城 域 网 中 的 弹 性 分 组 环 技 术

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传 统 的 SDH 电 路 交 换 城 域 网 络 (MAN) 并 不 是 为 支 持 大 容 量 数 据 业 务 而 设 计 的。 低 效 的 数 据 传 输 数 据 使 其 难 以 提 供 新 的 高 速 宽 带 业 务， 扩 大 容 量 也 需 增 加 建 设 成 本。
以 太 网， 以 及 近 来 使 用 更 多 的 吉 比 特 以 太 网 成 为 城 域 网 的 新 选 择。 以 太 网 区 别 于 传 统 数 据 业 务 (如 专 线、 帧 中 继 或 ATM) 的 地 方 在 于 它 的 业 务 接 口 是 可 升 级 的。 服 务 提 供 商 能 够 简 单 地 一 次 性 分 配 给 某 用 户 一 个 吉 比 特 以 太 网 端 口 而 可 以 多 次 升 级 这 个 端 口。

以 太 网 业 务 可 能 因 此 会 迅 速 得 到 市 场 的 认 可。 可 是， 多 数 城 域 网 的 光 纤 是 环 状 的。

吉 比 特 以 太 网 由 于 缺 乏 介 质 访 问 控 制 (MAC) 机 制， 而 不 能 够 管 理 多 用 户 之 间 的 访 问， 这 给 环 路 配 置 和 介 质 共 享 带 来 了 困 难。

以 太 网 同 基 于 环 的 SDH/SONET 系 统 不 同， 它 没 有 在 光 纤 中 断 或 设 备 出 现 问 题 时 恢 复 链 路 连 接 的 内 在 的 快 速 保 护 机 制。 实 际 上， 吉 比 特 以 太 网 在 基 于 分 组 传 输 的 城 域 网 发 展 中 还 仅 仅 是 个 开 始。

大 多 数 城 域 网 的 设 施 都 是 新 老 技 术 的 混 合 体， 这 意 味 着 需 要 很 高 的 维 护 成 本 和 资 源 密 集 的 服 务 供 给， 这 同 时 也 限 制 了 网 络 及 其 业 务 的 扩 展 性。

对 替 代 解 决 方 案 的 需 要
弹 性 分 组 环 (RPR) 技 术， 特 别 是 其 中 处 于 市 场 领 先 地 位 的 动 态 分 组 传 输 (DPT) 技 术 是 目 前 服 务 提 供 商 获 取 高 经 济 价 值 城 域 网 服 务 的 一 个 可 选 解 决 方 案。 如 果 能 够 通 过 现 有 的 光 纤 环 形 网 络， 智 能 地 分 配 IP， 那 么 该 网 络 结 构 在 充 分 利 用 光 纤 环 的 同 时， 还 保 留 了 具 有 分 组 传 输 机 制 的 以 太 网 所 固 有 的 优 势。

DPT/RPR 为 环 状 拓 扑 结 构 和 系 统 在 光 纤 中 断 和 链 路 出 现 故 障 时 快 速 恢 复 运 行 提 供 迄 今 只 有 SDH/SONET 提 供 的 有 效 支 持。同 时 也 提 供 以 太 网 所 具 有 的 数 据 效 率、简 易 性 及 典 型 的 成 本 优 势。

双 向 环 结 构
DPT/RPR 的 基 础 是 一 个 双 向 环 路， 这 个 双 向 环 路 由 两 个 具 有 旋 转 计 数 器 的 对 称 光 纤 环 组 成。 DPT/RPR 通 过 在 一 条 光 纤 上 以 一 个 方 向 (下 行) 发 送 数 据 分 组， 而 在 另 一 条 光 纤 上 以 相 反 方 向 (上 行) 发 送 相 应 控 制 分 组 的 方 法 来 运 行。 这 样， DPT 就 能 够 同 时 利 用 两 条 光 纤 来 最 大 限 度 地 提 高 分 组 传 输 带 宽， 并 加 速 控 制 信 号 的 传 播， 以 便 实 现 自 适 应 带 宽 的 使 用。 每 一 个 光 纤 环 路 都 能 够 被 同 时 用 于 速 率 为 622 Mbit/s 的 数 据 分 组 传 送 和 控 制 分 组 传 送， 若 同 时 使 用 两 个 光 纤 环 路， 则 传 输 容 量 可 翻 倍 至 1.2 Gbit/s。

DPT 技 术 在 设 法 提 高 带 宽 利 用 率 的 同 时， 还 采 用 了 由 Cisco 公 司 开 发 的 空 间 复 用 协 议 (SRP)， 这 是 一 个 MAC 层 的 协 议。 该 协 议 利 用 统 计 复 用 和 空 间 复 用 技 术 提 供 带 宽 复 用 能 力， 以 支 持 局 域 网、 城 域 网 和 广 域 网 的 扩 展、 优 选 IP 分 组 的 聚 合 及 其 传 输。

SRP 是 公 开， 可 自 由 获 得 的 协 议， 该 协 议 被 作 为 IETF 信 息 领 域 的 RFC 2892 标 准 草 案。 Cisco 公 司 已 经 把 它 提 交 到 IEEE 中 制 定 802.17 标 准 的 RPR 工 作 组， 以 期 它 能 成 为 业 界 标 准。 Cisco 公 司 也 是 RPR 联 盟 的 基 金 成 员 之 一。

SRP 的 某 个 目 的 节 点 从 环 路 中 剥 离 某 些 分 组， 然 后 释 放 该 环 路 其 它 片 段 上 的 全 部 带 宽， 以 供 别 的 分 组 使 用。 因 为 每 个 环 路 节 点 都 可 以 同 时 向 这 个 环 路 发 送 分 组， 因 此 为 实 现 最 有 效 的 环 路 带 宽 使 用 提 供 了 大 好 机 会。

节 点 4、5 和 1 分 别 向 节 点 7、6 和 3 发 送 数 据。 由 于 目 的 节 点 已 经 从 环 路 上 剥 离 了 单 播 数 据， 于 是 这 个 下 行 环 路 上 的 其 它 节 点 就 可 以 使 用 该 环 路 的 整 个 带 宽。 在 这 个 例 子 中， 当 有 其 它 业 务 正 同 时 在 这 个 环 路 上 传 送 的 时 候， 节 点 1 就 能 够 完 全 使 用 到 节 点 3 的 带 宽。

当 某 个 SRP 节 点 遇 到 拥 塞 情 况 时， 它 会 通 过 反 向 环 路 向 上 行 节 点 公 布 传 输 使 用 计 数 器 的 值。 使 用 计 数 器 利 用 低 通 滤 波 器 功 能 来 稳 定 反 馈 信 息。 上 行 节 点 一 旦 接 受 到 使 用 信 息， 就 会 调 整 其 传 输 速 率， 使 它 不 超 过 被 公 布 的 使 用 值。 这 些 节 点 还 立 即 向 相 邻 的 上 行 节 点 广 播 所 接 收 到 的 这 个 值。 而 那 些 正 在 接 收 公 布 使 用 值、 但 同 样 遭 遇 拥 塞 的 节 点， 则 广 播 传 输 使 用 值 和 公 布 使 用 值 中 的 较 低 者。

当 低 优 先 级 传 输 缓 冲 器 的 长 度 达 到 拥 塞 阀 值 的 时 候， 拥 塞 则 被 检 测 出 来。 系 统 定 期 生 成 使 用 分 组 来 承 载 被 公 布 的 使 用 值， 并 用 作 “保 活” 信 息 通 知 上 行 节 点 还 有 有 效 数 据 链 路。

公 平 性
为 了 给 城 域 网 数 据 业 务 的 传 送 提 供 一 个 理 想 的 平 台， DPT 采 用 智 能 IP 路 由 选 择、 可 提 高 带 宽 效 率 的 统 计 复 用 以 及 弹 性 光 纤 环 路 的 方 法 来 判 定 数 据 传 送 的 最 有 效 路 径。 所 以， 虽 然 它 不 具 有 象 SDH/SONET 固 定 电 路 系 统 那 样 的 灵 活 性， 但 也 能 非 常 好 地 传 送 负 载 业 务， 而 且 比 点 到 点 的 以 太 网 更 有 效。

DPT 环 路 上 的 每 个 节 点 都 执 行 一 个 名 为 SRP 公 平 算 法 (SRP-fa) 的 分 布 式 拷 贝， 这 可 以 给 环 路 上 的 每 个 用 户 一 个 公 平 分 享 环 路 带 宽 的 机 会， 使 节 点 不 会 成 为 带 宽 “黑 洞”， 从 而 避 免 出 现 带 宽 饥 饿 或 过 渡 延 迟 现 象。 不 过，SRP-fa 仅 仅 适 用 于 低 优 先 级 的 分 组， 高 优 先 级 的 分 组 则 不 遵 循 这 一 法 则。 只 要 有 足 够 的 传 送 缓 存 空 间， 这 些 高 优 先 级 的 分 组 就 可 以 随 时 被 传 送 出 去。

环 的 弹 性 与 恢 复
DPT 环 路 利 用 智 能 保 护 交 换 (IPS) 技 术 来 提 供 积 极 的 性 能 监 视 及 快 速 自 愈， 并 可 在 节 点 或 光 纤 出 现 故 障 后 提 供 IP 业 务 恢 复 功 能。

和 传 统 的 技 术 相 比， DPT 利 用 IPS 使 网 络 具 有 了 回 弹 性。 如 果 是 以 太 网， 就 可 以 使 用 Spanning-Tree 协 议 来 实 现 这 个 性 能， 但 恢 复 的 速 度 相 对 要 慢。 实 践 表 明， 基 于 环 路 的 传 输 系 统 已 经 完 全 可 以 在 不 到 50 毫 秒 的 时 间 内 恢 复 正 常 运 行。 DPT 的 分 组 环 协 议 能 够 初 始 化 那 些 周 围 出 现 了 光 纤 中 断 的 节 点 上 的 环 路， 这 使 得 发 送 节 点 需 重 新 定 向 分 组。

因 此， 在 遇 到 某 处 光 纤 中 断 问 题 时， 数 据 能 绕 着 反 向 环 路 到 达 最 初 的 目 的 地。

投 资 保 护
无 论 在 用 户 的 数 目 增 长 方 面， 还 是 在 其 访 问 速 度 的 提 高 方 面， DPT 都 可 提 供 规 模 效 益。DPT 提 出 了 一 种 更 为 灵 活 的 设 计， 即 在 使 网 络 得 到 扩 展 的 同 时 无 需 更 多 的 新 设 备， 也 不 必 对 网 络 的 设 计 做 过 大 的 改 动。

SDH/SONET 的 体 系 结 构 是 非 常 严 格 的， 所 以 要 在 环 路 上 做 任 何 改 动 都 需 要 事 先 仔 细 的 重 新 设 计。 而 DPT “即 插 即 用” 的 特 点 和 综 合 的 网 络 管 理 能 力 能 够 接 受 在 简 化 的 网 络 结 构 上 做 改 动， 且 无 需 重 新 设 计 网 络 或 重 新 配 置 环 路。

网 络 的 每 一 层 都 需 要 设 备 和 资 源 的 配 置、 维 护 及 支 持， 因 此， 减 少 不 必 要 的 层 就 可 以 降 低 网 络 运 营 成 本。 这 种 减 少 可 以 使 花 在 整 个 网 络 上 的 设 备 供 给、 配 置 及 管 理 方 面 的 时 间 和 费 用 降 至 最 低。

DPT 案 例 研 究： 中 国 最 大 的 宽 带 城 域 网
目 前 全 球 有 190 多 个 客 户 正 在 使 用 Cisco 的 DPT 产 品， 超 过 14,000 个 Cisco DPT 端 口 已 经 发 货。

在 今 年 早 些 时 候， 杭 州 网 通 信 息 港 (一 家 电 信 运 营 商， 也 是 国 内 首 家 提 供 全 城 域 覆 盖 家 庭 以 太 网 服 务 的 互 联 网 服 务 提 供 商) 采 用 Cisco 的 DPT 技 术 搭 建 了 中 国 最 大 的 宽 带 城 域 网， 为 杭 州 地 区 的 150 万 居 民 提 供 服 务。

杭 州 网 通 信 息 港 宽 带 城 域 网 的 骨 干 网 带 宽 达 5 Git/s， 与 中 国 网 通 40 Gbit/s 带 宽 的 高 速 国 际 互 联 网 无 缝 连 接， 实 现 千 兆 到 小 区、 百 兆 到 楼 幢、 十 兆 到 家 庭。

这 个 城 域 网 采 用 了 包 括 具 有 DPT 连 线 的 Cisco 12000 系 列 互 联 网 路 由 器 的 高 速、 高 性 能 的 Cisco 设 备， 这 些 路 由 器 具 有 智 能 和 可 扩 展 IP， 以 及 环 路 的 带 宽 效 率， 网 络 性 能 因 此 得 以 增 强。

城 域 网 作 为 中 国 电 信 业 的 一 块 里 程 碑， 不 仅 是 一 个 能 传 送 可 扩 展 的 互 联 网 业 务、 进 行 可 靠 IP-aware 光 纤 传 输 的 城 域 网， 而 且 是 一 个 结 构 简 化、 运 营 成 本 低 的 城 域 网。

DPT 优 化 IP 的 城 域 光 环 路， 它 在 实 现 传 统 SDH/SONET 系 统 所 能 达 到 的 传 输 可 靠 性 的 同 时， 还 增 加 带 宽、 缩 短 等 待 时 间。 杭 州 网 通 的 用 户 能 享 受 到 下 一 代 基 于 IP 的 可 靠 服 务， 例 如： 远 程 教 育、 股 票 交 易、 在 线 游 戏、 视 频 点 播、 流 媒 体 和 语 音 业 务 等。

