Чем очевиднее в качестве приоритетной технологии для сетевых операторов выкристаллизовывается MPLS, тем отчетливее проявляется разница между традиционными телекоммуникациями и методами на базе IP без установления соединения. Вопросы управляемости оказываются в центре внимания на пути к конвергентной операторской сети.

Многопротокольная коммутация меток (Multi-Protocol Label Switching, MPLS) стала первой технологией, применение которой реально позволяет провайдерам услуг построить конвергентную сеть. Она оказалась идеальным кандидатом в силу того, что, с одной стороны, достаточно просто сосуществует с сетями IP, а с другой — весьма схожа с асинхронным режимом передачи данных (Asynchronous Transfer Mode, ATM) и прочими службами на базе коммутации каналов. Емкие сети IP способны не только обеспечить экспоненциальный рост Internet, но и благодаря MPLS предоставлять услуги с коммутацией каналов.

Особенно заметна роль MPLS в IETF. Этот комитет ставит своей целью дальнейшее развитие сети Internet и обеспечение ее бесперебойной работы. Поэтому IETF разработал и улучшил методы, с помощью которых по общей сети MPLS/IP можно транспортировать множество услуг. Рабочая группа IETF по сквозной эмуляции псевдокабеля (PseudoWire Edge to Edge Emulation, PWE3) определяет пути реализации frame relay, АТМ и даже мультиплексной передачи с временным разделением каналов (Time-Division Multiplexing, TDM, так как он используется при передаче голосового трафика) на базе MPLS (см. врезку «PW и VPLS»). Критичный для предприятия трафик передается по каналам виртуальной частной сети BGP/MPLS (Border Gateway Protocol, BGP — пограничный межсетевой протокол) на третьем уровне модели OSI, а также службы виртуальных частных локальных сетей (Virtual Private LAN Services, VPLS) на втором уровне. Эти методы доказывают, что сети IP могут взять на себя предоставление служб на базе каналов, которым предприятия традиционно доверяли критичный голосовой трафик и трафик данных.

Однако чтобы перевести службы на базе каналов в сети IP, необходимо преодолеть ряд препятствий. Обычно управление службами с коммутацией каналов очень строго регламентируется органами стандартизации. Управление сетью IP, напротив, издавна осуществлялось путем устранения ошибок задним числом, часто при помощи инструментов собственной разработки, которые постепенно развились до программ удаленного управления. С появлением каналов MPLS управление ими становится горячо обсуждаемой темой между защитниками традиционных телекоммуникаций и сторонниками IP.

УПРАВЛЕНИЕ IP

Конвергентная сеть формируется в рамках существующих сетей IP. Теперь они берут на себя и оказание услуг на базе коммутации каналов и MPLS. Иными словами, MPLS расширяет существующую сеть IP и использует те же самые методы управления. Управление IP базируется на таких компонентах, как конфигурация через интерфейс командной строки (Command Line Interface, CLI), управление производительностью и емкостью, диагностирование и устранение ошибок. Управление конфигураций основано на CLI, доступе через telnet и Secure Shell (SSH), а также автономных инструментах и сценариях. Мониторинг в целях управления производительностью и емкостью происходит путем опроса маршрутизатора и его интерфейсов посредством простого протокола сетевого управления (Simple Network Management Protocol, SNMP). Статистика на базе потоков данных предоставляет информацию о содержимом трафика. Что касается устранения ошибок в традиционных сетях IP, то об отказах администратор узнает, как правило, от пользователей. Для диагностики и устранения ошибок применяются эхозапрос, трассировка или выдержки из таблиц маршрутизации.

Рисунок 1.

