MSTP设备以太业务技术白皮书V4.0
实现的是IGMP Snooping,即IGMP协议侦听功能,完成的功能为将三层的IGMP报文转化为二层可以识别的协议,包括侦听三层的IP报文,转化为二层地址并在二层进行转发以及在交换机内部维护组播表等操作。由此可以看出,三层的IGMP包括了主动发出查询报文进行管理等功能,二层的SNOOPING包括被动的侦听、IP报文转化为mac报文、表项维护等功能。
IGMP二层组播协议解决多个用户访问同一数据源时的流量问题,能保证多媒体业务占用网络的最小带宽。以太组播能根据组成员的加入、离开而动态地创建、维护和删除组播地址表。此时,组播帧依据各自的组播地址表进行转发。
图19 点到多点IGMP动态组播
3.4 环路控制
3.4.1 弹性分组环(RPR)
弹性分组环RPR是一种MAC层协议,是为优化数据包传输而提出的,由IEEE发起并已在802.17工作组进行标准化,目的是建立传输媒质带宽公平共享的以太城域网标准;RPR技术结合了以太网带宽使用效率高、多业务接入和光网络带宽大、自愈能力强的优点,具有双环结构、空间复用机制、灵活的业务带宽颗粒、带宽动态
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共享和分配、统计复用、支持业务级别、自动识别网络拓扑结构、基于源路由的保护倒换等主要特点。
图20 RPR环路拓扑
内嵌RPR的MSTP方案在帧结构与光接口上仍然采用SDH的标准,在用户侧提供以太网接口FE/GE,通过以太网业务处理后(包括透传、二层、L2VPN等功能处理)适配到RPR MAC,利用RPR核心技术处理多级CoS、拓朴发现、环保护、公平算法和OAM管理等项功能,并通过GFP/LAPS等封装协议将RPR MAC数据映射到SDH的VC通道中,还可使用虚级联和LCAS协议提供多路径传输、带宽动态调整保护和灵活的带宽扩展,内嵌RPR方案具有对多种业务的支持,对SDH设备的无缝兼容并拥有SDH的电信级可靠性,可利用已有SDH资源保护用户投资,更可利用现有的网络建设,组成大规模复杂网络,基本不受地域和网络拓朴的限制,还可将SDH固有的多种保护机制和RPR保护机制结合一起构成业务的双重保护机制,大大提供了业务保护的可靠性。总的来说,将RPR业务在SDH上传送,其组网能力、保护能力都有很大提高,并能通过使用现有的SDH网络传输,最大限度的保护运营商的已有投资,降低运营风险。
基于SDH的MSTP补充了内嵌RPR功能后,在业务处理速度、扩展性、CoS、保护倒换时间、带宽利用率、抑制广播风暴、拓扑自动发现等多方面都具有较强的优势,特别是具有了环路带宽的公平分配机制,克服了生成树(STP)的固有缺陷,内嵌RPR作为MSTP的补充已成为MSTP以太技术的新亮点。
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3.5 封装
新型以太单板支持GFP/LAPS/HDLC三种封装协议,用户可以通过网管操作,任意选择和查询业务采用的封装协议。既适应未来网络的发展需求,易于与其它厂商的设备实现互通,又能保证与现有网络很好地兼容,对传输网络承载数据业务的发展具有良好的继承性和扩展性。 3.5.1 GFP(通用成帧规程)
数据业务通过光网络(SDH/SONET)进行传送的需求,推动了封装协议的不断发展。在ITU-T SG15的大力组织和推广下,GFP已成为MSTP设备必须支持的数据封装协议,并在标准G.7041完成了标准化。
GFP协议提供了将高层用户信息流适配到传送网络的一种通用机制,可以把变长的净负荷映射到字节同步的传送通路中。可承载的信号有: IP/PPP、Ethernet MAC、 Fiber Channel、FICON、ESCON、GE等。
GFP有两种工作模式:
? GFP-F(Frame-Mapped GFP)是一种面向PDU(如IP/PPP、Ethernet)的处
理模式;
