Еthernet уже удалось совершить прыжок из локальных сетей в глобальные и телекоммуникационные, хотя на данный момент последствия этого имеют ограниченный характер. Впрочем, все свидетельствует о том, что технология, когда-то замкнутая в пределах локальной сети, в виде операторского Ethernet (Carrier Ethernet, CE),способна сыграть главную роль в конвергентных сетях следующего поколения (Next Generation Network, NGN). Ключевые аргументы в пользу принятия СЕ провайдерами и отказа от традиционных технологий SDH/SONET и ATM аналогичны тем, которые в былые времена выдвигались применительно к локальным сетям: более простая технология по более выгодной цене. Однако в разветвленных провайдерских сетях, соединяющих порой до нескольких миллионов пользователей, находящихся на большом удалении, отчетливо проявляются слабые стороны Ethernet. Поэтому такие отраслевые объединения, как Metro Ethernet Forum (MEF), и соответствующие организации по стандартизации на протяжении многих лет совместно работают над дальнейшим развитием Ethernet. Уже существует обширный набор спецификаций для преодоления недостатков Ethernet в плане его пригодности для провайдеров на пяти уровнях: управление сервисными услугами, качество обслуживания (QoS), стандартизация услуг, а также масштабируемость и надежность в целом.
MEF, который, кстати, поддерживается «изобретателем Ethernet» и его главным пропагандистом Бобом Меткальфом, на протяжении двух лет проводит в жизнь программу по сертификации, цель которой — проверка продуктов и услуг различных производителей на совместимость и взаимодействие. Достигнутый прогресс значителен (см. Рисунок 1). Однако развитие не стоит на месте. Разнородный характер данных, перемещающихся в провайдерских транспортных сетях, требует дальнейших доработок. Это касается, к примеру, базовой архитектуры сетей со встроенными платформами для Ethernet, оптических транспортных сетей и технологий спектрального мультиплексирования (Wavelength Division Multiplexing, WDM).
Одна из самых обсуждаемых тем — превращение Ethernet, где организация соединения изначально не предполагалась, в ориентированную на соединение технологию. Обычно для этого применялись стандартные методы: кросс-коммутация VLAN (VLAN Cross-Connect, VCC) и Ethernet поверх MPLS (Ethernet over MPLS, EoMPLS). С транспортной MPLS (T-MPLS) и организацией моста между магистралями провайдеров с формированием трафика (Provider Backbone Bridging with Traffic Engineering, PBB-TE) появляются две новые упрощенные технологии. Дальнейшего улучшения требуют также контрольные узлы сети и управление уровнем сервиса.
T-MPLS ПРОТИВ PBB-TE
При подготовке ориентированного на установление соединения транспортного туннеля Ethernet выявились, в связи с активным расширением и растущей нагрузкой, серьезные недостатки существующих методов. Если у VCC это связано с техническими ограничениями, то в случае MPLS в большей степени затрагиваются административные и финансовые аспекты. Оба этих метода могут завести провайдеров в тупик, и поставщики телекоммуникационного оборудования (к примеру, Alcatel-Lucent) предложили облегченную версию MPLS, содержащую только ту часть MPLS, которая необходима для создания туннеля, ориентированного на установление соединения. Предложение, уже рассмотренное ITU и получившее название T-MPLS, обещает упростить структуру и управление по сравнению с полной версией MPLS. Как ожидается, существенно подешевеет и оборудование. Однако необходимость взаимодействия с существующими устройствами MPLS заставляет ITU вернуть в T-MPLS исходные функции MPLS. Скептики опасаются, что рано или поздно T-MPLS станет такой же сложной, громоздкой и дорогой, как и исходная технология MPLS.
По этой причине некоторые производители и провайдеры делают ставку на второй вариант, впервые предложенный компанией Nortel. Речь идет об ориентированном на установление соединения протоколе для Carrier Ethernet, который отличается масштабируемостью служб, надежностью, качеством сервиса и управлением услугами, а также поддержкой TDM. Нормированием PBB-TE (изначально Nortel назвала его транспортом для магистрали провайдера — Provider Backbone Transport, PBT) занимается комитет IEEE на основе уже имеющегося стандарта 802.1ah, призванного обеспечить масштабируемость Ethernet. Этот метод основывается на том, что пакеты Ethernet снабжаются специальным заголовком провайдера (MAC in MAC). Получающаяся в результате двухуровневая сеть теоретически имеет 248 индивидуальных провайдерских MAC-адреса.
Однако при использовании этого стандарта связь по-прежнему осуществляется без установления соединения, а значит, время отклика непредсказуемо. Технология PBB-TE позволит улучшить положение: она отключает традиционные функции без создания соединения для отдельных VLAN в устройствах Ethernet и заменяет их управляющими командами. К отключаемым функциям относятся веерная рассылка (Flooding), автоматическое заучивание MAC-адресов, а также широковещательная передача и «покрывающее дерево»
(Spanning Tree) — все они приводят к непредсказуемости. Вместо этого соединения Ethernet в квазиавтономном режиме подготавливаются к оптимальному потоку трафика, а затем автоматически активируются. Последнее достигается настройкой таблиц продвижения данных в коммутаторах Ethernet посредством системы управления сетью.