Эти методы управления представляются несколько грубыми и незрелыми. Однако для трафика Internet, т. е. для трафика без построения соединения, их вполне достаточно и по сей день. Internet издавна отличалась длительными периодами отключений и потерей связи с адресатом. Контролировать соединения и согласованность маршрутов и поддерживать их функционирование очень сложно. К тому же управление службами Internet менее необходимо, чем управление голосовыми службами, и по своей природе имеет скорее реактивный характер. С появлением ориентированных на каналы служб на базе MPLS перед операторами сетей встал вопрос, в какой мере применяемые в чистых сетях IP технологии управления способны справиться с не свойственной им задачей. Миграция АТМ, frame relay и критичных для предприятия приложений в конвергентную сеть требует лучших и более эффективных инструментов управления, дабы удовлетворить требованиям конвергентных услуг к качеству.

УПРАВЛЕНИЕ КОНВЕРГЕНЦИЕЙ

Управление услугами Internet всегда адаптировалось к новым запросам. Нет причины полагать, что оно не сможет развиваться дальше, чтобы соответствовать потребностям конвергентных услуг. Для миграции служб на базе каналов в сети MPLS необходимо улучшение управления в двух основных областях: управление маршрутами и эксплуатация, администрирование и обслуживание (Operations, Administration and Maintenance, OAM).

В первом случае производители маршрутизаторов традиционно проектировали свои устройства таким образом, что их возможности всегда опережали растущее число мировых маршрутов Internet. До сих пор поддержка приблизительно 130 тыс. маршрутов не представляла проблемы. Однако все чаще провайдеры услуг обращаются к таким технологиям, как виртуальные частные сети третьего уровня в соответствии со стандартом RFC2547bis, VPLS, а также распознавание туннелей второго уровня на базе протокола BGP. Последний протокол, несомненно, применяется гораздо шире по сравнению с типичными маршрутами Internet. По некоторым оценкам, RFC 2547 используется на 10 млн маршрутов, т. е. устройствам придется управлять огромным объемом дополнительной информации о маршрутизации, проверять ее на согласованность и передавать дальше. Уже это обстоятельство требует новых разработок в области управления маршрутами.

Для задач OAM службы на базе каналов обладают, как правило, зрелыми функциями для обнаружения отказов и разрывов линий. Такие инструменты позволяют проводить как мониторинг каналов клиентов, так и ускоренную диагностику и устранение ошибок. К счастью, вновь разрабатываемые методы обеспечивают более простое управление и повышенную устойчивость к ошибкам при управлении IP.

В настоящий момент в центре внимания находится улучшение масштабируемости и управления маршрутизацией. Процессоры маршрутизации в конвергентных сетях должны превратиться в отказоустойчивые высокопроизводительные схемы — с намного более полными функциями для управления маршрутизацией. Они станут играть все более важную роль при управлении маршрутами и информацией о соединениях. Каким-то определенным числом маршрутов, управление которыми осуществляется при помощи протоколов маршрутизации, дело не ограничится. Сетевые операторы должны будут одновременно рассматривать несколько наборов маршрутов VPN, Internet, а также ассоциированную с виртуальными частными сетями второго уровня информацию BGP — и управлять всеми одновременно.

Во избежание этого кошмара операторы, по всей видимости, начнут строить архитектуры маршрутизации на базе отдельных процессоров маршрутов (рефлекторы маршрутов, серверы маршрутов): они введут архитектуру маршрутизации по внешнему каналу и плоскости управления. Такие архитектуры будут базироваться на автономных процессорах маршрутизации. Последние, в свою очередь, станут выполнять протокольные вычисления для маршрутизаторов, и их обязательно отделят от передачи пакетов данных через магистральный коммутатор IP/MPLS. Преимущество подобной архитектуры в том, что она лучше масштабируется и несет с собой преимущества открытой операционной системы и открытых интерфейсов. Таким образом, системы управления сетевых операторов смогут запрашивать информацию о маршрутизации и формировании услуг для проверки согласованности и целостности.

