运营商以太网测试(二)

3  承载网络基础架构测试

MEF定义了EVC和E-Line，E-LAN等以太网服务，从用户角度勾画出城域以太网应该提供什么样的服务。但是，EVC和Ethernet Service具体如何实现，采用哪种技术实现，MEF并没有明确规定，也就是说，Ethernet Service是一个独立于技术实现的概念。目前，在核心承载网络层面上，通常有3种技术：

（1）传统的IP/MPLS技术，以及基于此的PWE3和VPLS等技术。
（2）PBB/PBT技术。此技术由Nortel和英国电信(BT)联合倡导。
（3）T-MPLS技术。此技术由Alcatel-Lucent和Cisco等倡导。

Spirent Testcenter为以上3种技术均提供了测试解决方案。

3.1  传统的IP/MPLS架构测试

传统的IP/MPLS技术的特点是技术成熟，互通性良好。但相比另外两种新兴的以太网传输技术来说，成本还是比较高。传统的IP/MPLS测试对象主要包括：设备的传统路由协议，如BGP，OSPF，ISIS等协议；设备的传统MPLS协议，如LDP，RSVP-TE等协议；实现E-Line和E-LAN等以太网服务的技术，如PWE3，VPLS等；设备转发性能测试。

这类设备或者网络，测试内容主要包括：

（1）协议基本功能测试。比如，路由协议能否建立邻居关系；能否正确发布，学习和计算路由表；伪线能否正确建立；VPLS的MAC学习和洪泛功能是否正常；是否存在VPN泄漏；能否自动发现PE等。
（2）扩展性测试。比如路由表的容量有多大、设备最多能建立多少个路由协议邻接关系等。
（3）性能测试。集成协议平面和数据平面的测试，验证路由和MPLS协议交互对于正常业务转发的影响。
（4）高可靠性测试。MEF要求运营商以太网具备50ms以下的故障恢复时间，所以需要验证网络或者设备的快速收敛速度和故障恢复时间。
（5）一致性测试。不同厂家对于协议的理解也不尽相同，所以会造成互通性问题。一致性测试验证厂家设备对于协议的实现是否符合标准。
（6）负面测试。实验室环境是理想的环境，在这种环境下，设备可能工作良好。但现网是一个复杂的环境，其中存在很多异常的网络事件，这些事件会给设备的正常运行造成影响。比如，邻居路由器执行一次撤销路由和通告路由的行为，就会要求设备的CPU重新计算路由表。频繁的这种行为，会给设备造成负担，对其稳定性是一个挑战。负面测试就是通过测试仪表仿真各种网络事件，观察被测设备在长时间复杂环境下的稳定性，从而减少安设到现网以后的工程故障。

Spirent Testcenter为以上测试提供了业界最全面的解决方案。
●路由协议测试，包括RIP，OSPF，ISIS，BGP，PIM-SM/PIM-SSM等，以上路由协议支持IPv4和IPv6版本。
●MPLS信令协议，包括LDP，RSVP-TE，MP-BGP。
●支持Martini和Kompella仿真。
●支持PWE3仿真。
●支持基于LDP的VPLS和基于MP-BGP的VPLS仿真。
●支持L3 VPN和6PE仿真。
●支持以上协议和技术的功能测试。
●支持以上协议和技术的协议扩展性测试。
●通过Commander Sequencer调度各种协议和链路的网络事件，长时间对设备施加负面测试压力，观察设备在异常网络环境下的稳定性和健壮性。
●支持以上协议和技术的一致性测试。

协议测试都是比较复杂的测试，特别是在进行电信级的大规模仿真测试时，更需要测试人员有一定的路由和MPLS技术基础，所以Spirent Testcenter为所有单播和组播路由协议，MPLS信令协议，各种MPLS VPN的测试都提供了配置向导，可以方便用户快速准确生成测试（见图9）。

图9  Spirent Testcenter路由和MPLS测试配置向导

另外，Spirent Testcenter提供了最好的协议平面和数据转发平面集成测试手段，在协议平面建立起来的网络拓扑结构上直接生成验证流量，通过数据转发平面来验证协议平面工作的正确性，以及协议平面计算对于数据转发性能的影响（见图10）。

图10  Spirent Testcenter数据平面和协议平面集成测试

3.2  PBB/PBT测试方案

PBT技术的基础是IEEE 802.1ah定义的PBB（Provider Backbone Bridge，运营商骨干桥接）技术，IEEE把PBT技术称为PBB-TE（Provider Backbone Bridge Traffic Engineering，支持流量工程的运营商骨干桥接技术）。PBB又称为MAC-in-MAC，是一种基于MAC堆栈的技术，用户MAC被封装在运营商MAC内，通过2次封装对用户流量进行隔离，增强了以太网的可扩展性和业务的安全性。在运营商网络中，用运营商MAC进行交换。PBB的关键是在MAC-in-MAC封装中引入了24bit的I-TAG（业务实例标签），可以支持224的服务实例，达到电信级以太网规模。图11所示的是PBB封装图。

