Многопротокольная коммутация на основе меток утвердилась в операторских магистралях как лучшее средство для передачи трафика IP с поддержкой классов услуг по защищенным туннелям. Однако поставщики операторского оборудования до сих пор не пришли к согласию в отношении того, насколько глубоко MPLS должна проникать в городские или региональные сети. В ходе долгой дискуссии была выдвинута идея использования вместо дорогостоящей MPLS облегченного варианта транспорта Ethernet — метода под названием Provider Backbone Transport.

Сетевым администраторам жилось бы проще, если бы мир был одной деревней, а все глобальные сети — одной локальной. Тогда филиалы (а нужны ли в деревне филиалы?) подключались бы при помощи испытанных подручных средств. Однако в реальной жизни стандартным протоколом стал IP, и все, что происходит в операторских сетях, связано с ним. Впрочем, маршрутизацию IP понадобилось расширить за счет дополнительных механизмов, чтобы обеспечить необходимое качество услуг (Quality of Service, QoS) и туннелирование пакетов IP.

Во всем мире многопротокольная коммутация на основе меток (Multiprotocol Label Switching, MPLS) стала основным методом передачи трафика IP по операторским магистралям: пограничные маршрутизаторы меток (Label Edge Routers, LER) снабжают пакеты специальной маркировкой (метками) для передачи данных к месту назначения по заранее проложенным коммутируемым маршрутам (Label-Switched Path, LSP) с определенным классом услуг. Туннелирование MPLS позволяет создавать виртуальные частные сети (Virtual Private Network, VPN) на третьем (IP VPN) или втором уровнях модели OSI (службы виртуальных частных локальных сетей — Virtual Private LAN Services, VPLS). Такие расширения, как быстрая ремаршрутизация MPLS (Fast ReRoute, FRR), обеспечивают высокую готовность и короткое время переключения после отказа — на конвергенцию маршрутов, как и в случае SDH, по-прежнему отводится всего 50 мс. Методы LSP Ping или LSP Traceroute облегчают управление MPLS, которое на операторском рынке сокращенно называется OAM (Operations, Administration and Maintenance — эксплуатация, администрирование и сопровождение). Преимущество IP/MPLS заключается в отсутствии обязательной поддержки отдельных сетей для передачи голоса и данных благодаря единому языку сети. Из трудоемкой затеи по усмирению гуляющих по всему миру пакетов IP извлекли пользу главным образом крупные производители маршрутизаторов, прежде всего Cisco Systems и Juniper Networks.

Растущее распространение критически важных для предприятий приложений (реального времени) и усиленно пропагандируемой услуги Triple Play (возможность передачи данных, голоса и видео по единой инфраструктуре доступа), которая в операторских кругах рассматривается в качестве ключевого источника прибыли, привело к повышению требований в отношении сервиса в городских сетях. С технической точки зрения это требует распространения механизмов контроля MPLS из ядра на городские сети — тем более, что многие операторы все еще сомневаются, справится ли протокол локальной сети, несмотря на его преобразование в Carrier Ethernet, с трафиком глобальной сети, хотя апологеты Carrier Ethernet, к примеру компания Extreme Networks, торжественно предрекают стопроцентный успех. По сравнению с классической городской сетью на базе Ethernet сеть на базе технологии MPLS выглядит более зрелым, но и более дорогим вариантом.

Летом прошлого года в спор о наиболее приемлемой архитектуре городской сети вступила компания Nortel, которая внесла оригинальное альтернативное предложение: разработанный ею и активно продвигаемый British Telecom (BT) метод под названием «транспорт трафика опорных операторских сетей» (Provider Backbone Transport, PBT) предусматривает не сглаживание слабых мест Ethernet за счет введения дополнительных протоколов, а решительное исключение проблемных аспектов. Привычное для SDH продвижение данных с ориентацией на соединение должно сделать Ethernet недорогой альтернативой MPLS для городских сетей, поскольку Nortel собирается использовать стандартное оборудование Ethernet.

ИСКЛЮЧЕНИЕ СЛАБЫХ МЕСТ ETHERNET

Коммутаторы локальных сетей передают кадры Ethernet с неизвестным получателем на все выходные порты (веерная рассылка). По ответу коммутатор определяет правильный МАС-адрес (обучение МАС). Этот подход, используемый в локальных сетях, по мнению специалистов Nortel, не подходит для городских сетей, поскольку генерирует большое количество трафика и вызывает проблемы с обеспечением безопасности. К тому же протокол связующего дерева (Spanning Tree Protocol, STP) хотя и позволяет найти альтернативный маршрут передачи в случае ошибки, слишком неэффективен для защитной коммутации — т. е. для обеспечения требуемых 50 мс на переключение после отказа. По мнению Nortel, подобные затруднения имеют место и в случае расширений STP, к примеру быстрого протокола связующего дерева (Rapid STP, RSTP), ведь главная проблема, одновременно являющаяся преимуществом классического подхода Ethernet, а именно передача без установления соединения, остается нерешенной. «Протокол связующего дерева был разработан для древовидной топологии, которая в локальной сети складывается естественным образом, но не для сложной ячеистой топологии, встречающейся в городской сети», — указывается в технологической сводке производителя.

