PBB/PBT 拓展以太网应用

  随着部署范围的扩大以及同类技术的竞争，PBB/PBT技术也在快速发展。PLSB（运营商链路状态桥接）作为控制平面的动态信令被引入PBB/PBT技术，试图更好地解决PBB/PBT技术中的拓扑自动更新、高效率组播、预防环路等问题。

  PLSB为基于以太网技术承载多业务提供了一种可靠、扩展性强的方式，同时也保持了以太网的简单、性价比高的关键优势。

  先进技术革新以太网

  PBB/PBT通过自下而上的方法革新传统的以太网技术，在诸多的电信级以太网技术中占有重要的地位，得到了较多电信设备制造商的支持，在国内外已经得到了相对其它技术较为广泛的部署与应用。

  PBB（MAC-in-MAC）技术通过在运营商网络的边界点处对用户的以太网帧再次封装上运营商的以太网帧头，从体系结构上将传统以太网发展为层次化的结构，不仅解决了以太网的可扩展性问题，同时也消除传统以太网的单一平面结构所带来的一系列问题。但PBB技术也存在不足，尤其体现在流量工程方面，典型的有流量控制、接入控制、业务控制以及端到端的QoS保障等。

  在业务应用驱动下出现的PBT技术对PBB技术进行了改进，试图解决PBB技术的不足。同时，PBT技术也大大增强了以太网的确定性，能够按照运营商的需要确定以太网流量在网络中的路径。PBT技术通过为实时服务保留带宽的方式确保了服务质量，即便是连接中止，PBT技术还能够保障50毫秒的故障保护切换、恢复时间。

  应用PBB/PBT技术构建城域以太网，可实现流量工程、通路监控、保护倒换、多业务承载等路由型城域网所能提供的功能，向用户尤其是企业用户提供电信级以太网业务。

  以太网业务中较为典型的是any-to-any业务。但是，在拓扑复杂城域网内部署any-to-any业务需要配置众多的网络节点，导致该业务的实施更加复杂。尽管可以通过采用控制平面来解决这个问题，但是迄今为止一直采用STP（生成树协议），PBT技术也只是通过人工配置的方式对控制平面进行预先设定。STP一直存在网络效率低、汇聚时间较长等问题，而人工配置的方式显然不适应城域网内复杂网络拓扑的变化。此外对组播的高效率支持、抑制环路防止风暴的产生，也都是PBB/PBT改造以太网技术中必须解决的问题。

  一种较好的解决办法就是在保留以太网在数据平面上所具有优势的特征属性的同时，在控制平面上采用一个扩展性更好、更可靠的网络协议来替代STP。

  PLSB智能化以太网

  PLSB采用一个链路状态协议作为以太网控制平面。对于每个分配给PLSB的B-VLAN，关闭洪泛和学习功能，可以采用灵活性较强的IS-IS作为链路状态协议，以此来更新、发布网络拓扑信息。PLSB利用IS-IS来共享B-MAC（骨干MAC地址）以及I-SID（业务ID）这些二层信息。

  通过利用基本的IS-IS功能，每个PLSB节点利用LSA（链路状态通告）通知直接相邻节点，该节点连接到哪个节点以及如何连接到这些节点。该通告在加入该PLSB的所有节点间发布，因此一个PLSB实例内的每个节点最后都将共享一个共同的网络拓扑（包括B-MAC以及I-SID）。一旦所有的节点都学习到了该拓扑，每个节点将应用SPF算法（最短路径优先），并将计算得到的最短路径更新到转发表中。这样，每个节点都建立了以本节点为根节点的到网络中其他各个节点的点到多点方式的最短路径树。

