PTN分組傳送設備組網(wǎng)與實訓 第2版 課件 任務6-PTN關鍵技術之MPLS-TP

通信技術教研室

單元6PTN關鍵技術之MPLS-TP技術通信技術的標準大多數(shù)是由國外制定,在很多方面會受制于他人,例如中興事件.因此國人應該自強,不斷創(chuàng)新.中國在這方面已經(jīng)取得了長足了進步,包括3G,5G等相關標準,華為公司在這方面在這方面給國內很多公司做出了榜樣,不久的將來,國內自主研發(fā)的操作系統(tǒng)和通信芯片將面世.(2-3分鐘)MPLS-TP:構建于MPLS技術之上，它的相關標準為部署分組交換傳輸網(wǎng)絡提供了電信級的完整方案。MPLS-TP：MPLSTransportProfile，是一種從核心網(wǎng)向下延伸的面向連接的分組傳送技術。08年4月起由IETF和ITU-T共同成立了聯(lián)合工作組(JWT)，負責聯(lián)合開發(fā)，IETF負責標準的制定，ITU-T負責提出傳送的需求。與思政的聯(lián)系:MPLS-TP技術簡介PTN兩種機制的特點比較技術方案T-MPLS/MPLSPBT主要標準G.8110,8112,8221等RFC5462,5586,5654,5718,5860,5921,5950,5951等IEEE802.1ah定義的PBB擴展性MPLSLSP,HVPLS802.1ad，802.1ah業(yè)務適配LSP標簽隧道LLC層MACinMAC運行模式面向連接面向連接保護實現(xiàn)Y.1720/G.8131VIDP,VID交換管理、控制實現(xiàn)GMPLS控制平面，Y.1711,802.1agY.1711,802.1ag，802.1ahQOS實現(xiàn)MPLSQoS,MPLS流量工程，GMPLS控制802.1p，網(wǎng)管/控制平面，CACMPLS-TP技術簡介MPLS-TP特性：

基于IP核心網(wǎng)，對MPLS/PW技術進行簡化和改造，去掉了那些與傳輸無關的IP功能,更加適合分組傳送的需求。為了維持點對點OAM的完整性，引入了傳送的層網(wǎng)絡、OAM和線性保護等概念，可以獨立于客戶信號和控制網(wǎng)絡信號，符合傳送網(wǎng)的需求。MPLS-TP充分利用了面向連接MPLS技術在QoS、帶寬共享以及區(qū)分服務等方面的技術優(yōu)勢。基于IP傳送網(wǎng)的分層網(wǎng)絡架構，提供以下功能：基于分組的多業(yè)務支持面向連接可擴展性電信級QoS保證、帶寬統(tǒng)計復用功能高效的帶寬管理和流量工程強大的OAM和網(wǎng)管提供50ms的保護倒換及恢復動態(tài)控制平面支持較低的CAPEX+OPEXMPLS-TP技術演進路由和信令協(xié)議最后一跳彈出標簽合并L3層功能端到端OAM電信級保護倒換時鐘同步幀結構標簽交換區(qū)分服務QoSMPLS-TPIP/MPLS借用MPLS的以下內容：幀結構標簽轉發(fā)原理標簽交換路徑（LSP）區(qū)分業(yè)務（Diff-Serv）標簽空間和標記分配TTL處理簡化和丟棄部分：簡化MPLS的復雜協(xié)議簇簡化控制層面不支持PHP簡化數(shù)據(jù)轉發(fā)平面不支持標簽的合并(Merging)MPLS-TP擴充部分：類似SDH的端到端OAM增強的類似SDH的保護倒換增加了線性子網(wǎng)保護和環(huán)網(wǎng)保護，支持APS協(xié)議引入了層網(wǎng)絡概念時鐘同步功能擴充標記棧深度，不限制標簽棧的深度。支持雙向LSP。SDHTDM內核GFP封裝虛級聯(lián)LCASMPLS-TP是MPLS的一個子集MPLS-TP=MPLS–IP+OAM+ProtectionMPLS-TP網(wǎng)絡的分層模型MPLS-TP網(wǎng)絡分為：媒質層提供各種電層的傳輸技術，可以還是光纖、銅纜、無線等，通過電信號到光信號的轉變，所有的業(yè)務最終承載在光纖之上。段層PTN的分層結構仍然參考了SDH的分層結構，設置了段層和通道層。通路層（隧道層）對第一級的傳輸管道進行必要的匯聚和封裝，形成更大顆粒的業(yè)務，并支持業(yè)務的可擴展性。通道層（電路層）對各種不同客戶的信號進行封裝，形成各自的傳輸通道，并提供OAM和保護功能，保障業(yè)務的傳輸質量。物理層1數(shù)據(jù)平面2數(shù)據(jù)平面3控制平面4管理平面5管理平面6控制平面7物理層8MPLS-TP體系包括三個平面:數(shù)據(jù)平面、管理平面、控制平面9MPLS-TP體系結構MPLS-TP體系結構數(shù)據(jù)平面數(shù)據(jù)平面提供從一個端點到另一個端點的雙向或單向信息傳送，檢測連接狀態(tài)，并提供給控制平面；同時還能提供控制信息和網(wǎng)絡管理信息的傳送。MPLS-TP數(shù)據(jù)平面主要功能是將多種業(yè)務信號適配進MPLS-TP通道中，并根據(jù)MPLS-TP標簽進行分組的轉發(fā)。主要的方法有通過MPLS-TP通道進行間接映射，或者通過偽線機制封裝到MPLS-TP傳送管道，在分組網(wǎng)絡中進行傳輸。同時，數(shù)據(jù)平面還完成OAM和保護的操作。管理平面管理平面執(zhí)行數(shù)據(jù)平面、控制平面以及整個系統(tǒng)的管理功能，同時提供這些平面之間的協(xié)同操作。管理平面執(zhí)行的功能包括：性能管理、故障管理、配置管理、計費管理和安全管理。MPLS-TP管理平面能夠提供端到端、管理域內或管理域間的故障管理、配置管理、性能管理功能、用戶管理和安全管理等?？刂破矫婵刂破矫嬗商峁┞酚珊托帕畹忍囟üδ艿囊唤M控制模塊組成，并由一個信令網(wǎng)絡支撐?？刂破矫婺K之間的互操作性以及模塊之間的通信需要的信息流可以通過接口獲得?？刂破矫嬷饕撠熯B接的建立、釋放、拆除等功能，對其中的監(jiān)控和維護功能實體進行相應的管理。MPLS-TP網(wǎng)絡采用的客戶與服務（Client/Server）關系，如下圖所示：MPLS-TP網(wǎng)絡的客戶層與服務層關系結構MPLS-TP與它的客戶信號和控制網(wǎng)絡都是完全獨立的。MPLS-TP承載的客戶信號可以是IP/MPLS，也可以是以太網(wǎng)，即就是MPLS-TP作為Eth/IP＆MPLS的服務層網(wǎng)絡而存在。MPLS-TP的接口MPLS-TP網(wǎng)絡提供UNI（UserNetworkInterface）接口和NNI（NetworkNodeInterface）接口。NNI可用作單個管理域內的域內接口，也可用作兩管理域之間的域間接口。CE與PE之間的接口為UNI接口，其中CE設備的UNI接口可表示為UNI-C，PE設備的UNI接口可表示為UNI-N。MPLS-TP網(wǎng)絡內部PE和PE之間的接口為NNI接口。接口定義如下圖所示：MPLS-TP網(wǎng)絡的分層結構MPLS-TP網(wǎng)絡從上至下可分為：MPLS-TP通道層（TMC）、MPLS-TP通路層（TMP）、MPLS-TP段層（TMS）和傳輸媒介層。MPLS-TP網(wǎng)絡的分層結構通道層（TMC）：為客戶提供端到端的傳送網(wǎng)絡業(yè)務，即提供客戶信號端到端的傳送。TMC等效于PWE3的偽線層（或虛電路層）。通路層（TMP）：表示端到端的邏輯連接的特性，提供傳送網(wǎng)絡隧道，將一個或多個客戶業(yè)務封裝到一個更大的隧道中，以便于傳送網(wǎng)絡實現(xiàn)更經(jīng)濟有效的傳遞、交換、OAM、保護和恢復。TMP等效于MPLS中的隧道層。段層（TMS）：段層可選，表示相鄰節(jié)點間的虛連接，保證通路層在兩個節(jié)點之間信息傳遞的完整性，比如SDH、OTH（OpticalTransportHierarchy）、以太網(wǎng)或者波長通道。傳輸媒介層：支持段層網(wǎng)絡的傳輸媒質，比如光纖、無線等。PEPPESectionTunnelATMPWE3EthernetPWE3E1PWE3MPLS-TP傳送原理在MPLS-TP網(wǎng)絡中，面向連接的特性是通過偽線（PW）技術實現(xiàn)的。偽線允許服務供應商在一個基于分組技術的匯聚網(wǎng)絡中傳送基于電路的網(wǎng)絡的傳統(tǒng)業(yè)務，同時也可以傳送新興的業(yè)務。傳送過程：客戶邊緣設備CE1與服務提供商邊緣設備PE1相連，PE1對要傳輸?shù)脑紭I(yè)務進行打包封裝處理，再通過偽線進行傳輸。在接收端，PE2對接收到的業(yè)務進行幀校驗、重新排序等處理，還原成原始業(yè)務，交給客戶端設備CE2。如下圖所示：分組轉發(fā)技術MPLS-TP可以看作是基于MPLS標簽的管道技術，利用一組MPLS標簽來標識一個端到端的轉發(fā)路徑（LSP）。01MPLS-TP分為兩層:內層為偽線（PW）層，標識業(yè)務的類型；外層為隧道層，標識業(yè)務轉發(fā)路徑。02隧道Tunnel是基于MPLS-TP的端到端的標簽轉發(fā)通道03本地數(shù)據(jù)報經(jīng)過偽線封裝為PWPDU，之后通過隧道Tunnel傳送；邊緣設備PE執(zhí)行端業(yè)務的封裝/解封裝，還原為本地格式之后傳送給目的CE04報文封裝B-DA：以太網(wǎng)封裝目的MAC（Tunnel_L隧道標簽確定轉發(fā)路徑，其中B-DA為下一跳節(jié)點MAC地址），6個字節(jié)B-SA：以太網(wǎng)封裝源MAC，6個字節(jié)0x8100：以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀標識，2個字節(jié)B-VID：外層VLANtag，2個字節(jié)0x8847：PwOverMPLS-TP標識，2個字節(jié)Tunnel_L：隧道標簽Label（TMP），4個字節(jié)PW_L：偽線標簽（TMC），4個字節(jié)CW：偽線控制字，4個字節(jié)CustomerFrame：用戶數(shù)據(jù)，凈荷，（可包含用戶vlan）一共需要在用戶報文上增加26個字節(jié)B-DAB-SA0x8100B-VID0x8847PW_LCWCustomerFrametunnel_L報文轉發(fā)過程B-DAB-SA0x8100B-VID0x8847PW_LCWCustomerFrametunnel_LB-DAB-SA0x8100B-VID0x8847PW_LCWCustomerFrametunnel_LB-DAB-SA0x8100B-VID0x8847PW_LCWCustomerFrametunnel_LCustomerFrameB-DAB-SA0x8100B-VID0x8847PW_LCWCustomerFrametunnel_LCustomerFrameCE節(jié)點PE節(jié)點P節(jié)點P節(jié)點CE節(jié)點PE節(jié)點添加標簽剝離標簽保留偽線標簽保留偽線標簽保留偽線標簽更新下一跳MAC更新下一跳MAC更新下一跳MAC交換隧道標簽交換隧道標簽交換隧道標簽報文轉發(fā)過程示例InlabelOutlabelOutPort2535145433134MAC1MAC4MAC2MAC188474513MAC2MAC322411報文轉發(fā)過程示例InlabelOutlabelOutPort2535145433134MAC1MAC4MAC3MAC288474313MAC2MAC322411報文轉發(fā)過程示例1234MAC1MAC4MAC3MAC288474313MAC2MAC3InlabelOutlabelOutPort25252434341234MAC3MAC28847432411報文轉發(fā)過程示例234MAC1MAC4MAC3MAC288474313MAC2MAC3InlabelOutlabelOutPort25252434341234MAC4MAC38847432411MPLS-TP與MPLS功能比較功能項IP/MPLSMPLS-TPIP路由和控制信令支持LDP、RSVP、CR-LDP、RSVPTE等控制信令可以支持簡化的控制平面GMPLSPHP功能支持不支持標簽合并支持不支持幀結構支持支持標簽交換支持，使用單向LSP，支持LSP的聚合支持，使用雙向的LSP，提供雙向的連接，不支持LSP的聚合Qos區(qū)分服務支持支持端到端OAM支持MPLSOAM，功能較弱。僅僅支持簡單的連通性檢查和APS倒換。全面集成了T-MPLS