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大客户宽带专网业务需求与MSTP配置方案分析


运营与应用

运营与应用

大客户宽带专网业务需求与 MSTP 配置方案分析
吴 飞,陈宏标,沙庆良 广州 510630 ) (中国电信股份有限公司广东研究院
摘 要

MSTP 技 术 目 前 已 被 运 营 商 大 量 用 来 组 建 大 客 户 宽 带 专 网 。 大 客 户 宽 带 专 网 业

务 需 求 一 般 是 点
对 多 点 的 汇 聚 业 务 ,在 实 际 组 网 运 用 中 ,大 客 户 还 会 提 出 个 性 化 需 求 。 针 对 这 些 不 同 的 需 求 ,本 文 具 体 分 析 了 使 用 MSTP 技 术 如 何 实 现 及 其 实 现 特 点 ,并 通 过 分 析 比 较 以 及 测 试 验 证 ,得 出 业 务实现的最佳配置方案。 关键词 宽 带 专 网 ;MSTP ;VLAN ;分 支 隔 离

1

引言
电信大客户又称电信集团用户, 通常是指大的行政事

2

大客户宽带专网业务典型组网模型
电信大客户由于其性质、业务等因素决定,对租用的网

业单位、企业集团及其分支机构。 这些大客户都会组建自己 的企业专网,并要求租用的传输电路安全性和可靠性高,扩 展性好,业务覆盖广,带宽大。 一方面,MSTP 技术基于 SDH 技术发展演变而来 , 因而 天 生 具 备 了 SDH 技 术 的 众 多 优 点,如在组网、业务保护等方面 ;另一方面,MSTP 又是对传 统 SDH 技术的革新 ,由于大 量 采 用 了 GFP (通 用 帧 映 射 规 程)封装、虚级联和 LCAS (动态链路调整)等新技术,又容纳 了 IP/ 以太网和 ATM 技术, 可以直接向大客户提供具有高 安全性、可靠性、大带宽和 QoS 保证的以太网专线 ,目前被 运营商大量用来组建大客户宽带专网。 一般大客户业务信 息流向基本上是分支机构向总部汇聚, 因此组网结构基本 上是星型或树型 ,客户数据分为携带 VLAN 、不携带 VLAN 两种业务, 带 VLAN 业务还分告诉运营商 VLAN 值和不告 诉运营商 VLAN 值的情况, 有时大客户也要求分支点间业 务能相互隔离。 针对这些不同的需求, 本文具体分析了用

络具有以下要求: · 高安全性,尤其是专网业务; · 高可靠性,要求能够提供电信级的业务可靠性; · 扩展性,随着业务拓展,大客户必然要求业务承载专 网也能扩展; · 业务覆盖面广 ,如金融系统客户 ,业务点多,分布范 围广; · 带宽需求高,一般都要求 2 Mbit/s 以上的带宽。 大客户宽带专网业务需求一般是点对点、 点对多点业 务,例如银行、国税、烟草等大客户,总部汇聚各个分支点的 业务。 通过 MSTP 技术组建大客户专网时,其设备配置情况 是在大客户总部配置高端路由器或者交换机, 对内连接客 户局域网,对外连接 MSTP 设备。 在总部可以通过 MSTP 将 各分支业务汇聚, 也可以将各分支业务透传到高端路由器 或者交换机上进行汇聚, 显然通过 MSTP 汇聚各分支点业 务,存在故障点少 、维护简单、节省资源等优点 。 在各分支

MSTP 技术如何实现及其特点。
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点 ,配 置 低 端 路 由 器 或 者 交 换 机 ,通 过 接 入 MSTP 设 备 上 联至总部,典型的大客户宽带专网组网结构如图 1 所示。 总部和各分支点之间的业务模式如下: 客户数据封装 进 IP 数 据 包 , 再 将 IP 数 据 包 封 装 成 以 太 网 帧 并 传 送 到