ПОВЫШЕННЫЙ СПРОС НА ОАМ

После того как IETF довольно долго игнорировала OAM при коммутации пакетов, на эти функции обратили внимание специалисты из мира коммутации каналов: исследовательская группа 13 международного союза телекоммуникаций (International Telecommunications Union, ITU) уделила им внимание в спецификациях Y.1710 и Y.1711 (см. врезку «Разделение труда»), где определяется, как дополнить сети MPLS возможностями ОАМ. В качестве предлагаемых средств предусматриваются случайные выборки для распознания ошибок, проверки соединения и мониторинг виртуальных соединений в пределах маршрутов с коммутацией меток (Label-Switched Paths, LSP) MPLS.

К сожалению, производители не спешат с реализацией этих спецификаций. Возможно, причина нерешительности — в происхождении современных устройств MPLS для конвергентных сетей из мира маршрутизаторов с коммутацией пакетов. Однако недавно IETF отреагировала типичным для себя образом и занялась совершенствованием существующих протоколов. В данный момент группа готовит спецификацию эхозондирования и трассировки LSP, проверки виртуальных соединений, а также самотестирования маршрутизатора с коммутацией меток (Label Switched Router, LSR) для распознавания ошибок в функциях продвижения каналов. Можно ожидать, что новые спецификации воспроизведут спецификации ITU и одновременно сделают типичные для каналов функции управления более приемлемыми для коммутации пакетов.

ПЕРСПЕКТИВЫ

Операторы все чаще переносят услуги с коммутацией каналов в сети IP/MPLS, вследствие чего можно надеяться на улучшение управления этими каналами. Сети IP, призванные транспортировать такие каналы, должны перенять некоторые методы управления традиционных сетей. Смычка между методами коммутации каналов и пакетов не оставит ни победителей, ни проигравших, а всего лишь позволит навести мост через граничную область: инструменты не могут не измениться.

Эрик Брендель — главный сетевой архитектор компании Chiaro Networks. С ним можно связаться по адресу: wg@lanline.awi.de.


? AWi Verlag

PW и MPLS

Главная задача рабочей группы IETF по сквозной эмуляции псевдоканалов (Pseudo-Wire Edge to Edge Emulation, PWE3) — определение механизмов, чтобы сеть с коммутацией пакетов могла предоставлять сквозные услуги — «из конца в конец» — с эмуляцией канала. Работа группы охватывает вопросы инкапсуляции и формирования псевдоканалов по MPLS — они должны быть многопротокольными, т. е.

осуществлять передачу трафика Ethernet, равно как и АТМ, ретрансляции кадров, Sonet/SDH или TDM. Метод «точка — много точек» службы виртуальных частных сетей (Virtual Private LAN Services, VPLS) обеспечит поддержку ячеистых служб Ethernet в операторских сетях и выведет коммутацию в локальных сетях на операторский уровень. С логической точки зрения целью — в известной мере — является гигантский коммутатор второго уровня для сети MPLS. Группа IETF пока еще не пришла к единому мнению по вопросам сигнализации.


Разделение труда

Множество органов стандартизации занимаются теми или иными аспектами проекта приспособления Ethernet для использования в операторских сетях путем расширения стандартов. В процессе активное участие принимают следующие органы:

  • IEEE: аспекты связности — мосты между провайдерами (802.1ad), управление соединениями и Ethernet OAM (802.1ag);
  • IETF: службы Ethernet с точки зрения передачи данных, виртуальные частные сети второго уровня, PWE3 и VPLS;
  • ITU-T: архитектура сетей и услуг Ethernet в транспортной перспективе, сквозные методы ОАМ. Исследовательская группа 13 занимается многопротокольными и IP-сетями, а также их совместной работой; группа 15 — сетями доступа и передачей по оптическому волокну;
  • Metro Ethernet Forum (MEF): службы Ethernet с пользовательской точки зрения — E-Line («точка—точка») и E-LAN («точка—много точек»), определение интерфейсов и формирование трафика.

Организации по стандартизации действуют параллельно, частично области их ответственности пересекаются. Однако нередко в них заседают представители одних и тех же игроков отрасли, что, по мнению участников рабочих групп, помогает предотвратить очередное изобретение колеса.

Вильгельм Грайнер

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями