供应商骨干网传输（PBT）技术

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1、PBT产生的背景
　　电信运营商一直在开发下一代网络的概念，该网络应该可以同时传递基于分组的业务以及基于电路的业务，同时运营商也在寻找一种可以作为传输汇聚层的技术。现在一个得到业界广泛认同的观念就是IP协议构成了新业务的基础，同时也有助于从基于电路的业务向基于分组的业务转换（例如基于IP的话音和视频），但是把IP路由接受为传输汇聚层还有待时日。现在，在运营商网络中，95%的数据流量都起止于以太网，这个事实让电信运营商开始考虑是否可以把以太网作为下一代网络潜在的汇聚解决方案。但是，在以太网被接受之前，它必须能够提供至少和现在运营商所提供业务具有相同质量级别的多种业务。也就是说，以太网必须能够提供电信级的质量，才可以真正地进入电信市场，因此，业界出现了“电信级以太网（CE）”的概念以及相应的解决方案。
　　CE的概念由MEF提出，它应该至少包括5个方面的内容：标准化的业务（以太网透明专线、虚拟专线、虚拟局域网）；可扩展性（各种以太网业务、10万条以上的业务规模、从兆比特以太网到10吉比特以太网）；可靠性（用户无感知的故障恢复、低于50ms的保护倒换）；QoS（端到端有保障的业务性能）；电信级网络管理（快速业务建立、OAM、用户网络管理）。早期的以太网应用于LAN环境，这些以太网交换机对于LAN来讲非常理想，但是它们缺少“电信级以太网”解决方案所要求的上述关键特性。因此，在早期部署过程中遇到的这些限制，促使业界对以太网标准进行了相应的提高和改进。这些改进使得在运营商网络中部署以太网解决方案成为了可能，而供应商骨干网传输技术（PBT）就是这个改进工作的最新版本，它的目的是帮助运营商实现：
　　●在大范围的以太网结构上传递保证的、确定的业务；
　　●保证可靠性、可管理以及扩展性从而传递企业需要的多媒体业务；
　　●在向汇聚结构演进的过程中，充分利用城域以太网在运行以及成本上的优势。
2、PBT介绍
　　PBT是一种创新的以太网技术，它为原来的以太网技术增加了一些新的内容从而使该技术成功地应用到了MAN和WAN中。它的最简单的形式就是，PBT提供以太网隧道，从而可以传递业务供应商所需要的具有流量工程、QoS以及OAM需求的确定的业务量。现在利用PBT技术，通过纯粹的以太网就可能支持面向连接的转发。
　　PBT通过简单地关闭一些以太网的功能从而实现上述内容，使得现存的以太网硬件有能力执行新的转发行为。这也就意味着无需复杂以及昂贵的网络技术就可以把面向连接的转发模式引入到当前的以太网网络中。
　　当前，以太网交换机根据对每个以太网帧中的VLAN标记（12bit）以及目的MAC地址（48bit）这60bit的查看来进行转发操作。在传统的操作中，VLAN ID（VID）以及MAC地址都是全局唯一的，但是也会存在一些特例，此时VID标识一个无环路的域，在这个域中，可以对MAC地址进行洪泛。如果选择配置无环路的MAC地址而不是采用洪泛和学习，VID可以用来指示另外的内容。PBT利用这个概念来分配一定的VID来标识到给定目的MAC地址的网络中的特定通路。因此每个VID对于目的MAC地址来讲具有本地意义，因为MAC地址仍旧具有全局意义，因此VID+MAC（60bit）也是全局唯一的，如图1所示。