ЦЕЛЬ — ДЕТЕРМИНИРОВАННОЕ ПОВЕДЕНИЕ

Из-за отсутствия процедуры установления соединения гарантированное качество услуг и детерминированное поведение сети реализуются в Ethernet, как и в SDH, только при очень высоких издержках. В последнее время пригодность Ethernet для операторского бизнеса повысилась благодаря стандартам IEEE 802.1ag (управление ошибками), 802.3ah (Ethernet на первой миле) и ITU Y.1731 (OAM в Ethernet). Тем временем Alcatel-Lucent предложила облегченный вариант MPLS — транспортную MPLS (Transport MPLS, T-MPLS), которая призвана проложить дорогу в городские сети. «Технология T-MPLS должна сделать сети IP/MPLS более простыми и дешевыми, а также улучшить предоставление услуг между двумя узлами («точка-точка»), — уверен Саймон Шерингтон, аналитик компании Light Reading Insider. — Процесс стандартизации продвинулся гораздо дальше, чем в случае PBT».

Рисунок 1. Как и в случае SDH, при использовании PBT управление сетью и услугами нацелено на конфигурирование маршрутов передачи данных.
Подход Nortel обращен напрямую к главной характеристике Ethernet: PBT обходит веерную рассылку и обучения МАС, а также проблемы STP — ретрансляция передается с уровня продвижения данных коммутатора городской сети на уровень управления устройством. Вместо того чтобы предоставить принятие решения о продвижении автоматическим механизмам Ethernet, PBT предусматривает конфигурацию прямых соединений явным образом. Наряду с заранее определенными маршрутами администраторы задают и резервные соединения (см. Рисунок 1). Маршруты не привязанные к услугам: по ним могут передаваться как традиционные услуги Ethernet, так и варианты для виртуальной частной сети.
Рисунок 2. PBT обходит обучение МАС и использует уровень управления коммутатором для задания идентификаторов виртуальных локальных сетей и МАС-адресов.
Коммутаторы Ethernet передают кадры в зависимости от 60-разрядного тега виртуальной локальной сети (Virtual LAN, VLAN) и МАС-адреса. Идентификатор виртуальной локальной сети (VLAN-ID, VID) и МАС-адрес являются уникальными, однако, по мнению Nortel, это вовсе не обязательное требование: если на основе МАС-адресов сконфигурировать маршрут без петель, идентификаторы виртуальных сетей могут применяться для других задач. PBT задействует эти идентификаторы для определения маршрутов к пункту назначения МАС (см. Рисунок 2). Тогда идентификатор имеет значение только для МАС-адреса пункта назначения, но поскольку МАС-адрес остается уникальным, это справедливо в отношении и 60-разрядной комбинации МАС-адреса и идентификатора локальной виртуальной сети: «Каждый кадр, как и прежде, содержит МАС-адрес отправителя, — объясняется в официальном документе Nortel. — Таким образом, PBT обеспечивает масштабирование продвижения данных в ядре в зависимости от получателя и в то же время приобретает все рабочие атрибуты прямых соединений на границе». Поскольку тег виртуальной локальной сети больше не должен быть уникальным, ограничения на масштабирование устраняются.

МОНИТОРИНГ НА ОСНОВЕ СТАНДАРТОВ ETHERNET

Для мониторинга соединений PBT рекомендован стандарт 802.1ag: на обоих маршрутах — регулярном и резервном — проводится проверка соединения (Connectivity Check, СС). Обе конечные точки соединения через равные промежутки времени отправляют кадры СС. Если три сообщения СС подряд не достигают цели, соединение расценивается как отказавшее, после чего активируется система защитного переключения. В качестве альтернативы этот защитный механизм может инициироваться сигналом тревоги в соответствии со стандартом ITU-T Y.1731. Хотя уровень управления и служит для контроля и мониторинга соединений, он не принимает участия в защитном переключении, поэтому, как утверждают в Nortel, соблюдается необходимое время переключения после отказа — 50 мс. Вместе с тем Nortel считает туннель PBT прямым конкурентом привычных в случае MPLS туннелей протокола резервирования ресурсов с формированием трафика (Resource Reservation Protocol with Traffic Engineering, RRP-TE). Подобный туннель PBT должен обеспечивать мультиплексирование любых услуг Ethernet или MPLS — Nortel задумывается еще и о таких услугах, как псевдосоединения MPLS поверх PBT.

