城域以太網(wǎng)跨越障礙

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對如今最流行的應(yīng)用—LAN到LAN互連、IP接入與對等操作、內(nèi)容分發(fā)、數(shù)據(jù)中心聯(lián)網(wǎng)以及VoIP傳輸而言，以太網(wǎng)因其具備諸多優(yōu)點(diǎn)已然成為一種既有效又簡單的解決方案。那么，為什么以太網(wǎng)會(huì)在城域和長距離網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的發(fā)展中遇到阻力呢？答案也許很簡單: 因?yàn)榇嬖谌蟾驹?，使得城域以太網(wǎng)發(fā)展受阻！
今天，以太網(wǎng)攜其自身的諸多優(yōu)點(diǎn)—使用方便、具有成本效益、可擴(kuò)展性和靈活性，正試圖打破城域帶寬瓶頸。另外，由于在局域網(wǎng)（LAN）得到了廣泛應(yīng)用，廠商在生產(chǎn)數(shù)以百萬計(jì)的快速以太網(wǎng)（Fast E）和千兆以太網(wǎng)（GigE）等接口，與SONET、ATM和幀中繼等接口相比，成本大大降低。
由于擁有廣泛的市場基礎(chǔ)，以太網(wǎng)自然成了最具有擴(kuò)展性的傳輸技術(shù)。一旦建立了快速以太網(wǎng)或者千兆以太網(wǎng)連接，一些運(yùn)營商就可以讓顧客自行選擇優(yōu)先帶寬級(jí)別，只要不超出100Mbps或者1Gbps的最大端口速率就行。加之以太網(wǎng)可以采用多種方式進(jìn)行配置，從簡單的點(diǎn)對點(diǎn)服務(wù)到用第二層網(wǎng)橋構(gòu)建的多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，不一而足?；诖耍\(yùn)營商還可以利用該協(xié)議所具有的靈活性，提供固定費(fèi)率和基于使用流量的兩種定價(jià)方案，這樣用戶就可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量特點(diǎn)，來盡量減少每月開支。
然而，盡管以太網(wǎng)具有上述顯著優(yōu)點(diǎn)，并且基于專線、ATM或者幀中繼的以太網(wǎng)也發(fā)展迅速，但以太網(wǎng)在城域范圍發(fā)展的窘境仍是昭然若揭：覆蓋范圍有限、標(biāo)準(zhǔn)缺乏一致性以及性能受到限制。
障礙一: 覆蓋范圍有限
雖然幾乎每家運(yùn)營商都已宣布推出城域以太網(wǎng)服務(wù)，但實(shí)施的這些服務(wù)有不少無法讓大部分用戶享用以太網(wǎng)的各項(xiàng)優(yōu)勢。因?yàn)?，雖然目前鋪設(shè)了光纖城域網(wǎng)，但80%～90%的企業(yè)距離光纖設(shè)施仍在半英里之外；另外，2002年以來企業(yè)縮減資本開支，這就減少了為了支持以太網(wǎng)服務(wù)必須部署的新型電信級(jí)交換硬件設(shè)備的費(fèi)用。導(dǎo)致的直接結(jié)果就是，城域以太網(wǎng)服務(wù)只是部署在密集的電信大樓等地區(qū)；若要想部署在新的地區(qū)，還得視具體情況而定。
障礙二: 標(biāo)準(zhǔn)缺乏一致
在標(biāo)準(zhǔn)方面，雖然城域以太網(wǎng)論壇（MEF）制訂了明確標(biāo)準(zhǔn)，但并沒有被所有硬件廠商和運(yùn)營商所采用。目前實(shí)施的硬件其標(biāo)準(zhǔn)各不相同、功能不一：有的是復(fù)雜的第二層服務(wù)互聯(lián)，有的是簡單的基于專線的點(diǎn)對點(diǎn)以太網(wǎng)。如果在采用不同技術(shù)的兩家運(yùn)營商之間延伸以太網(wǎng)服務(wù)，硬件選擇的多樣性就會(huì)帶來特性差異，而相應(yīng)的是產(chǎn)品功能上的差異會(huì)導(dǎo)致部署端到端服務(wù)并不能符合用戶的心意。