处理芯片,设备在技术处理和实现方式上会有所不同,具体 情况如下。 (1 )以太网板实现业务数据帧透传的方式不同 一般业务数据帧透传功能用在多点对点汇聚型组网的 分支点或点对点以太网专线组网两端点。 在实现过程中,有 的厂家设备是通过对一条专线的以太网帧添加一个

MSTP 设备的以太网接口板,MSTP 设备将以太网帧封装成
标准的 SDH 帧结构,通过覆盖广泛的 SDH 网络传送到对端 的 MSTP 设备, 解封装处理后通过以太网板到对接的数据 设备被接收。 进入 MSTP 设备的以太网帧分携带 VLAN 、不 携带 VLAN 两种业务。

VLAN ,不 同 专 线 不 同 VLAN ,然 后 通 过 VLAN 区 分 实 现 不
同专线;有的厂家设备直接提出透传模式。 用 VLAN 区分专线的实现方式:运营商为分支业务规划

3

不同业务需求的 MSTP 技术实现
MSTP 技术的核心是在原有的 SDH 设备上增加一块以

VLAN,在配置过程中使全程 VLAN 一致,业务就能互通。
透传模式:不管业务带不带有 VLAN ,来自以太网接口 的数据帧都不经过二层交换, 直接进行协议封装和速率适 配后映射到 SDH 的虚容器中, 然后通过 SDH 节点进行点 到点传送。 对于独享 VC 通道的专线业务, 如果设备支持透传模 式,应尽量采用透传模式,配置简单,不必规划 VLAN ,不用 解析以太网帧,因而处理速度快。

3.1 业务数据帧处理的不同实现技术比较
太网处理板,在以太网处理板上完成所有的以太网帧处理、 封装和映射, 就可以与普通的 SDH 的虚容器(VC12 、VC3 、

VC4 )交叉。 目前各厂商 MSTP 设备基本能够实现图 2 中以
太网技术基础部分的功能, 但因各厂商采用不同的以太网

图2

以太网帧在 MSTP 设备中处理流程

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运营与应用

(2)以太网板实现以太网帧的二层交换的方式不同 在实现的过程中, 有的厂家设备是通过 SVL (共享式

有特殊要求,各厂商设备均可用一种简单的方式实现:将汇 聚节点 MSTP 设备中所有 LAN 口 和 WAN 口 的 PVID 设 为 同一个值,如 PVID=a ,则所有 不 带 VLAN 的 以 太 网 帧 进 到 以太网处理板后均带有同一个 VLAN 标签 a , 然后再建立 一个 VLAN 为 a 的二层交换域,如图 3 所示,就可实现所有 的以太网帧通过 MAC 地址转发。

VLAN 学习)方式学习和转发以太网帧,有的是通过 IVL (独
立式 VLAN 学习)方式学习和转发以太网帧。

SVL 方式:MAC 地址在整张地址转发表中是惟一的,一
个 MAC 地址在地址表中只能有一条记录, 一个 MAC 只能 被学习到一个端口上。 其转发流程是:先根据目的 MAC 地 址 查 MAC 地 址 表 , 找 到 端 口 之 后 判 断 这 个 端 口 所 属 的

