目前,大多数运营商的内部网络仍然采用基于(虚)电路的遗留技术,如SDH、DDN、帧中继和ATM等技术,并使用这些技术提供专线业务、网络互联业务以及互联网接入业务等。这使运营商非常尴尬,并给它的发展带来较大困扰:一方面必须花费巨额开销支持和维护其内部使用不同技术的多种网络;另一方面基于不同技术的网络能够提供同样的业务,但在价格上又相互竞争。
由于运营商的客户广泛部署以太网,自然地,如果运营商网络也采用相似的以太网技术,则不但不存在两者网络的互通问题,而且能充分利用用户进行现有投资,节省运营商成本,实现杠杆运营。
除此之外,与传统的运营商网络技术相比,以太网还具有更快地按需交付服务,网络带宽浮动范围更广泛,流量控制粒度更加精细且UNI接口统一等优势。
然而由于运营商网络的任何技术转变都需要花费相当长的时间,所以在任何新技术和设备被大规模部署以前,要求待部署的技术必须具备全面的功能。从运营商的角度来看,目前的以太网技术在扩展性、可靠性、运行管理维护(OAM)以及服务质量(QoS)方面依然存在诸多缺陷。
以太网转发技术扩展
以太网数据平面的演进,即是从运营商桥(PB)到运营商骨干桥(PBB)。运营商桥在2005年12月被批准为正式标准,运营商骨干桥在2008 年6月被批准为正式标准。
IEEE 802.1ad运营商桥
运营商桥,即Q-in-Q,通过把运营商的VLAN空间与用户的VLAN空间分开,从而允许在两者网络内使用相同的VLAN标签。
PB的工作原理是:在用户的以太网帧格式内增加一个包含服务VID(S-VID)的域作为运营商的新标签,这个新标签被称为服务标签(S-TAG),而原先的用户QTAG现在被称为客户标签(C-TAG)。
这个新的S-TAG用于运营商网络内部标示服务,由位于运营商桥接网络(PBN)边缘的运营商边缘桥(PEB)添加。每个SVID标识一个不同的服务实例,该服务实例可以基于端口或C-TAG分配。如果是后者,则来自同一个客户但C-TAG不同的以太网帧将会被分配到不同的S-VLAN。
由于PB支持洪泛和MAC地址学习,它可以以一种很经济的方式提供以太网服务,如二层虚拟专用网(L2 VPN)服务。
即便如此,作为运营商级的技术,PB存在以下缺陷:
首先,PB使用S-VID指明用户以太网帧所属的服务,因此每个服务实例需要一个单独的S-VID。因为S-VID由一个12位
的标签组成,802.1ad运营商桥受到与802.1Q一样的扩展性限制,所以最多只能创建4094个服务例。
其次,PB在运营商网络和客户网络使用同样的MAC层,这样造成PBN与用户的网络看起来像是同属于一个大的网络,运营商网络的核心交换机必须为运营商网络和用户网络中的每个MAC地址维持一张转发表,这不但给它们造成显著负担,而且用户网络中发生的任何变化都会对运营商骨干网络造成影响。
另外从用户的角度来看,由于用户网络的地址信息在其网络之外可见,这会使用户产生网络安全方面的顾虑。
最后,由于PB没有把运营商网络与用户网络分开,因此当涉及到网络控制协议时,可能会产生问题。用户网络中的大部分以太网控制协议,例如桥协议,一定不能与运营商的网络设备互动,否则将导致无法预测的网络行为。
因为桥协议数据单元(BPDU)由其目的地址标识(目的MAC地址为01-80-C2-00-00-00),其本身并不带VLAN标签,并且用户网络与运营商网络的BPDU具有同样的目的MAC地址,所以PB并不能区分这两者。出于这个原因,当用于必须支持多个用户的控制协议的E-LAN服务时,PB存在严重的技术限制。
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