能提供VPN业务的光以太网

2019-11-03 19:13:13

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供稿：网友

　　光以太网结合了以太网的简单性和经济性以及光设备的可靠性和容量，提供了一种专门为城域网和广域网设计的解决方案。而北电网络光以太网解决方案以现有的IETF草案为基础，在运营商级网络上支持多节点到多节点业务，适用于城域网和广域网网络环境。

一、前言

　　近一年来，电信市场的持续低迷带来的后果使大量的新兴运营商倒闭或者转型，传统的运营商也把工作的重点从大量拓展网络覆盖范围转移到增加自身的竞争能力，降低运营成本，以赢利为主要目的上来。从信息产业部2002年7月的统计数据来看，国内电信业务收入最大的份额还是移动通信业务。除此之外，本地话音业务也占有相当大的比例，数据业务虽然份额较小，但是增长的幅度却是最大的。因此，设备供应商为了帮助运营商实现这种转变，必须能够提供集合了分组话音和高可用性管理业务等创收业务的解决方案，同时继续支持现有的业务。为了进一步提高运营商的赢利能力，这些解决方案的实施还必须能够降低运营商的运营开支，这些开支是现有网络开支最重要的影响因素。

　　城域网作为骨干网和广域网在城市范围内的延伸，连接到成千上万的城市用户，是提供新一代话音业务和数据业务的关键所在。由于要在城域网的边缘部署、设置和管理大量设备，所以城域网代表了运营商的大部分资本预算和经营预算。从目前中国电信、网通、联通已经实施和应用的城域网结构来分析，由于网络采用第三层的ip路由技术，网络中部署了大量的结构复杂的路由设备，这些设备大大加重了运营商的前期投资成本。这也造成了数据业务投资大，收入低的现象。因此，如何降低城域网的运营成本是广大运营商关注的主要方面。许多业内人士都已经得出结论，成本经济的以太网是解决城域网所面临挑战的一种方法。现在98%的局域网（LAN）都是以以太网为基础。如何把经济、简单、容易使用的特点应用到运营商的城域网中，已经成为各个网络设备提供商关注的问题。北电网络利用以太网自身的特点，同时结合扩展性和可靠性强的光网络技术，以MPLS交换为网络基础，开发了可以提供VPN业务的光以太网，来帮助运营商建设城域网。

　　光以太网结合了以太网的简单性和经济性以及光设备的可靠性和容量，提供了一种专门为城域网和广域网设计的解决方案。光以太网能够使用不同类型的以太网来传输，其中包括：裸光纤以太网（Ethernet over Optical）、DWDM以太网（Ethernet over DWDM）和弹性分组环（RPR）以太网（Ethernet over RPR）。无论部署哪种类型的传输网络，每个组件都可以利用以太网的简单性和经济性来提供业务。

　　光以太网提供的VPN是一种属于第2层的VPN，采用以太网作为链路层传输协议，通过MPLS标签交换建立VPN隧道，传输VPN业务。由于VPN业务是建立在以太网环境下，所以又称之为VPE（Virtual Private Ethernet）。由于利用以太网的任意到任意动态结构，所以可以在城域网中支持更多数量的VPN用户。如图一。

　　目前，国内主要的运营商都认识到了VPE的重要性，他们已经着手进行技术评估并积极开展试验。比如中国网通前一阶段进行了多个厂商VPE设备的测试，北电网络的相关设备OM8000和OM1200参与测试，并通过所参加的所有测试项目，得到了网通用户的一致认可。

二、北电网络光以太网解决方案

　　北电网络光以太网解决方案以现有的IETF草案为基础，在运营商级网络上支持多节点到多节点业务，适用于城域网和广域网网络环境。北电网络的光以太网解决方案在城域网的接入层和汇聚层中所依据的是一种先进的，由北电网络实现技术发展的以太业务网络，同时在网络骨干层结合了第2层MPLS技术提供多业务的交换和传输。

1.1 以太网业务网络

　　以太网业务网络是运营商网络的一部分，它把城域中的用户站点连接到城域核心网络。以太网业务网络可以是一个共享环境的以太网，也可以是直连的以太链路；或者是一系列的光传输网络，其中包括：裸光纤以太网，RPR的以太网，以及DWDM以太网。

　　北电网络推出被称为以太网业务模块的OM1200构成以太网业务网络。以太网业务模块位于网络的边缘或用户端，提供了连接用户的简单以太网接口。它可以连接到运营商网管中心的以太网交换机上，组成裸光纤以太网结构，或者通过RPR网络汇聚来自用户端的网络业务。

　　以太网业务模块被看作企业用户网络和运营商网络之间的分界点，北电网络在设备上提供了以太网用户到网络接口（UNI）。以太网UNI把最终用户的网络环境与运营商网络环境隔离开，明确定义了运营商网络和用户网络之间的责任点。