图1　供应商骨干网传输

　　PBT分配了一系列的VID/MAC，它们的转发表通过管理或者控制平面产生而不是通过传统的洪泛和学习技术而获得。交换机在很大程度上还是按照传统以太网的方式来工作：转发数据到目的地址。发生改变的就是转发的信息不再是通过交换机的学习得到，而是直接由管理平面提供，从而可以得到指定的、预先确定好的网络上的通路而且在任何情况下都可以预知网络行为。PBT不支持广播帧，它会直接丢弃未知VID+MAC的分组而不能洪泛它们。
　　在图2给出的实例中，在供应商边缘路由器（PE）1和2（双向连接需要在不同的方向上建立一对链路）之间建立了两条单向的通路。每个PE都支持IEEE 802.1ah，使得业务供应商可以将业务供应商和用户MAC域清晰地分开，因此业务供应商可以在核心网内使用PBT。在业务供应商域内，为PBT预留了一部分VID，其中就包括我们实例中提到的VID44和45。正如前面曾经讲过的，在为PBT预留的VID组中，VID不再是全局唯一的，对于每个MAC具有本地意义。VID44和45用来分别标识PE1和PE2之间的两条通路。因为PE之间的通路都是通过MAC+VID来唯一标识，因此可以再利用这两个VID来在不同的PE对之间生成通路。

图2　利用PBT配置以太网隧道

　　PBT保留以太网基于目的地的转发属性，这意味着多个源可以使用一个VID+MAC目的地址。如果为网络中的PBT预留了16个VID，那么在网络中的每对MAC地址之间就可以配置16条不同路径，这可以为PBT链路提供很好的可扩展性同时还有4078个VID可以用于同一个网络上的普通无连接以太网行为。此时每个数据帧还携带一个唯一标识它的源MAC地址，因此PBT在核心提供基于目的地的扩展转发，同时保留了边缘处点到点的操作属性。
　　在图2给出的实例中，在网络中配置一对双向以太网链路从而生成工作以及保护通路。PBT通过IEEE 802.1ag（连接故障管理）消息获得连接监控能力。在两条通路上建立一个连接检验（CC）会话。链路的两端以10ms的间隔（可配置）发送CC帧并且监听收到的消息。如果有3个CC消息没有到达，就认为链路已经发生故障同时启动保护倒换。也可以通过ITU-T Y.1731标准中定义的告警指示信号（AIS）消息来触发保护倒换。
　　通过在封装点为每个帧使用新的VLAN标记（保护通路的VLAN标记）来执行保护保换。利用控制平面来配置和监视通路，但是并没有涉及到真正的倒换，所以可以获得低于50ms的类似于SONET/SDH的保护倒换。
3、PBT的优势
　　PBT生成了面向连接的以太网隧道从而使业务供应商可以为用户提供专用的以太网链路，该链路具有保证的、确定的性能级别。PBT设计用来满足或者超越MPLS RSVP-TV隧道的功能，通过这些能力，根据“隧道”技术以及它所支持的“业务”，PBT为业务供应商提供了几个新的部署下一代城域网的可选方案，如图3所示。

图3　MAN隧道和业务技术选项

　　作为一个针对流量设计的隧道技术，PBT为在城域范围内部署MPLS隧道（例如RSVP-TE）提供了一个可选的方法并且在PBT隧道内支持任何以太网或者MPLS业务的复用。因此，业务供应商除了可以在PBT隧道上传递基于MPLS的业务例如VPWS或者VPLS，还可以传递纯粹的以太网，802.1Q、802.1ad或者802.1ah业务。这种灵活性使得业务供应商可以在最初部署纯粹的以太网业务，在需要的时候再部署MPLS业务（例如PBT支持伪线路）。作为一个隧道以及业务结构技术，PBT为业务供应商提供了下述优势：
　　可扩展性：通过关闭MAC学习特性，去除了会产生MAC洪泛从而限制网络规模的广播功能。除此以外，通过全60bit寻址以及基于目的地的转发，PBT实际上在业务供应商网络内提供了无数量限制的（260）隧道。
　　保护：PBT不仅允许业务供应商在网络内配置点到点以太网连接，而且还可以配置附加的备份路由从而提供弹性以及可靠性。和IEEE 802.1ag相结合，这些工作和保护路由使得PBT可以提供低于50ms的恢复时间——这和TDM、SONET/SDH或者MPLS快速重路由技术相似。
　　硬QoS：通过定义一个分组穿越网络所需的路由，业务供应商现在可以为他们的网络提供流量工程。PBT支持硬QoS，无需超额配置网络能力就可以满足带宽预留以及用户的SLA。这使得业务供应商可以最大化网络的利用率，进而也就降低了携带每个比特所需的开销。除此以外，提高了安全性，因为此时在网络内采用点到点以太网连接的时候，任何的误配置或者分组泄漏都变得显而易见。这意味着流量受到了保护，不会受到因为误操作、有恶意或者无恶意地将分组泄漏给不是它的目的地端点的侵害。
　　业务管理：OSS知道每个业务所占据路由的事实使得业务供应商可以实现告警关联、业务-故障关联以及业务-性能关联。它还可以实现在可控的模式下执行用于维护目的的保护倒换从而保证SLA中规定的性能。
　　支持TDM：作为一个2层隧道技术，PBT可以和现存的WAN技术互通，从而支持以太网E-LINE业务以及基于MPLS的业务例如VPWS（如图3所示）。以太网交换机非常低的时延和PBT确定性的流量流结合起来，为仿真传统的TDM/电路仿真业务提供了一个完美的平台。
　　PBT可以支持以太网所不支持的扩展性、流量工程、QoS、可扩展性以及可管性使得业务供应商可以利用以太网作为汇聚的、下一代城域网的结构来支持商业以及住宅话音、视频以及数据业务。PBT只对普通的以太网行为进行了较少的改动，因此这个技术可以很容易地在现存的以太网硬件上执行。从而没有必要在MAN内引进复杂而且昂贵的网络叠加技术（例如MPLS）。PBT将以太网中最好的部分与MPLS中最好的部分结合起来，随着网络叠加的减少，设备本身变得更加简单，从而降低了初始费用。另外，随着设备的简化，运营负担相对降低，还能节省一些重复费用。
4、总结
　　现在，电信运营商面临着一系列的挑战，例如来自组织管理网络方面的挑战、来自财政方面的挑战以及来自新竞争者的挑战等，这些都驱使电信运营商去寻找一种新的技术以及解决方案来增强自身的竞争力，PBT的出现为他们提供了一定的机遇。
　　●PBT提供了一个基于分组的、面向连接的解决方案，该解决方案和已经部署在传输网络上的传输解决方案例如SONET/SDH相似，从而使得运营商可以很快适应这种新的解决方案；
　　●PBT提供了一个更加简单的网络，在这个网络中，运营商完全可以控制网络资源的使用情况，同时来自用户的业务也可以得到保护，这样保证了来自用户的收入流没有遭到破坏同时可以获得最佳的资源使用效果：
　　●随着技术的融合，新的竞争者开始来蚕食现存的运营商市场。在这种新的竞争局势下，运营商需要能够快速、有效地传递新业务并且能够提供较高级别的质量从而从容应对这种竞争。PBT为运营商提供了一个更加简单、扩展性更强的传输网络解决方案，它可以高效地传递多种业务，通过仔细地管理网络资源利用情况并且保护关键的传输连接，PBT可以帮助运营商满足用户对业务质量的需求。
　　在乐观地评价PBT优势的时候，电信运营商也一定要清醒地意识到它所面临的一些挑战，例如PBT是一个新的技术概念，所以在产品上支持PBT的现成的组件并不存在；PBT还没有标准化，因此现存标准还会出现变动，同时寻找一个可以解决所有问题的解决方案比较困难，所以在早期部署的时候需要用户化等。但是PBT毕竟为业界提供了一个吸引人的新的网络和技术概念，作为下一代网络传输汇聚层的一个候选技术，它还是值得期待的。