Таким образом, технология PBB-TE позволяет управлять потоками данных в крупных провайдерских сетях, гарантировать качество обслуживания и направлять специфические типы данных по специально предназначенным для этого каналам (см. Рисунок 2). Метод использует стандарт 802.1ag для защитного переключения путей (Path Protection Switching) и распределения поступающих данных по сети. В корпоративной среде PBB-TE особенно пригодна для услуг E-Line.
Трудно предсказать, какая из двух конкурирующих транспортных технологий получит признание. Вероятно, каждая завоюет свою долю рынка, о чем свидетельствуют, например, результаты сравнительного анализа обеих технологий, который компания Ericsson представила на конгрессе Metro Ethernet World Congress, состоявшемся в сентябре 2007 г. в Женеве. Согласно этим данным, каждый из методов имеет свои преимущества: PBB-TE привлекает простотой, а T-MPLS большей открытостью, но оба очень хорошо справляются с передачей пакетных протоколов.
PBB-TE представляет собой транспортную сеть с виртуальными соединениями Ethernet из точки в точку, в то время как T-MPLS — это ориентированный на установление соединений пакетный транспортный уровень данных, предлагающий, в первую очередь, соединения из точки в точку между различными сетями второго уровня. Обе технологии соответствуют стандартам провайдерских услуг Ethernet. Небольшое преимущество T-MPLS состоит в том, что ее стандартизация продвинулась чуть дальше. Владельцы сетей, предпочитающие Ethernet, могут использовать PBB-TE совместно с WDM/OTN. Тем, кто сделал ставку на IP/MPLS, проще оптимизировать работу сети с помощью T-MPLS.
Metro Ethernet World Congress доказал «на реальном объекте», что взаимодействие различных технологий и производителей перестало быть иллюзией. В большом испытательном центре под руководством EANTC производители Alcatel-Lucent, Ceragon, Ciena, Cisco, Extreme, Gridpoint, Hammerhead, Huawei, Juniper, Nokia Siemens Networks, Nortel, RAD Data Communications, Telelabs, World Wide Packets и ряд других представили общую метросеть, созданную с помощью 65 продуктов на основе PBB-TE или PBT, T-MPLS и MPLS.
В октябре на берлинском Broadband World Forum был реализован аналогичный сценарий, правда, список производителей несколько отличался. Похоже, начинают активизироваться и провайдеры. Наверняка, лучший пример — проект сети XXI века (21st Century Network) от BT. Здесь начинали с решений PBB-TE от Nortel, позднее к проекту присоединились и другие производители, в частности, Huawei.
Еще в июне Nortel выдвинула «инициативу по созданию экосистем Carrier Ethernet» (Carrier Ethernet Ecosystem Initiative). Среди прочего она нацелена на упрощение реализации инфраструктуры операторского Ethernet и проверку уровня взаимодействия различных производителей. Становится очевидным, что Carrier Ethernet явно «жмет на газ».
Штефан Мучлер — ведущий корреспондент LANline.
© AWi Verlag
Современные тенденции развития Fixed-Mobile Convergence
Наряду со слиянием локальных и глобальных сетей (пример: Carrier Ethernet), речи и данных (посредством технологий IP), конвергенция сетей фиксированной и мобильной связи является сегодня одной из самых важных тенденций, с которыми приходится сталкиваться провайдерам. На самом деле, при планировании своих услуг им следует учитывать все три аспекта конвергенции в более-менее равной степени, ведь речь идет о трансформации проводных и беспроводных сетей в сквозную архитектуру IP с мультимедийными службами по широкополосным соединениям.
Конвергенция фиксированной и мобильной сети (Fixed-Mobile Convergence, FMC) затрагивает, с одной стороны, сети доступа, с другой — магистральные сети провайдеров. В области доступа FMC стала уже многоликой: она проникла как в классические технологии сотовой связи (GSM/GPRS/EDGE и UMTS/HSxPA), так и в WiMAX и WLAN. В виде провайдерской WLAN беспроводная технология локальных сетей пытается повторить успех Ethernet при помощи Carrier Ethernet. В некоторых странах целые мегаполисы покрыты провайдерской инфраструктурой WLAN, как, например, Москва.
Неважно, посредством какой радиотехнологии осуществляется мобильный доступ, в любом случае он приводит к значительному росту нагрузки на провайдерские магистрали. Чтобы справиться с ней, придется использовать беспроводные технологии и на уровне обратного транзита (Backhaul). Предназначавшийся для решения данной задачи беспроводной Ethernet пока еще не играет особой роли в этом сценарии. Однако, согласно прогнозам аналитиков из Infonetics Research, к 2010 г. на его долю придется 36% всего рынка обратного транзита. Тем временем производители уже предлагают новые продукты. Так, к примеру, Ceragon представила на Carrier Ethernet World Congress в Женеве соответствующее решение FibeAir IP-Max2 (см. также Рисунок 3).
Однако настоящая конвергенция осуществляется на сервисной платформе IP для провайдеров, более известной как мультимедийная подсистема IP (IP Multimedia Subsystem, IMS). На ее основе владельцы сетей могут предложить такие функции FMC, как бесшовные переходы между различными сетями, базирующиеся на Internet видео- и телефонные услуги, а также проведение мультимедийных конференций и использование службы моментальных сообщений (Instant Messaging, IM). Последний Broadband World Forum (BBWF) в Берлине показал, что многие производители уже активно работают в этом направлении.
Штефан Мучлер