VLAN 是否和报文携带的 VLAN 相等,如果相等就转发否则
就丢弃; 如果根据目的 MAC 地址没有找到对应的端口,则 在报文所属的 VLAN 内进行广播。

IVL 方式:MAC 地址表在逻辑上可以被看成根据 VLAN
信息分成了很多张表,一个 MAC 地址可学习到不同 VLAN 对应的地址表上。其转发流程是:先根据 MAC 地址和 VLAN 信息一起查 MAC 地址表, 如果找到对应的端口则转发,否 则在报文所属的 VLAN 内进行广播。 两种方式的区别在于:在 SVL 方式中,根据目的 MAC 地 址查到了转发端口,再比较 VLAN 是否相同,如果不相同则 丢弃;而在 IVL 方式中是通过 MAC 地 址 和 VLAN 一 起 来 查 找转发端口 ,有一项不满足就会 在 报 文 所 属 的 VLAN 内 广 播。 在以太网帧进入单板后,如果 MAC 地址有对应转发端 口而 VLAN 不匹配的话,SVL 是丢弃而 IVL 是广播。 (3 )端口的属性设置方式不同 各厂商对带或不带 VLAN 以太网帧的端口的属性设置 方式各不相同,但均可通过端口属性设置,实现对不带 VLAN 的 以 太 网 帧 添 加 PVID 。 对 带 有 VLAN 的 以 太 网 帧 使 其 进 入 以 太 网 板 ,或 丢 弃 ,或 再 添 加 一 层 PVID ,使 其 在 以 太 网 板中带有双层 VLAN 标签,且符合 802.1ad 规定的帧结构。 如果客户要求各分支点间的广播帧相互隔离, 上述实 现方式不能满足要求。 为实现各分支点间广播帧的隔离,可 以 这 样 配 置 :LAN1 口 PVID=d ,WAN1 口 PVID=a ,WAN2 口
图3 不带 VLAN 且各分支点不隔离的实现方式

PVID =b ,WAN3 口 PVID =c 。 将 LAN1 、WAN1 、WAN2 和 WAN3 放在同一个 VLAN 为 d 的二层交换域中,将 LAN1 和 WAN1 放在 VLAN 为 a 二层交换域中,将 LAN1 和 WAN2 放
在 VLAN 为 b 二层交换域中,将 LAN1 和 WAN3 放在 VLAN 为 c 二层交换域中,如图 4 所示。 如果设备采用 SVL 技术, 根据 SVL 地址学习和转发原理, 各分支上行的数据帧是隔 离 的 ; 下 行 LAN1 口 进 来 的 数 据 帧 按 MAC 地 址 在 所 属 的

3.2 对各种业务需求实现分析
基于业务需求情况、 设备高低端程度及维护水平的考 虑, 各分支点 MSTP 设备一般将以太网帧透传到汇聚节点 的 MSTP 设 备 上 , 将 对 业 务 的 配 置 和 处 理 交 给 汇 聚 节 点

VLAN 交 换 域 内 转 发 , 但 如 果 在 转 发 表 中 查 找 不 到 目 的 MAC 地址时会向 WAN1 、WAN2 和 WAN3 口进行广播。 如果
设备采用 IVL 技术,则各分支上行的数据帧是隔离的,下行 的数据帧因 为 结 合 VLAN 和 MAC 地 址 一 起 查 找 地 址 转 发 表,而满足 VLAN 和 MAC 地址同时对应的表项在地址表中 是查找不到的 ,所以任何数据帧 (不管 有 没 有 MAC 地 址 对 应项)都会向 WAN1 、WAN2 和 WAN3 口进行广播。

MSTP 设备来完成, 所以研究分析的重点在汇聚节点 MSTP
设备。 根据客户业务需求的不同, 可将客户业务分为不带

VLAN 以太网帧,带 VLAN 并且告诉电信运营商 VLAN 值的
以太网帧和带 VLAN 但不告诉电信运营商 VLAN 值的以太 网帧三种情况讨论, 下面比较三种情况下的 MSTP 技术实 现有哪些优缺点。

3.2.1 客户数据不带 VLAN 的实现方式
客户以太网帧不带 VLAN 的业务需求较简单, 如果没
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3.2.2 客户数据带 VLAN 且告诉运营商 VLAN 值的实现方式
客户以太网帧带有 VLAN 且告诉运营商分支 1、 分支 2

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式无关,任何厂商设备均能实现,是最理想的实现方式。

3.2.3 客户数据带 VLAN 但不告诉运营商 VLAN 值的实现
方式 客户以太网帧带有 VLAN 但不告诉 运 营 商 为 何 值 时 , 不同厂商设备实现起来有不同的方式。 使用所谓 QinQ 技术。 QinQ 技术一般是采用通用的以太 网芯片实现, 大部分厂商 MSTP 设备能在不解读客户业务

