為什么MPLS仍是以太網(wǎng)傳輸技術(shù)的首選

什么是運(yùn)營商以太網(wǎng)傳輸技術(shù)？

運(yùn)營商以太網(wǎng)是指在局域網(wǎng) (LAN) 之外使用以太網(wǎng)技術(shù)，特別是用于長距離、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng) (WAN) 應(yīng)用。業(yè)內(nèi)通常將其稱為城域以太網(wǎng)、第 2 層 VPN、第 2 層 WAN 電路、以太網(wǎng) WAN 或簡稱為運(yùn)營商以太網(wǎng)。該技術(shù)由城域以太網(wǎng)論壇 (MEF) 標(biāo)準(zhǔn)化，并制定了其使用的技術(shù)規(guī)范和實(shí)施協(xié)議。

傳輸技術(shù)對(duì)于運(yùn)營商以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)提供以太網(wǎng)服務(wù)至關(guān)重要。運(yùn)營商以太網(wǎng)作為Overlay層運(yùn)行，可以將各種傳輸技術(shù)，如多協(xié)議標(biāo)簽交換（MPLS）、光傳輸或以太網(wǎng)，用于底層基礎(chǔ)設(shè)施。

每種技術(shù)都有不同的優(yōu)勢和局限性，具體取決于運(yùn)營商的資源、容量、專業(yè)知識(shí)和實(shí)施選擇。因此，選擇傳輸技術(shù)是每個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的內(nèi)部決定。但是，由于可能涉及多家運(yùn)營商提供端到端以太網(wǎng)服務(wù)，服務(wù)提供商應(yīng)在與客戶最終確定服務(wù)水平協(xié)議 (SLA) 之前評(píng)估所有運(yùn)營商使用的傳輸技術(shù)。

圖1 — 傳輸技術(shù)概述

傳輸技術(shù)類別

傳輸技術(shù)主要有三類：基于 IEEE、基于MPLS和基于光傳輸。

第一類通常稱為以以太網(wǎng)為中心，包括三個(gè)選項(xiàng)：提供商橋接 (802.1ad)、提供商骨干網(wǎng)橋接 (802.1ah) 和帶流量工程的提供商骨干網(wǎng)橋接 (802.1Qay)。需要注意的是，標(biāo)準(zhǔn) VLAN（單標(biāo)簽）技術(shù) (802.1Q) 不能在此環(huán)境中使用，因?yàn)樗粎^(qū)分客戶 VLAN 和運(yùn)營商 VLAN。需要單獨(dú)的 VLAN 標(biāo)簽以防止客戶和運(yùn)營商幀之間的混淆。

圖 2 — 提供商以太網(wǎng)封裝方案（作為幀）

第二類通常稱為以 MPLS 為中心，被運(yùn)營商廣泛使用。它包括虛擬專用線服務(wù) (VPWS)（圖 3）、虛擬專用局域網(wǎng)服務(wù) (VPLS) 和 MPLS 傳輸配置文件 (MPLS-TP) 等服務(wù)?？蛻敉ǔ?huì)將此選項(xiàng)作為運(yùn)營商以太網(wǎng)服務(wù)的首選。

圖 3 — 虛擬專用線服務(wù)

第三類，即以光為中心，不太常見，因?yàn)樗鼉H支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)服務(wù)。它包括同步數(shù)字體系 (SDH) （或同步光纖網(wǎng)絡(luò) (SONET)）、密集波分復(fù)用 (DWDM)、粗波分復(fù)用 (CWDM) 和光傳輸網(wǎng)絡(luò) (OTN、ITU-T G.709) 等技術(shù)。雖然光傳輸在亞洲廣泛用于傳輸目的，但它不適合多點(diǎn)連接的需求，因此不太適合更廣泛的運(yùn)營商以太網(wǎng)服務(wù)。

圖 4 — SDH 以太網(wǎng)

這三個(gè)類別之間的常見區(qū)別是，前兩個(gè)是“數(shù)據(jù)包感知”技術(shù)，而第三個(gè)類別本質(zhì)上是“數(shù)據(jù)包非感知”技術(shù)。

比較

一個(gè)顯而易見的問題出現(xiàn)了：運(yùn)營商應(yīng)該基于什么來比較這些傳輸技術(shù)？以下是需要考慮的一些關(guān)鍵因素。

服務(wù)類別 (CoS) 支持：有些技術(shù)支持 CoS，而有些則不支持。不支持 CoS 的技術(shù)對(duì)所有服務(wù)幀都一視同仁，為所有服務(wù)幀提供相同的服務(wù)質(zhì)量 (QoS)，這種方式不太可取。

帶寬：不同技術(shù)在提供的部分帶寬 (FBW) 能力以及支持任意大小（粒度）服務(wù)帶寬的能力方面存在差異。處理以太網(wǎng)流量時(shí)，粒度不容忽視，它是一個(gè)限制因素。

保護(hù)方法：傳輸技術(shù)在故障檢測和保護(hù)切換方法方面各不相同。有效保護(hù)切換或恢復(fù)的常見基準(zhǔn)是在 50ms 內(nèi)實(shí)現(xiàn)。以太網(wǎng)使用的一些典型保護(hù)方法包括 G.8031、G.8032 和 802.3ad。

可擴(kuò)展性：某些技術(shù)提供無限的可擴(kuò)展性，但可能也會(huì)受到很多因素的限制，例如媒體訪問控制 (MAC)表溢出的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)學(xué)習(xí)到的地址過多時(shí)，可能會(huì)發(fā)生這種情況，從而超出網(wǎng)絡(luò)的管理能力。

多點(diǎn)（MAC 學(xué)習(xí)）：MAC 學(xué)習(xí)對(duì)于支持多點(diǎn)服務(wù)（例如 LAN 和樹型拓?fù)洌┲陵P(guān)重要。但是，某些傳輸技術(shù)僅設(shè)計(jì)為支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)服務(wù)，這在運(yùn)營商嘗試提供更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)配置時(shí)就是一個(gè)重大限制。

總結(jié)差異

在第一類中，提供商橋接 (PB) 和提供商骨干橋接 (PBB) 支持 MAC 學(xué)習(xí)，這對(duì)于多點(diǎn)服務(wù)必不可少。相比之下，帶流量工程的提供商骨干橋接 (PBB-TE) 不使用 MAC 學(xué)習(xí)；相反，它依靠預(yù)配的流量工程路徑來轉(zhuǎn)發(fā)幀。這種設(shè)計(jì)限制了它僅支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)服務(wù)類型的能力。

通常，以以太網(wǎng)為中心的運(yùn)營商以太網(wǎng)實(shí)施比以 MPLS 為中心的實(shí)施更簡單，運(yùn)營成本更低。此類別特別適合管理以太網(wǎng)和 IP 流量。但是，許多運(yùn)營商缺乏處理第 2 層技術(shù)所需的專業(yè)知識(shí)，尤其是對(duì)于長距離配置而言。

第二類是運(yùn)營商中最受歡迎的選擇。盡管 MPLS 部署成本高昂，但它們以高可靠性和可擴(kuò)展性而聞名。基于 MPLS 的解決方案已經(jīng)很成熟，并且二十多年來一直是大多數(shù)運(yùn)營商核心網(wǎng)絡(luò)的基本組成部分。

在第三類中，這些光纖技術(shù)可以單獨(dú)使用或組合使用，為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)服務(wù)中以太網(wǎng)服務(wù)幀的透明傳輸提供高度可靠的固定帶寬電路。當(dāng)?shù)?1 層傳輸技術(shù)支持以太網(wǎng)服務(wù)時(shí)，將為該服務(wù)分配固定數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，而不管實(shí)際服務(wù)流量如何。這意味著其他服務(wù)不能共享該帶寬。此外，第 1 層技術(shù)不具備 VLAN 感知能力，也不支持基于幀的交換、CoS 或多播功能。