PTN培训资料.ppt
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1、PTN培训资料,二0一一年七月二十九日,纲要,PTN概述PTN关键技术PTN组网应用,PTN 概述,PTN发展背景PTN概念PTN技术特点,ALL IP业务网发展趋势,传统业务PSTN在全球范围内升级为 NGN,实现VOIP2G等传统基站也在一些发达运营商中开始IP化大客户专线业务IP化份额也越来越大,二层VPN业务盛行,传统业务向IP转型,新型业务天然IP血统,新型业务3G/WiMAX等移动核心网、Backhaul 在R5版本全面实现IP化IPTV等视频业务是天然的IP业务Ethernet 商业应用和IP化存储类业务,业务IP化的主要驱动力:统一网络协议,简化网络层次,降低TCO 便于提供各
2、种类型的新业务,实现综合业务运营,VoIP&Internet,大客户专线,IPTV,3G,2G,QoS能力不足缺乏快速可靠的网络保护和OAM故障检测机制。无法实现时钟的同步传送。难以提供多业务的接口,尤其是TDM接口,IP核心骨干网,SR,SR,无连接的业务路径,延时、抖动、丢包率无法保证,缺乏有效的保护方案、STP/RSTP收敛时间无法满足电信级要求,缺乏有效的维护手段,网络监控困难,以太网在电信级保护、多业务承载、QOS、OAM、网络管理等方面存在较明显的缺陷,无法满足ALL IP情况下业务统一承载的要求,Core,Access,以太网承载IP化业务的适应性分析,传统路由器承载IP化业务的
3、适应性分析,传统路由器对TDM/ATM等传统业务的支持能力仍然较弱。缺乏足够的OAM手段,难以满足传送网电信级要求。缺乏对于时间同步的充分支持。,CORE,Metro,SR,SR,NodeB,Routers,IP核心骨干网,设备对于传统TDM、ATM业务支持能力有限,传统路由器时间同步由NTP技术实现,同步精度在ms级别,IP/MPLS协议定义OAM功能简单,不支持分层的OAM,MSTP承载IP化业务的适应性分析,MSTP出现最初就是为了解决IP业务在传送网的承载问题,遗憾的是这种改进不彻底,采用刚性管道承载分组业务,汇聚比受限,统计复用效率不高。,MSTP承载IP化业务的适应性分析,MSTP
4、出现最初就是为了解决IP业务在传送网的承载问题,遗憾的是这种改进不彻底:汇聚能力差、统计复用效率不高 扩展能力不强 颗粒固定,带宽浪费严重 难以提供强大的组播处理能力,扩展性,视频服务器,视频服务器,为什么需要PTN,E1,Why not SDH/MSTP,SDH VC,E1,E1,E1,非常适合承载传统业务,比如语音,可靠性强,优异的服务质量(极低的延迟,丢包,抖动),低的统计复用,Why not Switch,成本低,设备构架简单,基本交换构架,可靠性,扩展性都较弱,网络保护方案薄弱,生成树的收敛时间为秒级,缺少时钟解决方案,极高的性能与带宽,Why not Router,强大的业务控制与
5、路由管理能力,强的业务扩展性与丰富的IP/MPLS特性,业务的扩展性和带宽的扩展性较弱,缺乏面向连接的特征,可维护性,可管理性导致难以构架健壮的网络,多业务能力弱,缺少端到端的解决方案,面向连接与成熟的时钟传送,非常成熟,适合简单场景与业务的承载,缺少网络的监控与管理能力OAM,较高的扩容成本,不是面向未来的技术选择,设备成本较高,丰富的业务接口,相比交换机,性能较弱,缺少硬件的OAM监控,尤其对于移动业务承载,没有全网的监控手段,端到端的能力弱,比如缺少PWE3机制,业务路由器复杂而丰富的业务功能在移动传送网很少用到,缺少时钟解决方案,高可靠性,服务质量,面向连接,时钟同步,低成本,高性能,
6、IP/MPLS IPv6,丰富的接口,IPTN,面向IP化的分组传送技术 PTN应运而生,分组传送网络PTN,PTN,PTN,分组技术(MPLS/增强以太网),SDH传输体验,PTN(分组传送网),L2/L3分组转发技术,统计复用与QoS,部署灵活,E2E业务提供与管理,精确时钟同步,OAM与保护,PTN(Packet Transport Network)是一种以分组作为传送单位,承载电信级以太网业务为主,兼容TDM、ATM和FC等业务的综合传送技术。PTN技术基于分组的架构,继承了MSTP的理念,融合了Ethernet和MPLS的优点,成为下一代分组承载的技术选择。,PTN 概述,PTN发展
7、背景PTN概念PTN技术特点,PTN概念,PTN(Package Transport Network)分组传送网PTN支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道,具有适合各种粗细颗粒业务、端到端的组网能力,提供了更加适合于IP业务特性的“柔性”传输管道;点对点连接通道的保护切换可以在50毫秒内完成,可以实现传输级别的业务保护和恢复;继承了SDH技术的操作、管理和维护机制,具有点对点连接的完整OAM,保证网络具备保护切换、错误检测和通道监控能力;完成了与IP/MPLS多种方式的互连互通,无缝承载核心 IP业务;网管系统可以控制连接信道的建立和设置,实现了业务QoS的区分和保证,灵活提供SLA等