用一個(gè)實(shí)際例子可以很好地給予解釋：一用戶需要一個(gè)應(yīng)用—傳輸超過2400字節(jié)的以太網(wǎng)巨型幀（jumbo-frame）。雖然硬件生產(chǎn)商的設(shè)備支持巨型幀，但對幀的上限作了限制，具體取決于服務(wù)是通過快速以太網(wǎng)接口來提供，還是通過千兆以太網(wǎng)接口來提供。另外，該用戶只需要100Mbps的帶寬，不愿為環(huán)路上的千兆帶寬付費(fèi)。所以，為了能夠容納快速以太網(wǎng)環(huán)路上尺寸更大的巨型幀，只好專門部署額外硬件。
另一個(gè)例子就是廠商不支持802.3ad鏈路聚合，大家知道，如果有了802.3ad鏈路聚合，就很容易把不同提供商之間或者同一服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)上的多家廠商的設(shè)備之間高度可靠的連接接合起來（如圖1所示）。
障礙三：性能受到限制
除了上述覆蓋范圍、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問題之外，網(wǎng)絡(luò)性能是我們最關(guān)注的焦點(diǎn)。大多數(shù)以太網(wǎng)服務(wù)缺乏服務(wù)級(jí)別和流量優(yōu)先級(jí)劃分，所以它是一種“盡力服務(wù)”（best-effort service）。但不管怎樣，如果使用冗余骨干網(wǎng)流量確保流量沒有阻塞，還是能滿足高可用性的服務(wù)級(jí)別協(xié)議（SLA）的要求。不過，在一條或者多條核心網(wǎng)絡(luò)通路出故障而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)停止運(yùn)行的情況下，也會(huì)引發(fā)流量阻塞。
故此，如果沒有實(shí)施服務(wù)質(zhì)量（QoS），就不能始終維持SLA。許多部署的交換式以太網(wǎng)還缺乏SONET的快速重路由功能，這樣一來，就不適合高度敏感的應(yīng)用，譬如數(shù)據(jù)同步復(fù)制或者實(shí)時(shí)視頻業(yè)務(wù)。
跨越的技巧
令人欣慰的是，上述問題都可以得到完善的解決，并且有多個(gè)方案備選，包括：
● 利用額外光纖。擴(kuò)大本地光纖的覆蓋范圍很重要，傳統(tǒng)本地交換運(yùn)營商（ILEC）重新關(guān)注光纖到路邊（FTTC）計(jì)劃則可能會(huì)發(fā)揮效用，不過要取得重大進(jìn)展仍有很長一段路要走。如今，有些線纜公司推出了各自版本的以太網(wǎng)傳輸服務(wù)，不過說到充分利用網(wǎng)絡(luò)功能，這些公司鋪設(shè)的光纖仍有很大潛力可挖。
● 采用基于銅線和專線的以太網(wǎng)。如今已涌現(xiàn)出了許多硬件公司，它們所開發(fā)的廉價(jià)交換機(jī)能夠擴(kuò)大基于傳統(tǒng)銅線環(huán)路和專線的以太網(wǎng)的傳輸范圍。這些設(shè)備通常使用面對用戶、具有10Base-T或者快速以太網(wǎng)切換功能的廉價(jià)小型的用戶端設(shè)備（CPE），以及網(wǎng)絡(luò)上從DS-1到OC-3的多個(gè)接口。本地環(huán)路的兩端分別是CPE和大型交換機(jī)，交換機(jī)則放在中心局或者運(yùn)營商的存在點(diǎn)（PoP）。這些CPE交換機(jī)有許多還能夠把多條速度較慢的環(huán)路聚合起來，以增加面對用戶的以太網(wǎng)接口的吞吐量。另外，有些傳統(tǒng)的SONET多路復(fù)用器生產(chǎn)商在給現(xiàn)有平臺(tái)添加以太網(wǎng)刀片，甚至在給已經(jīng)添加了交換式以太網(wǎng)功能的升級(jí)平臺(tái)添加以太網(wǎng)刀片（如圖2所示）。
● 以太網(wǎng)交換機(jī)硬件成本不斷降低。電信級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)硬件成本在最近兩年大幅下降，不過要實(shí)現(xiàn)城域覆蓋，仍需要投入相當(dāng)大的一筆資金。隨著這類成本不斷下降，運(yùn)營商會(huì)更容易證明有必要擴(kuò)大覆蓋范圍。
● 通過網(wǎng)橋連接其他第二層的交換式以太網(wǎng)服務(wù)。在以太網(wǎng)訪問不到某些節(jié)點(diǎn)的多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中，僅次于最好的解決方案也許就是以太網(wǎng)和幀中繼/ATM之間采用第二層網(wǎng)橋技術(shù)。在這種情況下，就可以利用RFC 1490和RFC 1483這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)來封裝ATM或者幀中繼上的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，然后傳回到連接其余以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的第二層網(wǎng)橋。
● 無線以太網(wǎng)。許多無線設(shè)備生產(chǎn)商現(xiàn)在為點(diǎn)對點(diǎn)部署提供快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)等接口；而WiMAX及其他技術(shù)也有望能夠帶來多點(diǎn)部署及延長傳輸距離等功能。
● 實(shí)施一致的標(biāo)準(zhǔn)和核心交換功能。運(yùn)營商會(huì)密切關(guān)注城域以太網(wǎng)論壇（MEF）、第一英里以太網(wǎng)聯(lián)盟（EFMA）及其他組織所制訂的標(biāo)準(zhǔn)，還會(huì)促使硬件商也要密切關(guān)注。因?yàn)榧兇獾囊蕴W(wǎng)交換功能（而不是有限的基于專線的點(diǎn)對點(diǎn)以太網(wǎng)）被進(jìn)一步推向網(wǎng)絡(luò)邊緣，所部署設(shè)備會(huì)更真正地采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提供更大的服務(wù)靈活性。到時(shí)，運(yùn)營商就能夠跨網(wǎng)絡(luò)到網(wǎng)絡(luò)接口對服務(wù)參數(shù)進(jìn)行匹配，提供性能一致的端到端服務(wù)。
● 克服性能受到限制的問題。隨著運(yùn)營商部署功能更完善的基于多協(xié)議標(biāo)記交換（MPLS）的以太網(wǎng)，目前性能受到限制的問題會(huì)得到緩解。還有，最近實(shí)施的MPLS允許用流量劃分優(yōu)先級(jí)和部署流量工程，確保在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)核心內(nèi)實(shí)現(xiàn)真正的QoS。另外，基于MPLS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，一旦網(wǎng)絡(luò)通路出現(xiàn)故障，MPLS交換機(jī)里面的快速重路由功能也可以提供接近SONET交換速度的轉(zhuǎn)換時(shí)間，這些改進(jìn)將使得以太網(wǎng)傳輸適合于要求最苛刻的應(yīng)用。
說到此，我們不難理解以太網(wǎng)的前景和價(jià)值最終取決于運(yùn)營商和設(shè)備生產(chǎn)商在發(fā)展市場方面投入的工作和專注程度。因此，要解決如今面臨的挑戰(zhàn)，沒有權(quán)宜之計(jì);不過業(yè)界領(lǐng)導(dǎo)廠商正在利用技術(shù)和創(chuàng)造力，來設(shè)計(jì)可以讓用戶發(fā)揮城域以太網(wǎng)潛力的解決方案。

來源：CCW