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传输技术
PTN网络中多段伪线的场景应用分析
文章来源:本站原创  发布时间:2014-10-28  浏览次数:929
作者:程万金
(辽宁移动通信有限公司本溪分公司  117000)
摘要:PTN网络中单段伪线(SS-PW)和多段伪线(MS-PW)在功能上差异,使其适合不同的应用场景。本文主要通过对多段伪线(MS-PW)的关键技术分析,从而介绍其在不同场景的应用。
关键词:多段伪线  应用场景
1  概述
      随着IP业务的发展,传统业务IP化以及天生具有IP血统的新业务已蓬勃发展起来,融合了分组技术及同步数字体系(SDH)技术优势的分组传送网(PTN)技术,更适合多业务的承载和交换,满足灵活的组网调度和多业务传送,可以提供网络保护功能。
      分组传输网络(PTN)中的业务仿真机制是在隧道中建立与维护伪线(PW),使用PW封装和传送业务数据,并尽可能真实的保持业务本身具有的属性和特点。
      不同的客户业务由不同的伪线承载。单段伪线(SS-PW)是指T-PE1 与T-PE2 之间直接建立一条PW,不需要PW Label 层面的标签交换。单段伪线无法实现多个LSP所承载的PW的汇聚,从而对PTN设备的LSP容量提出了很高的要求。另外只能采用端到端的LSP保护,无法应对多点故障。多段伪线(MS-PW)是指U-PE 与U-PE 之间存在分段的多条PW。多段中的U-PE 和单段中的U-PE 转发机制相同,只是多段PW 需要通过PW 交换设备S-PE 将两侧的单段PW 连接起来,并在S-PE 处完成PW 层面的标签交换。多段伪线与单段伪线相比两个PE之间多了一个或多个S-PE,S-PE的数量没有限制,可以任意多段。多段的连接不直接在PE1与PE2之间建立,而是通过S-PE交换转接在一起。多段伪线的引入,克服了单段伪线的不足,提高了PTN网络的可扩展性。
2  多段伪线的关键技术
      第一. 支持多种PW交换建立模型
      MS-PW的交换PW建立有三种形式:动动交换,静静交换,静动混合交换。静静交换指S-PE 两侧的PW 都是静态PW,伪线段建立机制采用静态配置的方式。动动交换指交换节点(S-PE)两侧的PW 通过信令协议建立。动动交换PW 中,远端标签会通过信令从两个相邻的端点(U-PE 或者S-PE)发送到该S-PE 节点。静动混合是指S-PE 两侧PW 中,一侧通过信令协议建立PW,另一侧通过静态配置PW。其中静态PW或者动态PW也可能是多段,但不包括静态PW和动态PW交错出现的情况。 
      第二. 兼容多动控制平面协议
      在大型层次化网络或者跨域/跨运营商网络中,可能存在多种L2VPN建设方案,导致每段伪线的信令协议和封装方式都不同,这种情况下两个U-PE之间不可能使用SS-PW进行连接,只能通过MS-PW实现不同信令协议之间的互操作。
      MS-PW兼容MPLS/MPLS-TP/L2TPv3等多重控制平面信令交互,实现跨域/跨平面/跨运营商网络融合
      第三. 实现多重OAM机制
      端到端的OAM检测以及对伪线当前状态的监测是多段伪线实现保护倒换的基础。在多段伪线应用场景中,要求能够跨越S-PE节点实现端到端的连通性检测,并且能够trace多个伪线段的路径。MS-PW实现VCCV/BFD/TP1731 for MS-PW扩展等多重OAM机制,支持MS-PW故障状态的逐级映射传递和清除,支撑全路径状态监测&保护,通过VCCV/BFD/TP1731对本地和远端的PE 之间的PW 链路进行快速故障检测,以支持PWE3保护切换,减少链路故障给业务带来的影响。
      第四. Dhi PW三点桥技术
      Dhi PW三点桥技术隔离网络侧与AC侧故障,即AC侧故障不会引起网络侧切换,网络侧故障也不会引起AC切换。遏制网络动荡,保持网络稳定。
      第五. 全连接PW 1:1冗余部署&AC跨机架冗余技术
      在MS-PW全连接冗余场景中,在U-PE、S-PE节点上全面部署PW 1:1保护组,结合AC冗余技术MC-APS/MCLAG实现MS-PW上端到端业务的保护。MS-PW全连接冗余保护方案可适用于跨域、跨运营商或不同厂家设备业务对接。解除了多点故障同时发生时需要部署复杂的叠加保护手段的困扰,比如常见的相交环的异侧断纤现象。
      第六. MS-PW动态控制平面
      全动态多段伪线应用模式下,MS-PW信令过程依靠于查询”PW路由表”的方式,逐跳寻址确定多段伪线需要经过的S-PE节点,在两个 U-PEs间自动建立MS-PW。这种自动选路方式建立的多段伪线使得多段伪线具有路径自愈功能,从而,对上层承载的端到端业务流量具有天生的保护机制,不易发生业务中断。同时最大程度减少静态配置和人工运维工作量,简化运维机制。
3  多段伪线的应用环境
      多段伪线主要应用于以下场景:
(1)跨域场景。
(2)源PE和目的PE上的信令不同。
(3)接入设备可以运行MPLS,但又没有能力建立大量LDP 会话,即无法实现LDP session的Full Mesh。
(4)不同类型PSN网络之间的PE节点,利用SS-PW无法完成端到端业务仿真,需要应用到MS-PW。
(5)有异侧断纤隧道保护以及减少隧道数量需求的场景下,建议应用MS-PW。
3.1 场景1:单归相切环,见图1

图1  单环相切环场景示意图
      配置简述:
      如图6所示,UPE和SPE配置MS-PW,接入环和汇聚环配置隧道保护,可以配置为tunnel 1:1或者wrapping保护,只需要配置tunnel OAM或者TMS OAM 。
      此MS-PW方案对汇聚点UPE-2减少了隧道的配置,对于线性保护相当于把UPE-2的OAM数量的压力分担到了各个SPE上。
      保护倒换与回切说明:
1.保护倒换
(1)故障1发生,接入环部分独立进行隧道保护倒换。
(2)故障2发生,汇聚换部分独立进行隧道保护倒换。
2.保护回切
(1)故障1消失,接入环部分独立进行隧道WTR回切。
(2)故障2发生,汇聚环部分独立进行隧道WTR回切。
 3.2 场景2:双归相切环,见图2

图2  双归相切环场景示意图
      配置简述:
      如图7所示,UPE和SPE配置MS-PW,SPE-1上配置MS-PW的FRR保护组。接入环和汇聚环为伪线配置隧道保护组,可以配置为tunnel 1:1或者wrapping保护,OAM需要 配置tunnel  CC/CV或者TMSCC/CV。在UPE-2与UPE-3使能PW OAM MAPPING(CSF)。
      保护倒换与回切说明:
1.保护倒换
(1)故障1发生,接入环部分独立进行隧道保护倒换。
(2)故障2发生,汇聚环部分独立进行隧道保护倒换,伪线不进行倒换
(3)故障3发生,汇聚环部分进行MS-PW FRR切换(隧道故障繁殖AIS)
(4)故障4发生,汇聚环部分进行MS-PW FRR切换(通过PW CSF)
2.保护回切
(1)故障1消失,接入环部分独立进行隧道WTR回切。
(2)故障2消失,汇聚环部分独立进行隧道WTR回切。
(3)故障3消失,汇聚环部分进行MS-PW FRR回切,支持立即回切或者永不回切。
(4)故障4消失,汇聚环部分进行MS-PW FRR回切,支持立即回切或者永不回切。
3.3 场景3:单归相交环,见图3

图3  单归相交环场景示意图
      配置简述:
      如图8所示,UPE和SPE配置MS-PW,其中UPE1和UPE-2配置PW FRR保护组。接入环和汇聚环伪线配置隧道保组,可以配置为tunnel 1:1或者wrapping保护。OAM需要配置tunnel  CC/CV 或者TMS CC/CV,其中 PW FRR配置为单发双收方式。
      保护倒换与回切说明:
1.保护倒换
(1)故障1发生,接入环部分独立进行隧道保护倒换。
(2)故障2发生,接入环部分,UPE-1进行PW FRR保护倒换汇聚环部分,UPE-2进行PW-FRR保护倒换
(3)故障3发生,汇聚环独立进行隧道保护倒换。
2.保护回切
(1)故障1消失,接入环部分独立进行隧道WTR回切。
(2)故障2消失,接入环部分,UPE-1进行PW FRR WTR回切汇聚环部分,UPE-2进行PW-FRR STR回切
(3)故障3消失,汇聚环部分进行独立进行隧道WTR回切。
4  多段伪线(MS-PW)保护倒换部署说明
MS-PW的保护主要考虑异侧断纤故障以及SPE节点掉电的情况。如图4所示:

图4  MS-PW单归和双归两种场景的保护示例图
      为了保护上图所示的几种故障,采用下述部署方式:
1.故障1,故障2
      MS-PW部署说明:异侧断纤这种场景均由隧道层面的OAM/BFD检测来触发隧道层次的倒换。
2.故障3:SPE掉电
(1)业务单归至RNC
      MS-PW部署说明:考虑部署PE1和PE2之间的PW-FRR,备PW经过PE4到达PE2;PW-FRR同时在PE1,PE2配置为返回式;PW-CV/BFD设置为10ms,且PW-FRR设置迟滞100ms;TMP-CV/TE-LSP BFD仍为3.3ms;动态MS-PW采用跨跳BFD;静态MS-PW采用UPE 至UPE的TMC-OAM。
(2)业务双归至RNC
      MS-PW部署说明:当前需要使用到PE2和PE3的DNI-LAG,SPE掉电后,PE1将流量切换至PE3,PE3再桥接至PE2上行至RNC。
4.1 MS-PW BFD/OAM 管理
      MS-PW 在配置为动态的情况下,一般配置BFD作为检测机制。在静态的情况下,则配置OAM作为检测机制。
      MS-PW在单归的场景下,都能实现端到端的BFD/OAM 的管理,此时两端UPE均作为MEP节点,SPE则作为MIP节点。下文会详细介绍该场景下OAM的配置和操作。
      MS-PW在双归的场景下,由于需要SPE对故障感知并进行倒换。因此SPE无法作为MIP节点,只能分段配置和管理BFD/OAM。
4.2 MS-PW BFD/OAM 与SS-PW BFD/OAM对比
      MS-PW BFD/OAM的配置和管理与SS-PW BFD/OAM的配置和管理比较分析如下:
1.动态PW
(1)SS-PW:PW BFD,参数设置:针对PW-FRR场景需要进行动态PW的检测,需要设定远端宿IP,该地址一般就为跨跳LDP建链的BFD地址。
(2)MS-PW:多跳PW BFD,参数设置:针对MS-PW场景的PW设置,比普通的BFD多了跳数的设置;类似TMC-OAM场景的CV穿通。
(3)LDP 跨跳 BFD,参数设置:针对跨跳LDP协议(PW协商分配标签),目前较少使用。
2.静态PW
(1)SS-PW:TMC-OAM,参数设置:和常见TMP-OAM规划场景相同;在进行FRR设置时仍需要关联CSF,TMC-CV的将被其服务层TMP LM作为客户层收发包统计的一个参考。
(2)MS-PW:TMC-OAM,参数设置:和SS-PW OAM的差别在于在SPE节点上可设置MIP,进行LT/LB的查询。
5  总结
      PTN技术是目前传送技术发展的高峰,其业务配置、业务保护、单段伪线、多段伪线在不同场景的使用需因其不同要求而定。PTN技术将会大规模应用到各个行业的各个领域中,PTN的设备形态也许会更加多样化。而作为PTN技术中关键之一的PW技术起着承上启下的作用,PTN未来技术的发展和更新与PW技术是密不可分的。
参考文献
[1] 《ZXCTN MS-PW原理及配置指导手册_R1.0》 中兴通讯股份有限公司
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