　　以太网UNI的一项重要功能就是安全地隔离不同用户的业务，以保证整个共享以太网基础设施上的数据保密性。以前的以太网会在用户的数据包中添加一个识别用户VLAN的标识（Tag），来隔离不同用户的业务。但VLAN Tag这种方法存在两种缺陷。首先，由于各企业用户有可能使用同样的VLAN标记，所以运营商需要统一对用户的VLAN 标记进行管理和规划，增加了运营商的管理负担。其次，VLAN标记在技术上被限制到最多支持4096个用户VLAN。尽管对于大多数企业来说，4096个VLAN已经足够了，但是无法满足拥有成千上万企业用户的运营商的需求。

　　以太网业务模块的以太网UNI实现了对用户业务的封装，安全地把一个用户的数据与另一个用户的数据相隔离，这样，就可以在一个以太网业务网络中支持成千上万个的不同VPE。而且，以太网业务模块还通过独特的自动发现功能，主动地查找网络中其他以太网业务模块并与它们直接通信，这样就消除了设置的复杂性。自动设置功能使运营商无需对VPN中的每条连接进行专门的设置，极大地缩短了设置时间，并可以迅速、简便地添加新的VPN用户节点网络。这种简单端点设置功能可大大减少运营商的管理费用，是其他厂商同类解决方案所缺少的。

1.2 与核心网络中MPLS技术的融合

　　北电网络的光以太网解决方案还包括在网络核心层中对第2层多协议标记交换（MPLS）功能的使用。MPLS技术可以为运营商的网络带来显著的效益，比如：流量工程，链路恢复，VPN，服务质量等；而且，MPLS还保证了与ATM和帧中继等其他网络技术的互操作性。

　　与目前的ATM和帧中继网络一样，MPLS提供VPN业务，需要在网络主要设备（PE）之间建立虚拟的全网状LSP（标签交换路经）。在网络中添加新设备时，必须设置从该设备到VPN中所有其他设备的LSP。随着网络的扩展，要进行设置的设备数量也会成指数级增长。这种“N2”问题会极大地增加运营费用，并严重地影响降低运营商提供多点到多点业务的能力。

　　北电网络提出了一种独创的解决方案，叫做“运营商逻辑边缘设备”，可以缓解MPLS网络扩展所面临的难题。这种解决方案以现有的MPLS标准为基础，最大限度地减少了设置、维护和管理的连接数量。由于要求的连接数目越多，运营网络的成本就会大大增加，所以北电网络的运营商逻辑边缘设备模型可以大大降低运营费用。如图二所示。

　　北电网络逻辑PE是根据IETF组织中VPN工作组中的模型而设计的。IETF模型定义了一个单元，叫做“逻辑PE”，提供从用户节点到网络核心的连接性。“逻辑PE”模型在运营商网络中分配到两个不同的网元之间——以太网业务模块M1200和业务交换机OM8000。

　　如上所述，以太网业务模块OM1200作为用户分界点，并维护最终用户的信息（MAC地址、VLAN、QoS）和SLA参数。业务交换机OM8000作为以太网业务网络和MPLS核心网络之间的网关，汇聚多个以太网业务模块发出的具体用户信息并把信息映射到一条MPLS标记交换路径，以便在整个网络中传输。“逻辑PE”可以把MPLS网络的的交换和处理限制在少数几个业务交换机上，极大地减少了网络中标记交换路径的数目，并缓解了扩展MPLS所面临的难题。而且，因为“逻辑PE”模型把费用高昂的功能集中到了少量的MPLS核心设备上，所以可以降低运营商的投资成本。

　　以下的例子说明了“逻辑PE”的扩展性和运行简单性优点。以一个由50个站点组成、相对简单的网络为例，该网络跨5个城域，只支持100个用户。在这种多点到多点应用方案中，在用户边缘实施典型的第2层MPLS要求2450条标记交换路径，需要50台昂贵的运营商MPLS设备。相反，如果使用“逻辑PE”模型，要求的标记交换路径减少到了20条，而且只需要5台供应商边缘设备。

三、北电网络光以太网产品简介

　　OPTera Metro 1200 以太网业务模块是一种新型光以太网边缘设置设备，专门用来帮助运营商提供以太网业务。OPTera Metro 1200通过以太网-UNI和自动发现功能支持简单的端到端设置。OPTera Metro 1200一般部署在用户端，在这里它最多可将12个（使用10/100BaseT的）用户集中到（使用两个千兆以太网上行链路的）光以太网。当部署在RPR上时，OPTera Metro 1200 以太网业务模块可以提供非常经济的集中功能。

　　OPTera Metro 8000 业务交换机是一种新型、基于标准、支持MPLS的标记边缘路由器，可以集中运营商网络中多个业务。在北电网络光以太网解决方案中，OPTera Metro 8000 业务交换机被用作OPTera Metro 1200 以太网业务模块和MPLS骨干网络之间的网关。符合NEBS标准的OPTera Metro 8000 业务交换机是业界第一台能够支持多点到多点的第2层 MPLS透明LAN业务设备。

摘自《光纤新闻网》

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