VLAN 的情况下再打上第二层(外层)VLAN,通过添加的外层 VLAN 和 MAC 地址转发。 这种处理方式就和客户数据帧不带 VLAN 的实现方式相类似, 只是需要设置打开 QinQ 功能,再
按照不带 VLAN 的实现方式配置设备,其上下行数据帧的隔 离问题也与图 3、图 4 中不带 VLAN 的实现方式一样,目前存 在着 SVL 能转发数据帧而 IVL 下行所有帧皆被广播的问题。
图4 不带 VLAN 且各分支点隔离的实现方式

设备作特殊处理, 让带有 VLAN 的数据进入到以太网 板 ,但 只 查 看 数 据 帧 中 的 MAC 地 址 转 发 ,而 不 理 会 VLAN 的实现方式。 因为华为 Metro 系列 MSTP 设备通用版本不能 实现此需求,所以开发了特殊实现版本,它能实现分支与总 部的业务互通,但不能实现分支点间广播帧的隔离,其缺点 与图 3 采用的方式一致,不能实现分支点间的广播帧隔离。 针对分支点间数据帧隔离的需求, 有些厂商直接开发 了分支上行隔离技术(如华为 Hub-Spoke 功能、烽火水平分 割功能等), 通过开启此功能 , 各分支上行只能到总 部 的

和分支 3 数据的 VLAN 分别为 a、b、c, 则运营商可在 MSTP 设备中按所带的 VLAN 来配置设备。 各厂商设备均可按如下 方式实现: 将中心节点 MSTP 设备中 LAN 口和所有的 WAN 口设置成让带有 VLAN 的数据帧进入,且不作修改。 将 LAN1 和 WAN1 放 在 VLAN 为 a 的 二 层 交 换 域 中 , 将 LAN1 和

WAN2 放在 VLAN 为 b 的二层交换域中, 将 LAN1 和 WAN3
放在 VLAN 为 c 的二层交换域中,就可实现所有的数据帧通 过 VLAN 隔离和转发,如图 5 所示。 这种实现方式不但可完 成分支业务向总部的汇聚,而且实现了总部和分支间上行和 下行业务的隔离,而且与二层交换技术采取 SVL 还是 IVL 方

LAN1 端口,总部下行普通帧到各分支按 MAC 地址转发,下
行广播帧不能隔离,如图 6 所示。 这种实现方式是针对分支 点之间要求隔离的需求,直接在 MSTP 设备上开发的功能,

图5

带 VLAN 且各分支点隔离的实现方式

图6

以太网帧在汇聚节点 MSTP 内的交换过程

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运营与应用

表1
客户业务需求 实现方式 客户数据不带 VLAN

针对各种业务需求的实现方式及其特点
客户数据带

VLAN 且告之

客户数据带 VLAN 但不告之 使 用 QinQ 技 术 , 直 接 添 加 外 层 VLAN , 再 按 客 户 数 据 不 带 VLAN 的方式实现 针对分支点数据 帧 隔 离 的 需 求 ,利 用分支上行隔离 的特殊技术

每 个 端 口 添 加 同 一 每 个 端 口 添 加 不 同 按 所 带 VLAN 配 不 管 VLAN 为 何 个 VLAN 并 设 置 在 VLAN , 并 设 置 多 个 置二层交换域 值 , 只 按 MAC 地 同 一 个 VLAN 二 层 交换域 址转发 交换域

特点

通 过 MAC 地 址 转 SVL :分支上行隔 离 , 不 管 是 SVL 方 式 通 过 MAC 地 址 转 与 客 户 数 据 不 带 发 , 各 分 支 点 间 的 总 部 下 行 通 过 MAC 还 是 IVL 方 式 , 发 , 各 分 支 点 间 的 VLAN 的特点一样 广播帧不能隔离 地址转发。 IVL :分支 分 支 和 总 部 间 上 广播帧不能隔离 上行 隔离 ,总 部下 行 行 和 下 行 的 数 据

各分支上行数据 帧只能到总部的 端 口 ,总 部 下 行 通 过 MAC 地址转发

所有帧广播

帧均隔离

只需要定义分支点端口并开启隔离功能,就能直接实现。 这 种方式不管 VLAN 如何划分,分支点上行只能到总部端口, 而下行通过 MAC 地址转发。

的维护习惯,特别是对分支点环回给总部的测试,可能会使 客户总部的数据设备端口宕掉, 将导致所有分支点业务与 总部的业务中断。

3.2.4 各种业务需求实现方式比较和开通部署注意事项
通过以上分析和比较,可以得到表 1 。 通过不同厂家 MSTP 设备大量的测试验证, 表 1 的分 析是正确的。 从表 1 的比较可以看出,客户数据带有 VLAN 且告诉电信运营商时, 运营商可在 MSTP 设备中按客户业 务所带的 VLAN 来配置 MSTP 设备。 这种方案完全满足分 支业务向总部的汇聚, 而且还能满足分支和总部间上行和 下行业务的隔离。 这种实现方式不需要采用特殊技术,也与 二层交换技术采取 SVL 还是 IVL 方式无关, 任何厂商设备 均能实现,是最理想的解决方案。 目前 通 过 城 域 网 组 建 的 客 户 VPN 也 是 根 据 客 户 规 划 配置的 VLAN , 在运营商的城 域 网 数 据 设 备 进 行 的 VLAN 配置。 所以在通过 MSTP 组建大客户宽带业务专网前,也应 与客户充分沟通,对于客户数据不带 VLAN 的情况,应帮助 其规划分支点的 VLAN 并在客户端数据设备进行配置 ;对 于客户数据带 VLAN 的情况, 应通过沟通获取客户已规划 配 置 好 的 分 支 点 VLAN , 然 后 根 据 分 支 点 VLAN 来 进 行

4

结束语
MSTP 技术是基于 SDH 技术发展演变而来的, 核心是

在原有的 SDH 设备上增加一块以太网处理板,其发展的方 向是具备数据设备所具有的功能,但目前仍达不到。 目前,

MSTP 技术主要用来传输大客户的大带宽专线(网)数据,重
在传输,那么对于大客户宽带专网不同的业务传输需求,建 议采用客户业务带有的 VLAN 在 MSTP 设备中配置二层交 换域,是最理想的 MSTP 多点到点汇聚组网解决方案。 而随 着 MSTP 功能向数据设备发展, 也能在 MSTP 设备上完成 大客户业务的特殊需求。 从大客户业务需求和维护要求上,

MSTP 技术和功能可能从如下方面演进:点对点、点对多点、
二层交换模式下的 LPT (链路状态穿通 )功能,动态二 层 组 播 ,灵 活 的 业 务 流 分 类 和 限 速 ,端 口 镜 像 ,端 口 自 环 检 测 ,

IVL 和 SVL 方式灵活可设, 网管支持查看动态转发表和端
口流量,设备端口聚合,多生成树等。

MSTP 的 VLAN 配置,只有这样才能在不对 MSTP 作特殊要
求的情况下,使大客户业务也能达到满意的效果。 如果客户 数 据 带 有 VLAN 但 不 愿 意 告 之 , 这 时 启 用 MSTP 设 备 的
1 2 3 4
出版社,2003

参考文献
曹 蓟 光 . 多 业 务 传 送 平 台 (MSTP )技 术 与 应 用 . 北 京 :人 民 邮 电 华 永 . 浅 析 基 于 MSTP 技 术 的 大 客 户 接 入 . 广 东 科 技 ,2007 (11 ):322~334 史 训 礼 . 大 客 户 专 线 接 入 组 网 探 讨 . 电 信 科 学 ,2006 ,22 (10 ):

QinQ 功能或分支隔离功能, 但启用 QinQ 功能前一定要先
了解 MSTP 设备采用 SVL 、IVL 中的哪种。 如果采用 IVL 方 式,QinQ 实现就会存在所有下行帧全部广播的问题, 这种 配置显然是不能满足要求的。 大客户业务在开通和维护过程中, 应避免传统传输网
116

63~67
蒋 振 根 . 用 MSTP 设 备 解 决 数 据 业 务 传 送 网 的 技 术 方 案 . 邮 电 设计技术,2006 (10 ):8~13 (收稿日期:2008-12-10 )


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