng)絡級的管理能力。
另外,以太網(wǎng)沒有內(nèi)置保護功能,主要靠路由器來實施保護,需要大約1秒的時間才能使數(shù)據(jù)流重新定向,使以太網(wǎng)無法傳送電信級的語音數(shù)據(jù)流。
因此,以太網(wǎng)主要適用于節(jié)點數(shù)不多的局域網(wǎng)環(huán)境。只有妥善地解決了上述主要問題后,傳統(tǒng)以太網(wǎng)才能順利地應用于公用電信網(wǎng)的高密集用戶環(huán)境。以太網(wǎng)日益成為一種可替代傳輸?shù)幕A網(wǎng)絡設施,作為一種新的城域網(wǎng)技術,它必須提供在帶寬、時延、抖動等方面有保證的服務。
新業(yè)務對網(wǎng)絡QoS的總體要求
各種新業(yè)務由于自身特性不同對于網(wǎng)絡的要求也不盡相同,如對于語音業(yè)務對于延時、抖動要求比較高;視頻流業(yè)務對帶寬、吞吐量的要求相當高,對于延時、抖動要求相對不高;對于游戲類對延時的要求相當高。各種新業(yè)務對于QoS的要求呈現(xiàn)出不同特點,總體來講基于3G,NGN的新業(yè)務對于網(wǎng)絡的要求大致如下:
n 最大抖動小于10ms;平均抖動小于5ms;平均時延小于14ms;丟包率小于0.0001;中斷恢復小于2s;設備應具備線速轉(zhuǎn)發(fā)能力;達到99.999%的電信級可靠性等等??梢姡聵I(yè)務對于網(wǎng)絡要求較高,這些指標在沒有QoS保障機制的存在擁塞的網(wǎng)絡中是很難實現(xiàn)的。
電信級城域以太網(wǎng)的QoS控制
為了改良現(xiàn)有網(wǎng)絡更好的為網(wǎng)絡上的新業(yè)務服務,下一代的電信級城域以太網(wǎng)逐漸浮出水面,它從設計理念,網(wǎng)絡實施,城域網(wǎng)規(guī)劃,QoS保障上,與前一代的城域網(wǎng)相比都有了長足的進步,下面我們著重從QoS角度對新型的電信級以太網(wǎng)進行分析。
首先是可靠性分析。對于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)連接方式如果采用無冗余鏈路連接方式可能會喪失對于鏈路的保護,而對于有冗余鏈路的連接方式如果采用標準的STP協(xié)議則故障恢復時間相當長達約需要幾十秒鐘的時間。這顯然是運營商網(wǎng)絡無法接受的。在電信級城域以太網(wǎng)中支持環(huán)狀的連接方法,這種環(huán)狀連接的網(wǎng)絡在最初期的以太網(wǎng)絡環(huán)境中曾經(jīng)出現(xiàn)過,叫做令牌環(huán)網(wǎng)絡,但由于工作原理比較復雜,實際效果不好,令牌環(huán)網(wǎng)絡在目前的實際網(wǎng)絡中已經(jīng)極少見到了。支持環(huán)狀網(wǎng)絡與令牌環(huán)網(wǎng)絡的工作原理完全不同。它利用環(huán)狀網(wǎng)絡天生的網(wǎng)絡冗余結構,通過ERP/RPR協(xié)議以及先進的控制機理維護環(huán)狀網(wǎng)絡,能夠做到最少50ms級的快速鏈路故障恢復。
其次是QoS控制。電信級以太網(wǎng)的QoS控制機制從本質(zhì)上屬于差分式的服務方式。因此具有良好的擴展性和簡單易行的特點。眾所周知,ATM或幀中繼網(wǎng)絡中有較多的QoS控制機制,能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的QoS控制,電信級城域以太網(wǎng)網(wǎng)絡中,借鑒了ATM在QoS控制方面的一些先進思想,使得以太網(wǎng)以一種“ATM like”的方式工作,從而達到靈活的控制QoS的目的。在電信級以太網(wǎng)中采用了比較豐富的QoS控制方法,能夠很靈活的應用于各種網(wǎng)絡環(huán)境,更好的保證了網(wǎng)絡QoS質(zhì)量。在電信級以太網(wǎng)中還引入了EVC的概念,類似于ATM于幀中繼的的PVC的概念,能夠很好地對用戶進行分類管理,以及對于同一用戶的不同應用進行區(qū)分化的服務。利用先進的QoS控制機制能夠?qū)崿F(xiàn)很多傳統(tǒng)以太網(wǎng)很難實現(xiàn)的功能,來更好地迎合新業(yè)務對于QoS方面的要求,包括:每用戶服務級別保證 (SLA)、靈活的服務級別策略 (SLS)、峰值速率、誤碼率、通道參數(shù)、為每個點到點服務提供端到端保證的 SLA、保證SLA的組播服務 (Triple Play)、同一條鏈路提供多種增值服務 (Service Multiplexing) 、保證每個簽約用戶的服務級別、可以基于 Port+VLAN+CoS+DSCP+IP提供服務以及在保護模式下提供服務,等等。
從上面的特性可以看出,電信級以太網(wǎng)在很多方面類似于傳統(tǒng)的ATM、幀中繼網(wǎng)絡,比如也能支持CIR、PIR,可提供類似于專線業(yè)務的SLA,等。同時由于以太網(wǎng)自身的優(yōu)點,對于組播、廣播等業(yè)務的處理性能優(yōu)于傳統(tǒng)的ATM、幀中繼網(wǎng)絡。
SCNB的電信級以太網(wǎng),一方面采取分層的業(yè)務類別和優(yōu)先級管理,滿足IEEE 802.1p CoS標準規(guī)定,并且支持遠程的參數(shù)控制和修改,已經(jīng)完全可以支持城域網(wǎng)的多業(yè)務承載和QoS需求,為運營商開展多元化、多層次的增值業(yè)務提供有力的支撐。
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