Чечик И. Применение оборудования SDH в сетях

Применение оборудования SDH в
сетях передачи данных
Игорь Чечик,
нач.тех.отдела СПб филиала
ЗАО «АМТ Груп»,
chech@amt.ru, (812)329-5719
Содержание
Обзор
вариантов
высокоскоростной СПД
 Имеющиеся каналы связи,
оборудования, производители
построения
интерфейсы,
виды
Использование оборудования SDH Tellabs в
сетях передачи данных
 Варианты построения сети, балансировка, защита,
возможности по overbooking, обеспечение QoS etc.
AMT Group 2006
Обзор вариантов
построения
высокоскоростной СПД
AMT Group 2006
Услуги сетей передачи данных
• Интернет
• Частные сети VPN L3, технология IP
• Частные сети VPN L2, обычно для Ethernet
• Пакетная телефония, телевидение (поверх IP)
Особенности:
• Сейчас – широкая полоса пропускания
• Дифференциация SLA/QoS для разных услуг
AMT Group 2006
Интерфейсы и каналы связи в СПД
Интерфейсы устройств СПД
•
•
•
•
•
Serial: 64..2048Kbps, E3/T3 (34..45Mbps)
POS: STM-1 .. STM-64 (155Mbps .. 10 Gbps)
ATM: STM-1 .. STM-16 (155Mbps .. 2.5Gbps)
DPT: STM-1 .. STM-16 (155Mbps .. 2.5Gbps)
Ethernet: 10M/100M/1G/10G
• DWDM: крашеные интерфейсы для POS и для Ethernet
Каналы связи, используемые в СПД
• Физика: ограничение по расстоянию, трудность в получении
– xDSL по «меди»
– ATM, DPT, POS, Ethernet по «оптике»
• Транспортная сеть: дорогие аренда каналов, оконечка
– PDH: E0/64K .. E1/2M, E3/T3
– SDH: STM-1/155M .. STM-256/10G
– DWDM:выгодно для 1G, 10G
AMT Group 2006
Выбор интерфейса СПД
•
Serial: обязательно маршрутизатор, ограничение в скорости (до 2М),
стоимость порта, немасштабируемость
•
•
POS: дорогие маршрутизаторы, нет защиты инвестиций
ATM: дорогое оборудование, требование специальной сети, ограничение
скорости
DPT: дорого, много ограничений
•
• Ethernet:
– Одинаковый интерфейс для абонентов и опорной сети
– Дешевый и масштабируемый интерфейс 10/100/1000/10000Mbps –
защита инвестиций
– Независимость подключения от транспорта: Ethernet по «физике»,
SDH или IP/MPLS
– Ethernet становится стандартом подключения к сети, для всех типов
абонентов/услуг/расстояний (LAN, MAN и WAN)
AMT Group 2006
Выбор широкополосного транспорта (1)
ДЛЯ МАСШТАБОВ ГОРОДА:
• Ethernet поверх «темного волокна»
«+»: дешевое оборудование доступа СПД (коммутаторы)
«-»: потребность в волокнах, ограничение расстояний
•
Емкость в существующей сети SDH
– Используем оборудование СПД: маршрутизаторы с POS/ATM/DPT
«+»: удобно конфигурировать
«-»: дорогое оборудование СПД, необходимость concatenatedканалов в SDH
– Используем мультиплексоры SDH с функцией Ethernet over SDH
«+»: гибкое использование пропускной способности SDH, обычно
оборудование оптимально по цене
«-»: не все производители «делают это хорошо», зависимость от
производителя уже установленного SDH оборудования.
ВЫВОД:
в масштабе города рекомендуется применять Ethernet
поверх «темного» волокна или Ethernet over SDH. В качестве
устройств доступа используем коммутаторы Ethernet.
AMT Group 2006
Выбор широкополосного транспорта (2)
Wide area сеть (междугородние, международные соединения):
• Всегда используется аренда SDH или DWDM
•
•
•
Если используем оборудование СПД: POS, ATM, DPT поверх SDH:
дорогое оборудование, необходимость concatenated-каналов в SDH,
ограничение полосы до STM-64
Если используем мультиплексоры SDH с функцией Ethernet over
SDH: Ограничение полосы 1Gbps, зависимость от вендора
Если используем DWDM: дорогие «крашеные интерфейсы» со
стороны СПД или дорогие транспондеры со стороны оборудования
DWDM, зато есть возможность 10Gbps
ВЫВОДЫ: Часто выгодно использовать
Ethernet over SDH до 1Гб, если требуется
больше – арендовать канал DWDM.