传 统 的 SDH/SONET 技 术， 需 要 额 外 设 备 和 连 续 监 控。 DPT 技 术 则 不 同， 它 允 许 服 务 提 供 商 降 低 硬 件 设 备 的 开 销， 减 少 用 于 网 络 管 理 方 面 的 时 间 和 成 本。 杭 州 网 通 还 能 在 远 程 快 速 地 判 断 网 络 故 障 或 问 题， 这 对 预 防 问 题 和 排 除 故 障 非 常 有 利。

DPT/RPR：有 益 补 充 的 新 兴 城 域 网 技 术
DPT/RPR 技 术 曾 与 传 统 网 络 技 术， 如 SDH/SONET 技 术、 以 太 网 技 术 进 行 比 较， 但 这 并 不 意 味 着 有 必 要 让 DPT/RPR 和 这 些 已 经 成 熟 的， 经 过 考 验 的 技 术 来 相 互 竞 争。实 际 上，DPT/RPR 是 SDH/SONET 和 以 太 网 的 补 充， 而 SDH/SONET 技 术 和 以 太 网 技 术 是 非 常 好 的 第 一 层 技 术。

经 过 几 代 演 变， 如 今 的 以 太 网 已 经 从 CSMA/CD 共 享 介 质 的 网 络 结 构 转 变 为 全 双 工、 点 对 点 的 交 换 网 络 体 系 结 构。 以 太 网 的 技 术 更 新 主 要 集 中 在 它 的 物 理 层 上， 也 就 是 如 何 在 物 理 层 上 提 高 网 络 的 运 行 速 度。 MAC 层 在 很 大 程 度 上 一 直 没 有 被 改 变 过， 它 与 其 它 层 实 际 上 也 没 有 什 么 关 联， 而 MAC 层 中 还 在 继 续 发 展 的 部 分 是 MAC 的 帧 格 式。

DPT/RPR 是 一 个 MAC 协 议， 运 行 在 OSI 协 议 堆 栈 的 第 二 层。 DPT/RPR 在 设 计 上 是 不 依 赖 第 一 层 的。 DPT/RPR 能 在 SDH/SONET 或 者 以 太 网 上 运 行， 这 便 于 服 务 提 供 商 利 用 SDH/SONET 或 者 以 太 网 作 为 物 理 层 来 搭 建 更 具 有 扩 展 性 和 更 高 效 的 城 域 网。

另 外， DPT 还 提 供 从 多 层 结 构 的 设 备 向 第 三 层 的 智 能 网 络 设 施， 如 IP ／多 协 议 标 记 交 换 (MPLS) 演 进 的 可 能 性。 开 发 MPLS 的 目 的 是 为 了 把 路 由 器 等 第 三 层 的 IP 边 缘 设 备 与 ATM、 帧 中 继 等 第 二 层 的 设 备 融 合 起 来。 然 而， 近 几 年 里， 服 务 提 供 商 已 经 在 利 用 MPLS 提 供 虚 拟 专 网 (VPN) 和 流 量 工 程 (TE) 解 决 方 案 了。 有 些 服 务 提 供 商 正 在 将 DPT/RPR 的 回 弹 性 及 可 靠 性 与 MPLS VPN 和 MPLS TE 的 可 扩 展 性 及 其 业 务 管 理 优 势 相 结 合， 以 便 为 他 们 的 客 户 提 供 世 界 级 的 解 决 方 案。

结 论
现 在， 一 种 传 输 技 术 已 经 到 了 成 熟 的 时 候 了， 它 完 全 地 利 用 了 环 状 网 络 的 潜 能， 并 易 于 和 现 有 以 太 网 技 术、 SDH/SONET 技 术 集 成。 DPT， 构 建 在 新 的 MAC 协 议 SRP 之 上， 能 与 以 太 网 或 SDH/SONET 连 接， 从 而 给 局 域 网、 城 域 网 和 广 域 网 的 网 间 互 联 带 来 高 扩 展 性、 快 速 汇 聚、 高 带 宽 效 率 以 及 很 强 的 回 弹 性。

根 据 某 些 分 析 师 的 说 法， 全 球 光 城 域 网 市 场 到 2005 年 将 增 长 四 倍， 达 到 43 亿 美 元。 分 组 环 技 术 将 有 助 于 运 营 商 节 省 成 本， 创 建 新 的 营 业 收 入 来 源。