城域以太网技术的动态

摘　要　首先介绍城域以太网论坛（MEF）的情况，然后以MEF的内容为基础，从城域以太网的架构、服务、保护和QoS以及管理4个方面介绍城域以太网技术的新动态，最后介绍城域网以太网技术的最新进展以及未来的发展方向。

关键词　城域以太网架构成　体系结构　SLA　LND

　　1　城域以太网论坛(MEF)简介

　　城域以太网技术不仅能作为交换技术，提供各种数据业务，而且能作为一种传输技术，为城域汇聚、骨干节点之间提供高速链路。目前，它更多地作为一种传输技术广泛用于城城汇聚、骨干节点之间的互联，而不是作为交换技术使用。但是，当它作为传输技术使用时，仍存在故障自愈时间慢、缺少MAC层的性能监测及OA&M能力等缺点。

　　从技术上讲，以太网作为一种交换技术，缺少端到端的QoS保障和统一的网管能力，VLAN标签有限是造成上述状况的根本原因。设备制造商各自为战，针对城域以太网技术存在的问题，分别提出了各自的解决方案，从而导致难以实现互通。

　　为了解决上述问题，2001年6月成立了MEF。截止到2003年12月11日，它的成员数已经发展到60个，主要包括设备制造商、运营商和研究机构。MEF是一个非盈利性组织，它的宗旨是解决城域以太网技术本身存在的问题，同时实现一致性，即针对以太网技术本身存在的问题，结合各设备制造商提出的各种解决方案，提出统一的标准，进而推动城域以太网技术的应用和发展，使其不仅作为传输技术广泛应用，而且也作为交换技术广泛应用。

2　城域以太网的架构

　　为了实现各厂商设备的互通，同时提高以太网的故障隔离、操作、QoS及流量管理等方面的能力，MEF提出了独立于各种技术的城域以太网的体系结构和UNI参考点。

　　2.1　城域以太网体系的结构

　　城域以太网的体系结构独立于各种技术，它由传输层、以太网服务层以及应用服务层3层组成。各层相对独立，下层为上层提供服务，上层则使用下层提供的服务，如图1所示。传输层实现数据的传输功能，它可以采用各种技术，如以太网、SDH、ATM等；传输媒体可以为光纤、铜线等；以太网服务层实现传统的以太网MAC层功能；应用服务层提供各种业务，如语音、视频、数据业务等。

　　2.2　UNI参考点

　　为了更好地解决故障隔离、信令、统计、操作、QoS及流量管理等方面的问题，MEF提出了UNI参考点。它是MEN用户同MEN服务提供商之间交互的参考点，从功能上可以划分为数据平面、控制平面和管理平面。

　　数据平面主要实现用户数据的传输。由于通过以太网UNI的数据流基本上为802.3帧，因此数据平面主要完成以太网帧的传输、标记、流量管理等功能。

　　控制平面则提供使用UNI数据平面的方法，UNI控制平面主要实现静态服务发现和动态连接建立两个功能。静态服务发现机制在启动以太网服务之前实现设备和业务的自动配置；动态连接建立机制在启动以太网服务时实现设备和业务的自动配置。UNI控制平面提供的这两种机制，使得用户使用以太网服务时，能够实现自动配置以及服务特性的协商。

　　管理平面控制UNI数据平面和控制平面的操作，主要实现配置和QoS管理、保护和恢复以及OAM等功能。

3　城域以太网的服务

　　为了将城域以太网技术真正作为一种交换技术，提供各种数据业务，MEF从用户的角度定义了城域以太网的服务框架，并明确了服务类型。

　　3.1　服务类型

　　根据目前数据业务应用的现状，结合以太网技术本身的情况，MEF定义了E-Line和E-LAN两种服务。

　　(l)E-Line服务

　　E-Line服务指点到点的连接服务，即在两个UNI之间提供点到点的以太网连接服务。E-Line服务可以采用光纤、WDM和TDM等进行传输。

　　(2)E-LAN服务

　　E-LAN服务是指在两个或多个UNI之间提供点到多点的以太网连接服务。MEN就像一个网桥，实现单播、组播及广播流的转发。E-LAN服务也可采用光纤、WDM和TDM等进行传输。

　　3.2　服务框架

　　为了使运营商能够向用户提供不同的服务和SLA，MEF提出了城域以太网的服务框架。

　　此服务框架首先明确了服务类型(E-Line和E-LAN)，然后针对每类服务定义了它的属性。属性主要有连接类型、带宽轮廓(Bandwidth Profile)、PDU传输、物理、安全过滤和性能。每个属性又对应一个或多个参数，如连接类型属性可以有点到点和点到多点两种参数。利用此服务框架，针对每种业务，选用不同的属性或参数，运营商也可以对使用同种业务的用户提供差异化的服务。

4　城域以太网的保护和QoS

　　城域以太网的保护是指在网络发生故障时，其本身具有自愈能力。MEF针对城域以太网提出了保护模式和机制。为了向用户提供SLA及增强城域以太网的QoS能力，MEF提出了QoS功能框架，定义了为执行和维护SLA所需的QoS功能和特性。

4.1　城域以太网的保护
　　MEF提出了分层保护的体系结构，分为传输层、拓扑层、保护层和应用保护限制策略(APCP)4层，如图2所示。

　　传输层利用错误监测和数据流控机制为城域网网元提供可靠的数据传输；拓扑层的主功能是为各种拓扑结构的城域以太网提供故障保护；保护层为城域以太网提供各种保护机制；APCP实现保护级别的分类，可以为各种应用规定使用的保护级别及保护的响应时间等。

　　根据保护机制的体系结构，MEF针对保护层提出了4种实现机制，即基于OA&M的EEPP保护、基于MPLS的ALNP保护、Packet 1+1 EEPP保护和共享网状保护。

　　基于LA&M的EEPP保护是在入节点和出节点之间至少创建两条路径，一条是基本路径，一条是备份路径，然后利用OA&M协议监测路径是否可用。单个链路或节点的失效，只使用备份路径中的一段，用于端到端路径的各段保护。

　　基于MPLS的ALNP保护是使用一系列的本地tunnel保护网络中的每个节点和每条链路，它适用于任何形式的拓扑(只要拓扑对网络的资源提供备份路径)。

　　Packet l+l EEPP保护是利用MPLS在入节点和出节点之间建立两条不相交的LSP，报文在入节点处被双反馈到这两条LSP上，出节点从两个报文拷贝中选择一个。

　　共享网状保护不是为每条基本路径提供专用的保护能力，而是设置保护能力池，用于恢复发生故障的基本路径。

　　4.2　城域以太网的QoS

　　MEF根据城域以太网目前的QoS机制(Diff-Serv、IntServ、802.1q/p)的特性和提供的功能，明确定义了提供SLA所需的QoS功能，即QoS功能框架。根据网络的分层模型，此框架从上到下定义了同SLA相关的路由。带宽和拥塞方面的3类功能，并定义了每类功能包含的子功能，如图3所示。

　　5　城域以太网的管理

　　为了兼容多种技术和多个厂商的设备，实现城域以太网的统一网管，MEF提出了城域以太网的网络管理接口(EMS-NMS)。

　　EMS-NMS接口将城域以太网的管理分为对网元设备的管理和对网络的管理两个层次。将城域以太网划分为多个子网，每个EMS(网元管理系统)负责管理本子网内的网元设备，而NMS(网络管理系统)不负责管理具体的网元设备，它通过EMS-NMS接口管理EMS下的子网。由于呈现给NMS的是网络，而不是具体的网元设备，因此可将各种网络资源进行抽象，以统一的方式实现多种网络技术的管理。

　　MEF从网络的角度出发，从网络分层、子网划分、子网拓扑和网络连接4个方面对EMS-NMS接口进行了规范。

　　5.1　网络分层

　　网络分层是将网络资源逻辑地划分为不同的层次，每层负责某种特定信息的传输，每层为一个管理域（LND），如IPLND、Ethernet LND、MPLS LND、SDH LND等。上层可以使用下层的传输资源，如IP LND可以使用MPLS IND的传输资源，MPLS LND可以使用以太网LND的传输资源，以太网LND可以便用SDH LND传输资源，物理LND可以便用WDM LND的传输资源。每层LND独立管理连接、资源及网络拓扑。

　　5.2　子网划分

　　子网由其子网和链路(Link)组成，子网可递归划分为子网和链路，如图4所示。

　　运营商可利用于网划分实现多种管理规则，如运营商可以按照网管中心划分子网，每个网管中心负责一个子网，由特定的EMS管理此子网下的各种资源。

　　5.3　子网拓扑

　　子网拓扑描述LND内的子网结构。子网拓扑可抽象为子网、链路和链路终点（Link End）3个实体。子网通过Link互联，Link描述了两个子网之间的拓扑关系，它依靠低层LND的Trail提供服务。Link End描述了与接口(UNI、NNI)相关的配置信息。5.4　网络连接网络连接描述跨越LND内子网和Link的Trail。Trail的终止点为TTP（Trail Termination Point），当LND子网又被划分为子网时，此Trail连接为多个子网连接的组合。

6　结束语

　　MEF于2003年8月批准了首个以太网服务标准，即以太网服务模型第一阶段（Technical Specification MEF 1.0-Ethernet Services Model, Phase 1），它是对以太网服务功能的第一个正式定义，标志着以太网从局域网连接技术发展成为城域网和广域网服务传送技术。MEF正在制定的下一个标准是服务定义规范，该规范旨在为实施以太网服务的运营商、企业和设备厂商制定一套定义以太网服务的公用语言和术语。

　　MEF对城域以太网技术进行了创新，提出了与传统以太网截然不同的体系结构、UNI、QoS功能框架等，其目的是要将以太网技术作为交换技术和传输技术广泛应用于城域网建设。但是，目前它的研究还只停留在理论上，到现在为止还没有成熟的、可商用的产品。但可以相信，随着MEF对城域以太网技术各方面研究的不断深入以及相关产品的逐渐成熟和商用，具有可管理。能提供多种业务同时具有良好的QoS保障能力和故障保护能力的新一代城域以太网技术，必将成为各电信运营商组建宽带城域网的主流技术。
作者：李东颖    来源：中国联通网站