НА ПУТИ К СТАНДАРТУ

Nortel уже подала заявку на регистрацию PBT в Институт инженеров по электротехнике и электронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE). Новый метод, судя по всему, получит статус официального проекта IEEE. В комитетах по стандартизации он рассматривается под названием «мост опорных операторских сетей с формированием трафика» (Provider Backbone Bridge with Traffic Engineering, PBB-TE). При этом ожидается, что технология PBB-TE станет дополнением к PBB (IEEE 802.1ah). Если все пойдет по сценарию Nortel, то, как объясняет Саймон Шерингтон, РВВ «смогла бы предложить сеть передачи данных «точка — множество точек» на базе Ethernet. Технология PBT отключила бы тогда часть функций PBB в некоторых сетевых коммутаторах и добавила интерфейс управления для конфигурирования двухточечных схем».

Компания British Telecom, c самого начала выступавшая в поддержку PBT, в январе 2007 г. официально выбрала концепцию Nortel в качестве основы для развертывания операторского Ethernet в рамках радикального обновления сетей под названием «Сеть XXI века» (Twenty-First Century Network, 21CN). Участие в проекте принимает и Siemens, чьи устройства SURPASS тоже поддерживают PBT. Еще осенью Nortel объявила, что одним из покупателей ее оборудования PBT стала компания Shanghai Telecom. Таким образом, PBT уверенно движется к тому, чтобы составить конкуренцию MPLS в городской сети, а когда-нибудь, возможно, и в ядре.

Несколько неожиданным оказался тот факт, что комментарии представителей известных игроков на рынке MPLS (они отвечали на вопросы редакции LANline) были неоднозначными — от выжидательных до скептических. «Я не думаю, что в долгосрочной перспективе PBT удастся стать чем-то большим, чем нишевым решением», — утверждает, к примеру, Томас Рубан, технический директор по вопросам пограничных и широкополосных технологий в регионе ЕМЕА компании Juniper Networks. По его мнению, есть только один сценарий, когда РВТ сможет проявить себя лучше MPLS, — это миграция от сетей доступа SDH к сетям доступа Ethernet. «В таком случае РВТ оказывается проще, — пояснил он, — поскольку управление системой операционной поддержки (Operations Support System, OSS) следует парадигмам SDH. Однако многие провайдеры услуг не станут предпринимать миграцию с SDH — они просто перейдут на новую версию операторского Ethernet. И через несколько лет крупных сетей SDH не останется». Его вывод таков: временной интервал, необходимый для успешного выхода PBT на рынок, ограничен.

КРИТИКА

В разрекламированное более легкое управление РВТ Рубан тоже не верит, поскольку решается лишь небольшая часть проблем, с которыми в развитой технологии MPLS уже справились: «Чтобы выполнить обещание о меньшей сложности, РВТ должна быть расширена на эти решения, в противном случае провайдерам услуг придется разбираться с PBT и MPLS одновременно, а не только с MPLS или с РВТ. Но будут ли у расширенной технологии РВТ другие преимущества, неизвестно».

Кроме того, представитель Juniper напоминает, что PBT помимо протокола охватывает и систему управления: «Реальную пользу может предложить система операционной поддержки. Но исторически сложилось так, что с наибольшей продуктивностью она функционирует лишь в сетях, оснащенных оборудованием одного производителя». Однако сейчас наблюдается тенденция перехода операторов на сети с разнообразным оборудованием (многовендорные сети).

Штефен Пробст, менеджер по развитию бизнеса компании Cisco, тоже выразился довольно сдержанно: «Пока рано говорить о том, получат ли признание PBT или T-MPLS. Оба подхода объединяет то, что, попросту говоря, интеллект перемещается из сетевых компонентов на уровень OSS. Эта модель известна по традиционным транспортным сетям SDH. Интересно увидеть, действительно ли экономия от инвестиций в сетевые компоненты и OSS окажется выше возросших затрат на формирование услуг вручную». Как он полагает, нужно еще доказать, «что системы OSS отдельных производителей отличаются лучшими возможностями взаимодействия по сравнению с тем, что было в прошлом во времена SDH». Кроме того, из-за ориентации на двухточечные соединения РВТ не подходит для реализации проектов с Triple Play.

Штефен Пробст подчеркивает, что Cisco оценивает новые технологии наравне с другими производителями и в зависимости от технического и рыночного потенциала будет решать, когда и на какой платформе станет реализовывать РВТ, и нужны ли эти усилия вообще. «Именно в случае PBT и T-MPLS особенно важно обращать внимание на бесшовное взаимодействие с имеющимися сетями MPLS», — предупреждает он. Однако и он указывает на наличие определенного потенциала: «Важный вопрос для провайдера услуг заключается в том, какую технологию он будет использовать для своих сетей агрегации — Ethernet или MPLS. Если выбор будет сделан в пользу Ethernet, PBT может стать еще одним вариантом наряду с РВВ». Что ж, обсуждение идет полным ходом.

Д-р Вильгельм Грайнер — редактор журнала LANline.


© AWi Verlag

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями