MSTP技术

null中国电信维护岗位认证教材（IP专业）中国电信维护岗位认证教材（IP专业）MSTP技术目录目录第一章 MSTP的定义 第二章 MSTP的发展 第三章 两种交换技术的区别和特点 第四章 MSTP原理 第五章 MSTP的应用nullMSTP：Multi-Service Transport Platform 基于SDH的多业务传送平台（MSTP）：基于SDH平台，同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务平台。1.1 MSTP的定义目录目录第一章 MSTP的定义 第二章 MSTP的发展 第三章 两种交换技术的区别和特点 第四章 MSTP原理 第五章 MSTP的应用null传输网及城域网的发展2.1 MSTP的发展历史2.2 传统通信网的模型2.2 传统通信网的模型交换设备交换设备接入网传输网接入网95年以前：网络建设主要跟着交换网络的需求 网络以PDH为主。2.3 传输网与业务网的关系2.3 传输网与业务网的关系电话交换机IP设备ATM信元DDN设备FRNo.7(STP)SDHDWDM95年以后，作为独立的网络来规划和研究、现阶段进入网络优化和运营管理阶段。网络以SDH及DWDM为主，辅以微波通信。SDHnull2.4 城域网的基本概念及业务城域网（MAN，Metropolitan Area Network） 泛指在地理上覆盖都市管辖区域的信息传送网络，用来连接作为国家骨干的广域网络（WAN）和作为用户主体的局域网络（LAN），提供不同业务的接入、汇聚和传输等功能。 城域网提供的业务 VPN业务/VLAN业务 基于INTERNET的高速接入业务 基于IP的广播电视（IPTV） 、电视会议和VOD。 电子商务 专线接入业务(10/100/1000M以太网、DDN、FR、ATM) 远程教育、医疗、监控等 null以前由于主要面向话音业务，数据业务发展缓慢，只有本地（传输）网提供业务接口（POS和AOS方式)。2.5 城域网的发展SDH端口 带宽紧张交换机端口紧张静态连接,效率低只适合初期数据业务较少的应用交换机SDH环SDH组网交换机交换机null不是一个网络的形态 维护管理困难光纤浪费严重交换机端口压力大只适用于初期网络较小的应用光纤直连组网随着数据业务的发展，建设城域网，主要覆盖数据业务密集的地方，新建的城域网是数据网。2.6 光纤直连和ATM城域网的发展现状兼容TDM困难组网能力弱只适合本地初期宽带业务较少的应用ATM交换机RouterRouterATM VP-RINGATM交换机组网null2.7 城域网的发展现状缺点： 1、通过传输网上行，网络复杂、维护困难。 2、与传输网并列存在、重复建设，投资大。 传输接入层2.8 城域网和传输网融合2.8 城域网和传输网融合在新形势下，为了节省网络投资以及出于竞争的需要，考虑将本地网和城域网统一规划和建设，将传输网和城域网合为一体，以“城域传送网”的面貌出现。MSTP充当这个角色。 2.9 MSTP为什么基于SDH 2.9 MSTP为什么基于SDH 强大的组网能力和经过十几年发展成熟的网元技术和网络管理技术 保证新一代设备和现有SDH网络的兼容性 有效地提供TDM和Packet业务综合传输 null2.10 城域传送网选择MSTP的理由作为基础网，同时提供业务资源 租线业务：裸纤出租、波长出租、带宽出租。（大客户专线竞争激烈） 综合业务传送网 传输网和城域网并存，成本大，维护难，限制了未来业务的融合。 避免大风险 (称为B-ISDN的ATM并没有所预料的蓬勃发展)，MSTP规避了技术选择失误的风险，从而兼顾了技术革命和网络演进的平衡。null2.11 MSTP组网方式 混合网： 一个网络承载3种业务， SDH、ATM、IPnull2.12 MSTP组网2.13 MSTP技术的发展2.13 MSTP技术的发展第一代MSTP：1999年～2000年 属于MSTP的雏形阶段，实际上只是在SDH设备上提供数据接口而已 第二代MSTP：2001年中期～2002年 融合以太网透传/L2交换，ATM VP/VC交换 链路带宽动态调整技术。 第三代MSTP：正在研发阶段(一些厂家已有产品） 支持RPR的处理功能 支持三层处理功能 支持GMPLS功能 null2.14 MSTP相关观点一览目录目录第一章 MSTP的定义 第二章 MSTP的发展 第三章 两种交换技术的区别和特点 第四章 MSTP原理 第五章 MSTP的应用3.1 两种交换技术的特点3.1 两种交换技术的特点电路交换技术：独占一条电路。通信过程中双方一直占用该电路。特点是实时性强，时延小，线路利用率低。 分组交换技术：采用动态时分复用技术传送数据包。特点是电路利用率高，时延大。有数据才会转发。 3.2 传输网与数据网的区别3.2 传输网与数据网的区别传输网：属于电路交换技术。固定分配时隙，从而有时钟同步、抖动等参数指标等。 数据网：数据打散成很小的包，包传送没有先后之分。属于分组交换技术。（交换技术的不同导致参数的不同） 目录目录第一章 MSTP的定义 第二章 MSTP的发展 第三章 两种交换技术的区别和特点 第四章 MSTP原理 第五章 MSTP的应用null4.1 多业务传送平台（MSTP）基本功能模型AAL适配和VP/VC交换4.2 MSTP的体系结构4.2 MSTP的体系结构4.3 MSTP---Eth OVER SDH4.3 MSTP---Eth OVER SDHn*2M 一机多平面：SDH平面、IP平面、ATM平面，物理统一，逻辑分层 以太网处理可以包含L2S功能，实现业务收敛，提高带宽利用率 可以实现点到点、点到多点的传输；IP数据的逐点汇聚 IP占有带宽可指配，利用VLAN实现用户隔离4.4 MSTP----ATM OVER SDH4.4 MSTP----ATM OVER SDHN*155M两个逻辑层面：SDH 和 ATM，一机多平面：SDH平面、IP平面、ATM平面，物理统一，逻辑分层 ATM处理板包含ATM交换功能，便于业务收敛和共享带宽 ATM信元的逐点汇聚null 4.5 MSTP的核心处理模块---EOSEOS (Ethernet over SDH)处理流程：null4.6 EOS---接 入1、可光可电 2、端口拉远1、透传 2、二层交换 3、STP生成树1、RPR 1、GFP 2、PPP 3、ML-PPP 4、LAPS1、相邻级联 2、虚级联 3、LCAS 4、多径传输 5、穿通网络无关性SDH 特性FE接口：光、电选配FE光口:多种传输距离GE光口可热插拔: 多种传输距离2Km 15Km500m 10Km 30Km 70Km全光 全电 光电混合业务处理二层交换环路控制封装映射SDH 交叉 连接Eth端口1、业务流分类 2、CAR 3、VLAN 4、用户域隔离5、LPT 6、组播4.7 物理层标准4.7 物理层标准 10BASE2  10BASE5  10BASE-T：运行在两对五类双绞线上的10M以太网  100BASE-TX ：运行在两对五类双绞线上的快速以太网(100m)  100BASE-T2 ：运行在两对三类双绞线上的快速以太网  100BASE-T4：运行在四对三类双绞线上的快速以太网  100BASE-FX ：运行在光纤上的快速以太网，光纤类型可以是单模也可以是多模  1000BASE-SX：运行在多模光纤上的1000M以太网，S指发出的光信号是短波长的形式；  1000BASE-LX：运行在单模光纤上的1000M以太网，L指发出的光信号是长波长的形式；  1000BASE-CX ：运行在同轴电缆上的1000M以太网  1000BASE-TX 在这些标准中，前面的10，100，1000分别代表运行速率；中间的BASE指传输的信号是基带方式；后边的2，5分别代表最大距离；TX，T2，T4，FX，SX，LX，CX等应用于双绞线以太网和光纤以太网 4.8 半/全双工物理层4.8 半/全双工物理层 任一时刻只能接收或发送 采用CSMA/CD访问机制 物理上有距离限制 同一时刻可以发送和接收 最大吞吐量达到双倍速率 从根本上消除了半双工的物理距离限制全双工物理层半双工物理层双工方式运行速率全双工 半双工10M 100M 1000M 10Gnull4.9 EOS---业务处理及二层交换1、端口拉远 2、光口/电口1、透传 2、二层交换 3、STP生成树1、RPR1、GFP 2、PPP 3、ML-PPP 4、LAPS1、相邻级联 2、虚级联 3、LCAS 4、多径传输 5、穿通网络无关性SDH 特性业务处理二层交换环路控制封装映射SDH 交叉 连接Eth端口1、业务流分类 2、CAR 3、VLAN 4、用户域隔离 5、LPT 6、组播null 将以太帧按照一定策略划分为多个优先级或者服务类。（传统交换机采用先进先出的策略）4.10 EOS---业务服务分类MSTP你违反了 契约的正常范围，应 如何处罚你呢？契约违约 应用虽然违约， 但我们还在约定突发范围内！你是低优先级用户, 可以通过,但不能保证一路顺风!你们无论是什么级别用户, 都不能通过! MSTP带宽调整粒度最小达到64Kb/s4.11 EOS基本概念4.11 EOS基本概念 用户端口：与本地用户LAN连接的以太端口。 系统（MP）端口：与SDH连接的内部以太端口。 带宽共享： 多个用户端口的业务占用一个系统端口的带宽。 汇聚： 多个系统端口的业务占用一个用户端口的带宽。 自动协商：在一个链路段上交换关于各自功能的信息。例如端口速率匹配、全双工或半双工，选择最好的模式工作。 流量控制：在系统带宽不足时，防止丢包的一种策略机制。在10/100全双工下采用PAUSE流量控制技术。共享null4.12 以太网幀（frame）前同步信号：使所有硬件有足够时间识别一个正在传输中的幀，并使它们开始工作，以接收数据。 类型：支出上层的类型，如IP或NOVELL IPX。 目的地址：要到达的端口的地址。 源地址：本端口的地址。 FCS：对数据的完整性进行循环冗余校验和。 帧长度：64～1518字节 MAC地址：全球唯一。null4.13 EOS---透传、汇聚透传技术： 原理：来自以太网接口的数据帧不经过二层交换，直接进行协议封装和速率适配后，映射到SDH的虚容器（VC）中。 MSTP支持的透传功能： 1、保证以太网业务的透明性，包括以太网MAC帧，VLAN标记等的透明传送。 2、 传输链路带宽可配置。 3、支持VLAN处理功能。 4、支持流量控制 应用： 透传业务模式：FE—>FE、GE—>GE以太业务透传、汇聚应用模式nullW1经Hub A发送帧到Server； Hub A 复制该帧至所有端口； Hub B复制该帧至所有端口； 此时任何网段上的任何设备都不能进行帧的发送。4.14 交换技术的发展－集线器HUB AW1 W2W3 W4HUB BEthernet(HUB)Ethernet(HUB)一种带宽共享的技术(冲突域） MAC地址 CSMA/CD 协议(具有冲突的载 波侦听多路访问协议) 介质空闲时才发送 碰撞会产生时延 数据传送的不确定性 可扩展性差4.15 交换技术的发展－集线器二层交换的学习方法二层交换的学习方法交换机读入相连的LAN的所有幀，形成一张地址表，工作时根据幀的目的地址将幀从一个端口移动到另一个端口。当不知道目的地址时，就flooding (溢出：除接收端口以外都发送)。所以交换机没有隔离广播的能力。4.16 交换技术的发展－交换机4.17 帧学习过程4.17 帧学习过程 A 往B发包 ，0口收到并存储 包 => 1, 2, & 3 A的地址与端口的关系存MAC表 B 往C发包 ，1口收到并存储 包 => 0, 2, & 3 B的地址与端口的关系存MAC表 B 往A发包 ，1口收到并存储 查MAC表 => A/0 转发 0口4.18 MAC地址表4.18 MAC地址表地址端口0x02-11-30-fe-06-000x000x04-02-ff-00-01-f10x010x08-00-00-ff-03-080x02MAC地址表4.19 交换机、网桥4.19 交换机、网桥将一个网络划分为多个分离的网段；（隔离碰撞域） 减少本地业务造成的拥塞； 通过观察所有网段上的发送帧学习转发路径； 将广播帧转发到所有网段；（不能隔离广播域） 交换机与网桥的区别：端口数与转发能力。4.20 VLAN基本概念4.20 VLAN基本概念划分VLAN的目的： 抑制广播 安全性考虑 管理方便 VLAN划分方式： 基于端口 基于MAC地址 基于第三层协议null地址端口0x02-11-30-fe-06-000x000x04-02-ff-00-01-f10x010x08-00-00-ff-03-080x02MAC地址表4.21 MAC地址表VLAN 1223214.22 TRUNK链路4.22 TRUNK链路 两个交换机间用来传递VLAN通信的链路称为TRUNK。 在TAG链路上传输的帧携带VLAN ID，用来正确的区分帧所属的VLAN。1234.ABCD.00011234.ABCD.0003Trunk链路4.23 使用VLAN的优点4.23 使用VLAN的优点限制了广播域：VLAN技术可以把物理网络分成逻辑上的不同广播域（VLAN域），使网络上传送的数据包只在与自己位于同一个VLAN的端口之间交换，因此避免了带宽的浪费。消除了传统的桥接／交换网络的固有缺陷：包经常被传送到并不需要它的局域网中。 限制广播风暴：在一个VLAN域中产生广播风暴不会送到 该VLAN域之外的端口，这样就可以最大程度防止和减少广播风暴的产生。 提供安全性防火墙：使用VLAN限制了个别用户的访问和控制组的大小及位置等，交换端口可以基于应用类型和访问特权进行分组，被限制的应用程序和资源一般置于安全性 VLAN中。 4.24 MSTP的隔离功能4.24 MSTP的隔离功能100MMSTP100M100M20M 共享VLAN（1）VLAN（2）VLAN（n）支持用户隔离，最大程度保证网络安全用户隔离用户隔离VLAN（2）VLAN（1）4.25 交换机端口类型和交换机间链路类型4.25 交换机端口类型和交换机间链路类型端口类型类型含义TAG 非TAG能接收包含VLAN ID帧的端口,常用作 交换机间连接 不能识别VLAN ID 帧,用来连接终端 既能识别标记帧,又能 接收非标记帧,有一个 默认VLAN用于接收到 的非标记帧.链路类型类型含义TAG ACCESS 交换机间链路,传输 的帧携带VLAN信息 ,如果在该链路上接收 到不包含VLAN信息 的帧,则按照配置动作. 不能识别包含VLANID 的帧,连接终端. 混合4.26 生成树协议（STP)4.26 生成树协议（STP)环路的问题：如果交换机接收到一个广播包，则向所有两条上行链路上转发，核心层交换机接收到以后，互相转发，这样最终形成环路，带来网络风暴。为了提高冗错性，交换机往往通过多条链路连接上层交换机，假设其中一条链路断了，可以有另外一条备用。null4.27 EOS---环路控制技术1、端口拉远 2、光口/电口1、透传 2、二层交换1、RPR1、GFP 2、PPP 3、ML-PPP 4、LAPS1、相邻级联 2、虚级联 3、LCAS 4、多径传输 5、穿通网络无关性SDH 特性业务处理二层交换环路控制封装映射SDH 交叉 连接Eth端口1、业务流分类 2、CAR 3、VLAN 4、用户域隔离5、LPT 6、组播RPR为逆向双环拓扑结构，外环（ Outer Ring ）和内环（ Inner Ring ）都传送数据包和控制包，内环的控制包携带外环数据包的控制信息，反之亦然。4.28 RPR的特性4.28 RPR的特性 传统的SDH网络需要环带宽的50%作为冗余，RPR则不然，它保持了类似于SDH中APS的保护机制，利用两个反向的环来保护业务，同时还允许数据业务流在源节点和目的节点之间的环上全速传输，不需要保留50%的带宽。提供分优先级服务。null1、端口拉远 2、光口/电口1、透传 2、二层交换 3、STP生成树 1、RPR1、GFP 2、PPP 3、ML-PPP 4、LAPS1、相邻级联 2、虚级联 3、LCAS 4、多径传输 5、穿通网络无关性SDH 特性业务处理二层交换环路控制封装映射SDH 交叉 连接Eth端口1、业务流分类 2、CAR 3、VLAN 4、用户域隔离5、LPT 6、组播GFP，Generic Framing Procedure，通用成帧规程 HDLC，High Level Data Link Control protocol，高级数据链路控制规程 PPP，Point to Point Protocol，点到点协议 ML-PPP，Multilink PPP，多链路点到点协议 LAPS，Link Access Procedure—SDH，SDH链路接入规程4.29 EOS---封装技术null目前有三种方案将以太网数据通过专用协议映射到SDH帧结构中 通过点到点协议MLPPP转换成HDLC帧结构，再映射到SDH的虚容器VC中。（三步：提取MAC帧、PPP帧、HDLC帧） 将数据包转换成LAPS(Link Access Procedure SDH，SDH链路接入规程 )结构映射到SDH虚容器VC中 将数据包通过通用层幀规程（GFP）的方式映射到SDH虚容器VC中。（互连互通）4.30 EOS---封装协议null4.31 EOS---映射处理1、端口拉远 2、光口/电口1、透传 2、二层交换 3、STP生成树 1、RPR1、GFP 2、PPP 3、ML-PPP 4、LAPS1、相邻级联 2、虚级联 3、LCAS 4、多径传输 5、穿通网络无关性SDH 特性业务处理二层交换环路控制封装映射SDH 交叉 连接Eth端口1、业务流分类 2、CAR 3、VLAN 4、用户域隔离5、LPT 6、组播null4.32 EOS---穿通网络无关性、多径传输MSTP设备采用虚级联技术，保证穿通网络的无关性，充分利用原有网络资源，并快速开展业务。MSTP RINGMSTP设备采用延时补偿技术，在保证穿通网络无关性的同时，提供多径传输，充分利用原有网络资源。新建MSTP网络4.33 链路带宽调整规程（LCAS）4.33 链路带宽调整规程（LCAS）LCAS可以不中断业务地自动调整和同步虚级联组大小，可以克服SDH固定速率的缺点，根据用户的需求实现带宽动态可调 SDH：改变速率时要中断业务 引入LCAS：可以根据用户需求的变化，不中断业务地调整带宽null4.34 LCAS（link capacity adjustment scheme）MSTP正常状态4.35 带宽的动态调整4.35 带宽的动态调整可以对一天或者一星期中的不同时间段配置不同的带宽。比如，用户的初始带宽为6M（3个VC-12），根据需要，利用LCAS机制可以不断业务的调整为8、10M等（调整颗粒为2M（VC-12），如果采用端口限速，调整颗粒可以更小。4.36 多路径传送业务保护4.36 多路径传送业务保护 POP A POP BX POP B POP AVC-4VC-4VC-4VC-42VC-41VC-42VC-41VC-44.37 负载均衡4.37 负载均衡VC-4-7vGEVC-4-7vGEVC-4-7vGEVC-4-7vGEnull 4.38 MSTP的核心处理模块---AOS AOS( ATM over SDH)处理流程：4.39 ATM信元的载处理CELLAAL映射映射至虚容器VC-4流量控制/收敛比4.39 ATM信元的载处理cell长度为53字节，分为信头和净荷两部分，信头为5字节，净荷为48字节。 4.40 ATM虚连接的建立、路由4.40 ATM虚连接的建立、路由ATM连接建立的方式有两种： 1、PVC 2、SVCnull4.41 AOS应用环境 MSTP设备上的ATM接入单板，执行ATM业务到SDH传输网的汇聚和收敛，主要应用场合包括： ATM网络终端或工作站到SDH网络的接入。 DSLAM接入交换（复用）机到SDH网络的接入。 ATM交换机OC3支路到SDH网络的接入。 移动基站到SDH网络的接入。 目录目录第一章 MSTP的定义 第二章 MSTP的发展 第三章 两种交换技术的区别和特点 第四章 MSTP原理 第五章 MSTP的应用null完成比传统SDH更强的TDM业务处理能力。 作为IP网的承载平台,提供完善的保护和管理能力;对数据业务流量进行汇聚，对其所占有的带宽进行收敛，提高带宽利用率，减少占用的光纤，节省IP城域网设备的光端口。 作为ATM上行的ADSL的承载平台,提供完善的保护和管理能力;对业务流量进行汇聚，对其所占有的带宽进行收敛，提高带宽利用率，减少其所占用的光纤，节省ATM设备的光端口。5.1 MSTP的应用null在城域以及广域的范围内提供高质量的2层以太网业务，为大客户提供高质量的数据专线和TLS（透明LAN）业务 带宽以较小的颗粒动态可调（2M-100M，颗粒为1M或2M，有的甚至可以达1k ，100M-1000M，颗粒为VC-4） 优秀的QoS保证5.2 MSTP的应用定位5.3 业务开展示例5.3 业务开展示例点到点以太网专线业务 端到端以太网专线业务 以太网汇聚/ADSL DSLAM IP上行汇聚业务 ADSL/VDSL端到端专线 ADSL DSLAM ATM上行汇聚业务 虚拟以太局域网业务（同城互联业务） 跨域端到端以太网专线业务 跨域端到端ADSL/VDSL专线业务 跨域虚拟专用网业务5.3.1点到点以太网专线业务5.3.1点到点以太网专线业务点到点专线业务可以分为独占带宽型和共享带宽型两种。如果在专线两端连接ADSL/VDSL DSLAM（IP上行）设备，则成为ADSL/VDSL专线。5.3.2.端到端以太网专线业务5.3.2.端到端以太网专线业务点到点专线业务可以分为独占带宽型和共享带宽型两种。如果在专线两端连接ADSL/VDSL DSLAM（IP上行）设备，则成为ADSL/VDSL专线。5.3.3.以太网汇聚ADSL DSLAM IP上行汇聚业务5.3.3.以太网汇聚ADSL DSLAM IP上行汇聚业务以太网汇聚功能能进一步提高传输通道的利用率，适合普通用户LAN宽带接入业务的传送要求。 可以节省IP城域网中光纤的占用，还可以节省IP城域网中光端口的占有。 5.3.4. ADSL/VDSL端到端专线5.3.4. ADSL/VDSL端到端专线5.3.5. ADSL ATM上行汇聚业务5.3.5. ADSL ATM上行汇聚业务可以节省ADSL组网中光纤的占用，还可以节省ATM网中光端口的占有。 5.3.6.虚拟以太局域网业务（同城互联业务）5.3.6.虚拟以太局域网业务（同城互联业务）以太共享环大客户提供虚拟局域网的互联业务，实现同城互联。 5.3.7.跨域端到端以太网专线业务5.3.7.跨域端到端以太网专线业务如果在专线两端连接ADSL/VDSL DSLAM（IP上行）设备，则成为ADSL/VDSL专线。5.3.8.跨域端到端ADSL/VDSL专线业务5.3.8.跨域端到端ADSL/VDSL专线业务5.3.9.跨域虚拟专用网业务5.3.9.跨域虚拟专用网业务null课程结束，谢谢大家！