图11  PBB封装图

PBT技术基于PBB技术，其核心是对PBB技术进行改进，通过网络管理和控制，使CE中的业务事实上具有连接性，以便实现保护倒换，OAM，QoS，流量工程等电信网络的功能。相对于PBB，PBT技术做了一些简化，包括不支持洪泛，对未知目的地址数据帧直接丢弃；PBT关闭了PBB的组播功能，不转发而是丢弃组播数据；预先配置PBT通路，关闭了广播学习功能；不支持生成熟协议，关闭了用于阻止网络内出现环路的协议；运营商可以管理不同路由上的负载，防止负载不均衡情况的发生。

PBT技术采用外层MAC加上外层VID（B-DA+B-VID）来表示一条隧道，进行业务转发，使CE受到运营商的控制并能隔离用户流量。到某一个目的B-DA MAC地址的通路，可以对应多个隧道，每个隧道有惟一的B-VID，其中一条隧道<B-VID，B-DA>为工作隧道，其他隧道为备用隧道。

目前，PBT没有定义控制层面，隧道的建立主要依赖于人工配置。

PBT技术支持带宽管理和CAC（Connection Admission Control，连接接纳控制）功能，以实现对网络资源的管理，通过网管配置或NC（Network Controller，网络控制器）建立连接，可方便实现灵活的交换和TE。

PBT技术采用IEEE 802.1ag中的CFM（Connectivity Fault Management，连接性故障管理）机制来持续地监视网络中的隧道状态。当主用隧道失效时会把业务自动转移到预先建立的备用电路上。有些厂商声明可以获得15ms的故障倒换时间。

PBT技术兼容传统以太网桥的架构，不需要对网络中间节点进行更新即可基于<B-DA，B-VID>对数据帧进行转发，数据帧也不需要修改，转发效率高。

Spirent Testcenter PBB/PBT测试在业界第一个通过了Nortel运营商以太网生态系统兼容产品认证。该认证于2008年1月31日在Nortel位于加拿大的运营商以太网创新中心颁发。

通过Spirent Testcenter，用户可以获得下列PBB/PBT测试能力：

（1）每端口支持32k条独立的测试流，并通过任意字段(如B-SA，B-DA，B-VLAN，ISID，C-SA/C-DA, C-VLAN等)的变化，形成无数Flow(每端口512Billion)，能最真实地仿真"Carrier Grade"级别的Tunnel和用户数。
（2）每端口可以实时分析64k条独立Stream，提供详细的统计，包括带宽、丢包、时延、抖动、乱序等，超过45个统计量。
（3）高级Filter功能，实时跟踪帧中任意位置一个字段或者几个字段组合，可以提供从Per-Tunnel，Per-Servicde，Per-Host的不同层次的QoS的详细分析。
（4）可以和802.1ag CFM OAM结合起来，进行协议平面和数据平面的集成性能测试。
（5）和802.1ag CFM OAM结合，进行隧道备份倒换测试。
（6）提供了强大的PBB/PBT测试配置向导，快速仿真运营商级的测试拓扑和测试流量，并可在向导中同时完成EOAM配置。图12为PBT配置向导。

图12  PBT配置向导

3.3  T-MPLS测试方案

2006年2月，ITU-T在G8110.1等3个标准中定义了T-MPLS。该系列建议力图从MPLS的协议体系结构业已存在的功能中，识别认定那些必须而且是足够充分的一个子集，以提供一种面向连接的分组传送网络技术。T-MPLS将具有和传统传送网络相似的OAM&P能力，端到端的维护，保护和性能监测，能够融合任何L2和L3的协议，构建于统一的数据传送平面。

ITU-T所制定的3个标准都聚焦在T-MPLS的数据平面，包括G.8110.1T-MPLS架构；G.8112T-MPLS接口规范；G.8121T-MPLS设备功能规范。

T-MPLS控制层面尚未定义。目前的LSP建立方式主要为人工配置，或者利用ASON/GMPLS 协议。

T-MPLS和传统MPLS的主要区别是：MPLS使用单向LSP，T-MPLS使用双向LSP；T-MPLS移去了MPLS中倒数第2条标签弹出(PHP)和ECMP(Equal Cost Multiple Path)功能；T-MPLS移去了LSP合并(LSP Merge)功能，以简化OAM和性能监控(Performance Monitor)过程。

Spirent Testcenter提供了全面的T-MPLS测试能力：

（1）基本性能测试和RFC 2544测试。
（2）基于Per-Tunnel和Per-Subscriber的性能和QoS分析。
（3）T-MPLS封装/解封装功能和性能验证。
（4）和传统MPLS的互通性和互操作性验证。
（5）设备的LSP容量测试。
（6）故障恢复时间测试。