? GFP-T(Transparent GFP)是一种面向数据编码块(如Fibre Channel、ESCON)
的处理模式。
目前各设备厂家和芯片厂家提供的均为面向帧的模式(GFP-F),其净荷指示为C2=0X1B,V5=101B,且K4的VC-1/2 Extended Signal label byte为0X0D。
较之于以往的封装协议,GFP协议具有以下这些优点: 1)先进的定帧技术;
2)支持多种信号的在字节流传送网络上的传送: ? GFP-F模式下,可以支持ETH、IP/PPP等等
? GFP-T模式下,可以支持FICON、ESCON、Fibre Channel等等; 3)支持通道共享;
4)支持点到点、点到多点链型或者环网传输;
5)提供了端到端的带内管理手段,提供控制帧/管理帧传送技术,可以实现端到端的各种管理功能,如LPT,以太网OAM等;
6)提供多种告警,方便设备的管理,如CSF等;
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7)非常强大的扩展能力,GFP帧采用变长机制,可以通过扩展头实现更强大的功能;
8)支持Data over fibre的应用;
但是GFP强大功能的提供,是以占有大量开销字节为代价的,导致封装效率低下是不可避免的。
市场应用方面,从理论上讲GFP协议功能很强大,可以支持统计复用,环形组网,但是一般厂家只讲它作为一种点到点帧封装技术使用,一方面网络层次不清,另外一方面技术应用上还不成熟。 3.5.2 HDLC(高级数据链路控制规程)
高级数据链路控制规程协议在标准RFC1662中定义,HDLC帧格式如下图所示:
1 标志字段F(0x7e)
当其他字段出现0x7e,则修改为0x7d,0x5e;当出现0x7d(转义符),则修改为0x7d,0x5d。 2 地址字段A
地址字段固定为0xff。 3 控制字段C 固定为0x03。 4 信息字段I
信息字段可以是任意的二进制比特,串长度未作限定。其上限由FCS字段或通讯节点的缓冲容量来决定,目前国际上用得较多的是1000-2000比特,而下限可以是0,即无信息字段。但是监控帧中不可有信息字段。
5 帧校验序列字段FCS
帧校验序列FCS:可以使用16bit或32bit帧校验序列,采用循环冗余校验。
HDLC的应用特点 1 应用场合
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就系统结构而言,HDLC适用于点到点或点到多点式的结构,就工作方式而言,HDLC适用于半双工或全双工,就传输方式而言,HDLC只用于同步传输,在传输速率方面考虑,HDLC常用于中高速传输。
2 传输效率
HDLC开始发送一帧后就要连续不断地发完该帧,HDLC可以同时确认几个帧,HDLC中的每个帧含有地址字段A,在多点结构中,每个从节点只接收含有本节点地址的帧。因此,主节点在选中一个从节点并与之通讯的同时,不用拆链便可以选择其他的节点通讯,即可以同时与多个节点建立链路。由于以上特点HDLC具有较高的传输效率。
3 传输可靠性
HDLC中所有的帧(包括响应帧),都有FCS,I帧按窗口序号顺序编号,传输可靠性比异步通讯高。
4 数据透明性
HDLC采用“0比特插入法”对数据进行透明传输,传输信息的比特组合模式无任何限制,处理简单。
5 信息传输格式
HDLC采用统一的帧格式来实现数据命令响应的传输,实现起来方便。 6 链路控制
HDLC利用改变一帧中的控制字段的编码格式来完成各种规定的链路操作,功能提供的是面向比特的传输功能。 3.5.3 LAPS(SDH的链路接入规程)
LAPS是HDLC的一个子集,在标准ITUT X.86中定义,它包括数据链路服务和协议规范,主要用于IP over SDH网络、Ethernet over SDH,通过LAPS建立面向字节同步的点对点链路,其帧封装格式如下图所示。
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