8、优点,PTN 概述,PTN发展背景PTN概念PTN技术特点,TDMATMPOS,TDMIMA/ATMMLPPP(E1),PTN Network,POC3,POC1,ATM,ETH,TDM,ETH,ATM,TDM,ETH,ATM,ATM,ETH,PWE3 Tunnel,PWE3 提供PTN 三大业务TDM,ATM/IMA,ETH的统一承载,建立端到端的PW伪连接;构建L2VPN网络网络侧可通过MPLS Tunnle和IP Tunnel,GRE Tunnel实现报文的透明传输;利用TE技术实现流量的规划和QoS保障;对于MPLS Tunnel,实现端到端的OAM检测和11 LSP保护。PTN支持点
9、对点以太专线,多点对多点的以太专网和多点对点的以太汇聚;TDM:支持结构化CES业务和非结构化CES业务,可实现64kbps 空闲时隙的压缩;ATM/IMA:支持N:1和1:1的VPC和VCC连接,支持VPI/VCI交换和空闲ATM信元去除;,BSC,RNC,PTN多业务承载方式,PTN技术特点-提供端到端的区分服务,PE,PE,P,P,RNC,网络入口:识别用户业务,进行接入控制,将业务的优先级映射到隧道的优先级转发节点:根据隧道优先级进行调度网络出口:弹出隧道层标签,还原业务自身携带的QOS信息,高精度时钟同步技术支撑传送网络分组化,BSC/RNC,SGSN,MGW,MSC,FE,aGW,
10、MME,PTN接入环,1PPS+TOD,PTN接入环,PTN汇聚环,eNB,NodeB,备用时钟源,主用时钟源,采用IEEE 1588v2+G.8261方案,有效提高时间同步精度,支持SSM、BMC协议,实现时间链路的自动保护倒换,保证时间的可靠传送需求,同时支持带内(Ethernet)和带外(1PPS+TOD)同步接口,部署灵活,100%负载流量情况下精度稳定,满足业务大规模组网下基站同步需求,IEEE1588的全称是:网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准 IEEE1588协议设计用于精确同步分布式网络通讯中各个结点的实时时钟。其基本构思为通过硬件和软件将网络设备(客户机)的内时钟与主控
11、机的主时钟实现同步;,统一的网络管理,PTN,MSTP,MSTP,WDM,PTN,NetNumen T31,NetNumen T31,PTN,MSTP,NetNumen T31,NetNumen T32,标准北向接口,采用统一网管平台NetNumen T3,实现PTN、SDH/MSTP、WDM、OTN统一管理提供端到端的路径创建和管理功能,提供强大的QOS、OAM管理功能,实时告警和性能监控功能符合传统传送网要求的网元管理和友好界面,易于操作和维护,使分组网络首次具备了可管理,易维护的属性。,纲要,PTN概述PTN关键技术PTN组网应用,PTN关键技术,分组转发技术MPLSPWE3QoS机制分
12、组网络OAM机制电信级的保护提供,MPLS技术产生背景一,传统IP技术特点:IP通讯是基于逐跳的方式转发报文时依照最长匹配原则网络设备需要知道全网路由,没有则无法转发该网段报文QoS无法得到有力保障:由于IP协议是无连接协议,所以Internet网络中没有服务质量的概念,不能保证有足够的吞吐量和符合要求的传送时延,只是尽最大的努力(Best-effort)来满足用户的需要。如不采取新的方法改善网络环境就无法大规模发展新业务,报文转发过程,最长掩码匹配报文目的IP地址与路由表各条目掩码“与”操作,用掩码匹配长度最长的条目指导报文转发例如:报文目的IP地址为1.1.1.11、与路由表各条目掩码(0
13、、8、24、32)“与”运算,结果为:0.0.0.0/0、1.0.0.0/8、1.1.1.0/24、1.1.1.1/32;2、选择最长掩码匹配条目1.1.1.1/32指导转发;3、从条目1.1.1.1/32对应的接口Ethernet1/0转发报文到下一跳10.0.1.1对应的路由器。,路由表,display ip routing-tableRouting Tables:Destination/Mask proto pref Cost Nexthop Interface0.0.0.0/0 STATIC 60 0 10.0.1.1 Ethernet1/01.0.0.0/8 RIP 100 1 10
14、.0.1.1 Ethernet1/01.1.1.0/24 STATIC 60 0 10.0.1.1 Ethernet1/01.1.1.1/32 OSPF 10 2 10.0.1.1 Ethernet1/02.2.2.2/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1 InLoopBack010.0.1.0/30 DIRECT 0 0 10.0.1.2 Ethernet1/010.0.1.2/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1 InLoopBack0127.0.0.0/8 DIRECT 0 0 127.0.0.1 InLoopBack0127.0.0.1/32 DIRECT 0 0