  虽然通过引入PLSB构建了一个动态的控制平面，但是数据平面仍然是简单的以太网，并仍然根据标准的以太网头进行标准的以太网转发。与传统以太网通过STP来控制转发表不同，PLSB是通过IS-IS协议计算得出最短路径，而PBT是通过网管配置的预设路径。由于还是采用标准的以太网帧头进行转发，PLSB网络继承了以太网作为数据平面技术而具有的优势。PLSB只利用少量的VLAN来传送协议报文，并不影响利用其他VLAN透传以太网内的其他协议，可见PLSB和其他技术（例如STP、PBT）都能够应用于同一张以太网中。

  基于PBB技术的PBT与PLSB并不冲突，两者可以不冲突地共同利用一个通用数据平面。PBT与PLSB在控制平面上有所不同，在一个网络内，两者可传送不同等级服务的业务实例，相互补充。

  把PLSB引入以太网技术，这在很大程度上智能化了以太网网络，推进了以太网技术的演进。

  PLSB引入更多优势

  在网络控制平面上利用PLSB技术，不仅可通过保持简单的网络而节约成本、获得较高的网络利用率，而且也能够支持以太网OAM，从而监视并且快速定位、隔离网络或业务故障。

  ——自动发现。PLSB的引入可以大大简化业务的配置，邻居节点的自动发现、链路的自动建立更新、动态连接的创建、恢复等功能也可以通过智能的控制平面实现。

  ——组播。PLSB可以根据每个业务组播树进行计算。根据每个业务组播树进行计算的能力使得一个VPN的组播流量只发送到属于同一个VPN的站点。

  ——环路抑制。网络中必须保持的一个特性是任意两个节点之间以太网链路的对称性，这也是以太网OAM正常发挥功能所需要的前提条件之一，是PLSB检测、抑制环路所必需的。在计算最短路径的时候，SPF的计算可保证网络中节点之间的这种对称性。

  虽然PLSB依赖IS-IS来生成无环路的树，但是在网络出现故障的时候，还是有可能出现短暂的环路。STP通过阻断通路来阻止环路，但这种方式会浪费资源而且导致非最短的路径。在一个组播环境下，抑制环路的能力也会被降低。PLSB引入了一种环路抑制机制，该机制是利用网络中任何节点之间路径的双向对称性，从而简单、快速处理环路帧。

  ——PLSB与STP技术的对比。传统以太网中控制平面所采用的STP限制了以太网在运营商网络中的更广泛应用。和STP相比，PLSB并不堵塞任何端口，这样可以充分利用网络。PLSB可以充分利用每个独立节点计算得出的最短路径树，从而使网络中的选路更加高效。除此以外，PLSB在每个VPN的基础上计算独立的组播树，这样可以只把VPN内的组播流量在本VPN内的节点上复制转发。而且，IS-IS的汇聚时间比STP快，这意味着PLSB能够提供较STP更好的故障保护倒换性能。

  基于以太网技术，在城域网中部署PBB/PBT技术，同时在控制平面采用PLSB技术，能充分发挥以太网技术的诸多优势，继承对以太网已有的改进（例如端到端的基于标准的以太网OAM等），又能引入PLSB所带来的智能控制平面、较高组播效率、高链路利用率等优点。这种互补的部署模式极大拓展了以太网技术在城域网范围内的应用，为运营商提供了一种简单、可靠、有效、性价比较高的电信级以太网综合解决方案。

  但在规模日益扩大、拓扑日渐复杂的运营商城域网络内部署PBB/PBT/PLSB技术还需要注意以下两点。一是标准化问题，目前PLSB技术由IEEE802.1aq最短路径桥接工作组推进。各厂家设备之间的协议互通在很大程度上取决于标准的进展程度，这也是该技术能够得到广泛部署的重要前提条件。二是城域网络内较为复杂的拓扑、数量较多的节点设备对PLSB中所应用的链路状态协议IS-IS是一个不可忽视的挑战，不仅仅体现在扩展性方面，而且还要求IS-IS所提供的故障保护性能指标能够满足实际部署时应用业务的要求。这些还有待通过对支持该技术设备进行深入的单机、组网测试来验证。