На протяжении нескольких лет Ethernet воспринимается операторами как экономически привлекательная альтернатива построения городских и глобальных сетей. По сравнению с SONET/SDH и технологией многопротокольной коммутации меток (Multi Protocol Label Switching, MPLS) Ethernet оказывается в выигрыше благодаря низким затратам на внедрение и эксплуатацию. Но если альтернативные провайдеры уже успешно развертывают городские/региональные сети (Metropolitan Area Network, MAN) на основе Ethernet, то многим признанным операторам прощание с сетями SDH и соответствующей им моделью прямых соединений дается с трудом. Одна из причин кроется в самом протоколе Ethernet, который ими воспринимается лишь ограниченно пригодным для использования в городских сетях, поскольку изначально применялся в локальных сетях.
ДЕТЕРМИНИРОВАННОЕ ПОВЕДЕНИЕ ETHERNET
Долгожданное сочетание низкой стоимости внедрения и эксплуатации Ethernet и привычной модели SONET/SDH становится возможным благодаря технологии транспорта по магистрали провайдера (Provider Backbone Transport, PBT). Сейчас она рассматривается комитетом IEEE как «мост между магистралями провайдеров с регулированием трафика» (Provider Backbone Bridge with Traffic Engineering, PBB-TE). Управление трафиком позволяет провайдерам обойти автоматические механизмы самообучения Ethernet и направлять сетевой трафик по заранее определенным маршрутам. Предварительно сконфигурированные резервные маршруты гарантируют детерминированное поведение на случай отказа какого-либо соединения или компонента, а благодаря системе контроля непрерывности соединения (Continuity Fault Management), время переключения составляет менее 50 мс. За инициализацию путей в PBT отвечают не автоматические механизмы Ethernet, а вышестоящая система управления.
Таким образом, операторы, все еще использующие сети SDH, смогут перейти на новую перспективную технологию, одновременно продолжая получать выгоду от прежних инвестиций в обучение сотрудников и в обслуживающие системы. Однако PBT еще не принят как официальный стандарт. Поэтому следует учитывать несколько моментов, чтобы в городской сети на базе Ethernet можно было плавно перейти на PBT, как только стандарт будет ратифицирован.
ОТ ETHERNET К PBT
Один из компонентов PBT — ратифицированный стандарт IEEE 802.11ah, который получил название «мост между магистралями провайдеров» (Provider Backbone Bridges, PBB), известный также как MAC-in-MAC. Он вставляет в кадры, передаваемые по магистрали Ethernet, так называемые «MAC-адреса провайдеров услуг». Такое «туннелирование Ethernet-в-Ethernet» обеспечивает поддержку до 16 млн клиентских виртуальных частных сетей (Virtual Private Network, VPN) на магистрали Carrier Ethernet, что гарантирует масштабируемость виртуальных сетей Ethernet на уровне провайдеров. Однако PBB до сих пор использует традиционные методы автоматизации при выборе пути, в частности, веерную рассылку (Flooding) или предупреждение возникновения петель путем применения протокола покрывающего дерева (Spanning Tree Protocol, STP). Поэтому при выборе коммутаторов Ethernet для городских сетей особенно важно, чтобы они могли поддерживать не только PBB, но и PBT, стандартизация которого предстоит в будущем.
Благодаря разделению адресного пространства идентификаторов магистральной виртуальной сети (Backbone-VLAN-ID, B-VID) на две различных области, после ратификации PBT операторы смогут параллельно поддерживать как «заученные» соединения PBB, так и новые сквозные соединения PBT. Им не придется единовременно отключать все службы на основе PBB, а затем предоставлять новые в PBT. Иначе говоря, это позволит осуществить плавный переход с PBB на PBT/PBB-TE, не создавая ограничений для уже имеющихся служб. Отсутствие поддержки PBB в коммутаторах Ethernet может стать серьезным препятствием при миграции на PBT. Если же функции PBB в магистральных коммутаторах уже имеются, то их можно будет без каких-либо проблем расширить до PBT посредством обновления программного обеспечения.
Еще один элемент PBT — стандарт IEEE 802.1ag (Continuity Fault Management). Он позволяет коммутатору определять доступность конкретных соединений путем периодической отправки сообщений для проверки непрерывности связи (Continuity Check Messages, CCM). PBT использует CCM для обеспечения отказоустойчивости туннелей PBT и при необходимости позволяет осуществлять переключение на заранее определенный резервный маршрут в течение 50 мс, как того требуют операторы. Чтобы переход на PBT был плавным, коммутаторы должны поддерживать технологию Continuity Fault Management.
РАЗМЫШЛЕНИЯ О E-NNI
Необязательный, но заслуживающий внимания фактор при выборе магистральных коммутаторов — поддержка спецификации внешнего межсетевого интерфейса (External Network to Network Interface, E-NNI). Она не является частью стандарта PBT, но, тем не менее, под-держка этой спецификации гарантирует, что при миграции на PBT владельцам сетей Ethernet будет значительно проще организовать взаимообмен трафиком.
Названные требования к коммутаторам с поддержкой Carrier Ethernet интересны прежде всего тем, кто занимается построением новых магистралей Ethernet. Однако какой же стратегии следует придерживаться операторам SDH, чтобы поэтапно перевести свои сети на Ethernet (см. Рисунок 1).
Конечно, всегда проще начинать с нуля. Например, когда у оператора городской сети появится возможность охватить новый микрорайон, он будет скорее всего использовать Carrier Ethernet. Если располагающемуся там предприятию потребуются, к примеру, услуги E-Line для связи с филиалом, который подключен по SDH, то и в этом случае может применяться кольцо Ethernet. В одной из точек присутствия в пределах этого кольца может, к примеру, осуществляться переход между кольцом Gigabit Ethernet и кроссом (Cross Connect) сети SDH до тех пор, пока магистраль также не будет переведена на Ethernet. Это остается в силе при открытии дополнительных филиалов клиента в других местах. Таким образом, провайдеры станут постепенно переводить свои сети доступа на Ethernet, а в течение переходного периода на магистрали будет использоваться SONET/SDH.
ОТ SDH К ETHERNET
Проблемы начинают возникать, когда пропускной способности магистрали SONET/SDH становится недостаточно. Осложняющим фактором является то, что, в отличие от динамической пропускной способности Ethernet, для SONET/SDH предусмотрена фиксированная пропускная способность. Поэтому для транспортировки соединения Ethernet со скоростью 1 Гбит/с по SONET/SDH с обеспечением полной пропускной способности необходим канал STS-48c с полезной нагрузкой около 2,4 Гбит/с. Получается, что на практике эффективно используется лишь 42% его пропускной способности. Таким образом, переход на Ethernet надо организовывать вовремя — самое позднее, когда пропускной способности магистрали становится уже недостаточно.
МИГРАЦИЯ МАГИСТРАЛИ
Сегодня большинство операторов используют сети с оптической коммутацией на базе технологий спектрального мультиплексирования (Wavelength Division Multiplexing, WDM) для своих магистральных соединений SONET/SDH. В таком случае у них появляется возможность организовать на том же участке соединение Ethernet с привлечением дополнительной длины волны и осуществить постепенную миграцию своих служб с SDH на Ethernet. Когда клиенты пользуются службами Ethernet, провайдер просто заменяет интерфейсы SONET/SDH на порты Ethernet. Если же необходимы услуги SDH, к примеру, для связи телефонных станций, располагающихся в разных офисах, то для этого специализированные производители телекоммуникационного оборудования предлагают решения, позволяющие передавать кадры SONET/SDH через Ethernet.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Эксперты отрасли ожидают, что летом 2008 г. IEEE выведет PBT в «фазу спонсорского голосования». Но различные производители уже доказали, что их коммутаторы для Carrier Ethernet с PBT совместимы между собой. Так, в рамках прошедшего в сентябре двухнедельного «горячего» тестирования испытательному центру European Advanced Networking Test Center (EANTC) в Берлине удалось добиться полной совместимости оборудования девяти производителей, несмотря на различные способы реализации PBT. Кроме того, тест подтвердил, что система инициализации услуг от Soapstone способна осуществлять динамическую настройку пяти служб в сетях с многоузловой конфигурацией (Multi-Node), состоящих из коммутаторов с поддержкой PBT, выпускаемых компаниями Extreme Networks и Nortel.
Готовя свою городскую сеть к внедрению PBT, при выборе коммутаторов следует обращать внимание на то, чтобы они поддерживали как PBB, так и CFM, а возможно, и E-NNI. Модульная операционная система, разделяющая в коммутаторе сетевой, аппаратный и пользовательский уровни, обеспечивает высокую доступность, ожидаемую провайдерами от сетей следующего поколения.
Ханно Фивегер — менеджер по подготовке продаж Центрально-Европейского региона компании Extreme Networks.
© AWi Verlag