15、127.0.0.1 InLoopBack0,路由表信息表述,Destination:目的地址。用来标识IP包的目的地址或目的网络。Mask:网络掩码。与目的地址一起来标识目的主机或路由器所在的网段的地址。将目的地址和网络掩码“逻辑与”后可得到目的主机或路由器所在网段的地址。例如:目的地址为1.1.1.1,掩码为255.255.255.0的主机或路由器所在网段的地址为1.1.1.0。Proto:表明路由表中路由信息的来源。Pre:本条路由加入IP路由表的优先级。针对同一目的地,可能存在不同下一跳、出接口等的若干条路由,这些不同的路由可能是由不同的路由协议发现的,也可以是手工配置的静态路由。优先级
16、高(数值小)者将成为当前的最优路由。各协议路由优先级请参见表1。Cost:路由开销。当到达同一目的地的多条路由具有相同的优先级时,路由开销最小的将成为当前的最优路由。NextHop:下一跳IP地址。说明IP包所经由的下一个路由器。Interface:输出接口。说明IP包将从该路由器哪个接口转发。,MPLS技术产生背景二,ATM转发的特点:链路层选路,使用VPI/VCI便于硬件交换面向连接,提供QoS保证:作为继IP之后迅速发展起来的一种快速分组交换技术,具有得天独厚的技术优势具有流量控制措施支持多种业务类型,如实时业务ATM曾一度被认为是一种处处适用的技术。并且设想最终将建立通过网络核心便可到
17、达另一个桌面终端的纯ATM网络。但是经实践证明这种设想是错误的。原因如下:1.纯ATM网络的实现过于复杂,导致应用价格高,难于被接受2.在网络发展的同时相应的业务开发没有跟上,导致目前ATM的发展举步维艰3.虽然ATM交换机作为网络的骨干节点已经被广泛使用,但ATM信元到桌面的业务发展却十分缓慢。,MPLS技术产生背景三,IP技术和ATM技术在各自的发展领域中均遇到了实际困难,彼此都需要借助对方以求得进一步发展,所以这两种技术的结合有着必然性。MPLS技术即是结合网络核心的交换技术的优点和网络边缘的IP路由技术的优点而产生的。,MPLS应运而生,MPLS技术简介,MPLS全称:Multi-Pr
18、otocol Label Switching多协议标签交换功能:将IP与ATM的高速交换技术结合起来,使用标签交换(Label Switching),实现IP分组的快速转发特点:多协议:可支持任意的网络层协议(如IPv6、IPX)和链路层协议(如ATM、FR、PPP等)标签交换:给报文打上固定长度的标签,以标签取代IP转发过程,MPLS 关键术语,标签(Label)是一个特定长度的整数,通常只具有局部意义的标识,这些标签通常位于数据链路层的二层封装头和三层数据包之间,标签通过绑定过程同FEC相映射。转发等价类(FEC)Forwarding Equivalence Class,是在转发过程中以等
19、价的方式处理的一组数据分组,可以通过地址、隧道、COS等来标识创建FEC;通常在一台设备上,对一个FEC分配相同的标签。标签交换路径(LSP)标签交换通路:一个FEC的数据流,在不同的节点被赋予确定的标签,数据转发按照这些标签进行。数据流所走的路径就是LSP。标签交换路由器(LSR)Label Switching Router,是MPLS的网络的核心路由器,完成LSP的建立和下一跳改变的发起。提供标签交换和标签分发功能。边缘标签交换路由器(LER)Label Switching Edge Router,边缘路由器,主要完成FEC的划分,流量工程,LSP建路发起,IP包转发,Diff-Serv等
20、任务.在MPLS的网络边缘,进入到MPLS网络的流量由LER分为不同的FEC,并为这些FEC请求相应的标签。它提供流量分类和标签的映射、标签的移除功能。标签分发协议(LDP)Label Distribution Protocol,标签分发协议,在MPLS域内运行从而实现设备之间的标签分配。,MPLS的标签(label),MPLS Label是01048575之间的一个20比特的整数,用于识别某个特定的FEC;该标记被封装在分组的第二层信头和第三层数据之间,标签仅具有本地意义。,MPLS工作原理,MPLS域外采用传统的IP转发,MPLS域内按照标签交换,无需查找IP,MPLS工作原理,在运营MP
21、LS的网络内(即MPLS域内),设备之间运行标签分发协议(如LDP、RSVP等),使MPLS域内的各设备都分配到相应的标签。IP数据包通过MPLS域的传播过程如下:1.入口边界LER接收数据包,为数据包分配相应的标签,用标签来标识该数据包;2.主干LSR接收到被标识的数据包,查找标签转发表,使用新的出站标签代替输入数据包中的标签;3.出口边界LER接收到该标签数据包,它删除标签,对IP数据包执行传统的第三层查找,MPLS解决方案,Multi-Protocol Label Switching多协议标签交换是介于二层和三层之间的技术,即2.5层是将标记转发和三层路由结合在一起的一种标准化路由和交换
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