AMT Group 2006
Типовое оборудование СПД
Обычно используются:
• Маршрутизаторы. Интерфейсы Ethernet 10G, 1G и POS STM1..16, software IP/MPLS P/PE, MPLS VPN L3, EoMPLS (Martini),
VPLS (Kompella)
• маршрутизирующие
коммутаторы
для
Metro
Ethernet.
Интерфейсы Ethernet 1Gbps, желательно IP/MPLS P/PE , MPLS
VPN L3, EoMPLS (Martini)
• Коммутаторы доступа LAN, 10-50 портов 10/100, два оптических
порта Ethernet 1G
Производители:
• опорная сеть - Cisco, Juniper, Tellabs, др. Традиционно: CISCO
760X, GSR12XX
• Уровень агрегации – Cisco, Redback, др.
• Уровень доступа – Cisco, Huawei, др.
• Уровень публичного абонента – DLink, LevelOne, Telsey,
производители STB, ..
AMT Group 2006
Data over SDH
AMT Group 2006
 Оборудование EoSDH: вендоры
• практически все производители SDH умеют
делать Ethernet over SDH, как минимум
«точка-точка». Желательна поддержка VCG,
LCAS, MPLS L2.
• Желательно уметь делать «наложенную сеть»
SDH для управления через другие сети SDH
(DCN over data). Иначе потребуется аренда
отдельного канала 2Mbps для управления
• Вендоры: Alcatel, ECI, Nortel, Tellabs, Siemens
и т.п.
AMT Group 2006
SDH мультиплексоры Tellabs 63XX:
почему?
• Умеет делать Ethernet over SDH, топологии «точкаточка» и «многоточка» (не уникален )
• Умеет делать управление через арендованые каналы
SDH (DCN over data, следующая презентация)
• Умеет делать балансировку с защитой для каналов
данных (LCAS)
• Умеет делать частные сети Ethernet (MPLS L2 draft
Martini) с возможностью overbooking
• Умеет QoS для EoSDH (резервирование полосы и
качества внутри частных сетей VPN L2)
AMT Group 2006
Ethernet over SDH: варианты (1,2)
1) L1 Ethernet Private Lines (L1 EPL):
• топология «точка-точка», аналог EoMPLS
• Фиксированная полоса в SDH
• Link Fault Passthrough (LFP)
2) L2 Ethernet Private Lines (L2 EPL):
• L1 EPL плюс
• Разделяемый канал под данные в SDH для
разных VPN по портам или VLAN-ам
(аналог VLAN поверх EoMPLS)
• QoS для каждой VPN: commited information
rate (CIR) и peake information rate (PIR),
WRED, 802.1p и IP DSCP
AMT Group 2006
Ethernet over SDH: варианты (3)
3) L2
Ethernet Private Network (EPN):
• L2 EPL плюс
• Многоточка! Полная коннективность по всей сети
SDH! Используется коммутация LAN в транзитных
мультиплексорах (встроенный статический LAN
switch)
• На каждую частную сеть (VPN) создается
свой виртуальный свитч на мультиплексоре
• QoS отрабатывается на всех транзитных
мультиплексорах
AMT Group 2006
Виртуальная конкатенация – зачем?
Ethernet и SDH имеют разные скорости потоков
10 Base-T
VC-3
20.2%
Utilization
100 Base-T
VC- 4
Gigabit E
VC-4 – 16c
66.7%
Utilization
41.7%
Utilization
Contiguous Concatenation: Утилизация SDH
Ethernet
10 Mbps
100 Mbps
1000 Mbps
AMT Group 2006
Standard SDH
Payload bps
51.84 Mbps VC 3
48.384 Mbps
155.52 Mbps VC 4
149.76 Mbps
2,488.32 Mbps VC 4-16c 2,396.16 Mbps
Utilization
20.2%
66.8%
41.7%
Виртуальная конкатенация – это объединение
виртуальных контейнеров в канал
SDH
NE
Gigabit
ethernet
SDH
NE
VCG Member
Gigabit
ethernet
VCG Member
VCG Member
VCG Member
Virtual Concatenation
VCG Member = Virtual
Concatenation Group member
VC-4 – 16c
Ethernet frames прозрачно пропускаются
через SDH. Инкапсуляции:
• GFP (ITU-T Rec. G7041 Generic Framing Procedure,
самая популярная)
• LAPS
(ITU-T Rec. X.86 Link Access Protocol over
SDH, неэффективная)
• LAPF
Dynamic bandwidth control:
LCAS – (Link Capacity Adjustment Scheme)
AMT Group 2006
(ITU-T Rec. Q.922 Link Access Protocol for
Frame Relay, для совместимости с Tellabs 8100)
• POS
(IETF RFC 1661/1662/2615 Packet Over
SDH/Sonet, для совместимости с другими
вендорами)
VCG Member = Virtual Concatenation Group member
Виртуальная конкатенация –улучшение
утилизации SDH каналов
10 Base-T
VC-12 – 5v
VC 4
VC 4
92%
Utilization
100 Base-T
 100%
Utilization
VC 3
VC 3
VC 4
Gigabit E
AMT Group 2006
VC 4
VC 4
VC 4
VC-3 – 2v
или
VC-12 – 46v
Теперь необходимые VC-12, VC-3 и
VC-4
можно
объединять
в
требуемые комбинации ! ! !
Ethernet
10 Mbps
100 Mbps
1000 Mbps
VC 4
Virtual
Concatenation
VC 12 - 5v
VC 3 - 2v
VC 4 - 7v
95%
Utilization
SDH Usable
Payload bps
5 • 2.176 = 10.88 Mbps
2 • 48.384 = 96.768 Mbps
7 • 149.76 = 1,048.32 Mbps
VC- 4 - 7v
Utilization
92%
100%
95%
 NB: 10G Ethernet через транспортную
сеть SDH делать сложно 
SDH
NE
SDH
NE
VCG Member
10 Gigabit
ethernet
XX XX
VCG Member
VCG Member
10 Gigabit
ethernet
VCG Member
10 Gig Ethernet:
• Имеет собственные механизмы паковки в SDH, стандартные
GFP, LAPS и прочие не подходят
• Необходимо > 10Gbps полосы,
необходимо иметь сеть STM-
256!
• Решение – использовать DWDM! Но:цена (аренда, транспондеры)
AMT Group 2006
 LCAS: Link Capacity Adjustment Scheme
ITU-T Recommendation G.7042
Производит реконфигурацию полосы
данных в зависимости от наличия
свободных VC в VCG «на лету» (как
«вниз» так и «вверх», даже без сигнала
об ошибке)
Обеспечивает защиту от разрыва без
выделения специальной полосы «под
защиту». При падении полосы X%
остается (100-X)%
AMT Group 2006
x%
(100-x)%
LCAS
MultiProtocol Label Switching в SDH
o MPLS L2 draft Martini. Обеспечивает создание частных LAN-сетей через SDH и
распространение QoS для этих сетей. Тот же принцип – добавление метки в
SDH-пакет и формирование Label Switched Path (LSP)
• Пакеты данных инкапсулируются в MPLS.
• Метки добавляются и удаляются на границах сети.
• Пакеты данных коммутируются по меткам вLSP туннелях.
6325
33
13
15
Port in Lab out I/f out
13
AMT Group 2006
Lab in Lab out I/f out
Lab in Lab out I/f out
13
15
15
VCG4
33
VCG2
MPLS: трафик через общую VCG
•
•
•
Свитчи Ethernet соединены через VCG
LSPs проложены через один VCG
Каждый LSP управляется независимо:
– Гарантированные BW, peak BW, burst size, delays, etc.
– Поддерживаются 4 класса сервиса (Quality of Service)
LSPs
STM-n
VCG
AMT Group 2006
Качество сервиса (MPLS + QoS)
Управление трафиком на входе (ingress switch policing) для VBR
service c гарантированной и максимальной полосой (GBW, PBW)
– Трафик GBW пропускается
– Трафик, превышающий GBW, помечается; если любой VCG link в пути
переполнен, пакет будет удален
– Весь трафик больше PBW удаляется на входном свитче
6325
AMT Group 2006
MPLS + QoS: классы сервисов
Параметры QoS применяются к каждому LSP. Набор параметров:
• Committed information rate (CIR) – гарантированная полоса (GBW)
• Peak information rate (PIR) – максимальная полоса (PBW)
• Приоритет (высокий или низкий)
• Номер очереди (1-4)
Предопределенные классы сервисов:
Service Class
Real Time
Business Data with
burst
Business Data
Best Effort
Параметры
CIR = PIR, high priority
Примеры приложений
Voice over IP
CIR < PIR, low priority
Client/Server apps
CIR = PIR, low priority
Video streaming
Internet
CIR = 0, low priority
Эти классы сервисов можно модифицировать.
AMT Group 2006
Ваши вопросы, обсуждение
Игорь Чечик,
chech@amt.ru, (812)329-5719
AMT GROUP
AMT Group 2006