以太技术在城域传送网的应用
摘要
在城域传送网中如何高效、智能地支持分组业务，特别是以太业务，是当前传输通信领域的重要研究课题之一，也是城域网建设迫切需要解决的工程问题之一。本文针对以太网技术在城域传送网络中的应用实际，结合城域以太网论坛(Metro Ethernet Forum)的以太网业务模型，分析研究了关键技术。
本文从分析城域传送网现状入手，结合城域传送网中实现数据业务的技术路线、关键技术，制定并实现了富有创新特色的解决方案。方案中采用了可堆叠式VLAN(Stackable VLAN)技术来建立城域以太网EVC连接，提出并采用了“自限”的概念，改造了用于以太交换网络的传统生成树算法和传统GVRP协议，实现了网络设备的分层、分自治域管理。方案从全新的角度实现了城域以太网的虚拟专用线业务(EVPL)和以太网专用局域网业务(EPLn)，克服了其它方案存在的网络规划不灵活、扩展性差、带宽利用率不高等弱点。
本文在方案的实现方面，以功能强大、性能稳定、方便灵活的网络处理器IXP1200为处理核心，结合多业务传送平台设备整机的具体要求，设计、构建了城域以太网处理单元的硬件平台。基于该硬件平台，根据本文提出的可堆叠式VLAN方案，设计了网络处理器的软件系统构架、微码数据结构和微码处理流程；方案实现最终完成了硬件开发调试，软件编码和系统测试。在多设备组成模拟网络环境的条件下，进行了全网测试，测试结果达到设计要求，满足工程应用需要。
最后，在城域传送网中，将以太业务处理单元的各种应用方式做了总结。
The serious technology task and urgent project problem is how to support packet-services efficiently and intelligently in metro network. This dissertation bases on Metro-Ethernet-Forum Ethernet services, brings out a solution to solve this actual problem.
This paper begins with analyzing current metro transport network. Combined with Ethernet work technologies, an innovative scheme has been proposed to solve transporting packet-service on metro transport network. In this scheme, the key technology is using Stackable VLAN to establish metro Ethernet EVC, and using 'self-limited' protocols to manage layered metro Ethernet network. This scheme gets over several severe shortcomings in other schemes, just like poor scalability in network design, low usage in network bandwidth utilization, etc.
To implement this scheme, we designed hardware platform with powerful network processor IXP1200. Upon this platform, we designed software architecture, microcode data structure, and microcode process flows. After debugging, we take a carefully system test, and the results conform the design, and meet the requirements of real network applications.
At last, we figures out several typical networking applications.
本文从分析城域传送网现状入手，结合城域传送网中实现数据业务的技术路线、关键技术，制定并实现了富有创新特色的解决方案。方案中采用了可堆叠式VLAN(Stackable VLAN)技术来建立城域以太网EVC连接，提出并采用了“自限”的概念，改造了用于以太交换网络的传统生成树算法和传统GVRP协议，实现了网络设备的分层、分自治域管理。方案从全新的角度实现了城域以太网的虚拟专用线业务(EVPL)和以太网专用局域网业务(EPLn)，克服了其它方案存在的网络规划不灵活、扩展性差、带宽利用率不高等弱点。
本文在方案的实现方面，以功能强大、性能稳定、方便灵活的网络处理器IXP1200为处理核心，结合多业务传送平台设备整机的具体要求，设计、构建了城域以太网处理单元的硬件平台。基于该硬件平台，根据本文提出的可堆叠式VLAN方案，设计了网络处理器的软件系统构架、微码数据结构和微码处理流程；方案实现最终完成了硬件开发调试，软件编码和系统测试。在多设备组成模拟网络环境的条件下，进行了全网测试，测试结果达到设计要求，满足工程应用需要。
最后，在城域传送网中，将以太业务处理单元的各种应用方式做了总结。
The serious technology task and urgent project problem is how to support packet-services efficiently and intelligently in metro network. This dissertation bases on Metro-Ethernet-Forum Ethernet services, brings out a solution to solve this actual problem.
This paper begins with analyzing current metro transport network. Combined with Ethernet work technologies, an innovative scheme has been proposed to solve transporting packet-service on metro transport network. In this scheme, the key technology is using Stackable VLAN to establish metro Ethernet EVC, and using 'self-limited' protocols to manage layered metro Ethernet network. This scheme gets over several severe shortcomings in other schemes, just like poor scalability in network design, low usage in network bandwidth utilization, etc.
To implement this scheme, we designed hardware platform with powerful network processor IXP1200. Upon this platform, we designed software architecture, microcode data structure, and microcode process flows. After debugging, we take a carefully system test, and the results conform the design, and meet the requirements of real network applications.
At last, we figures out several typical networking applications.
引文
1. "Metro Ethemet Services, MEF white paper", Metro Ethernet Forum, http://www.metroethernetforum.org
2．石晶林，丁炜，MPLS宽带网络互联技术，人民邮电出版社，2001．3
3．韦乐平，SDH光同步数字传送网(修订本)，人民邮电出版社，1998．12
4. Douglas E. Comer, Internetworking With TCP/IP Vol 68: Principles, Protocols, and Architecture，影印版，清华大学出版社，1998．9
5．中华人民共和国通信行业标准YD／T 1238-2002，《基于SDH的多业务传送节点技术要求》
6．A．S．Tanenbaum著，熊桂喜等译。《计算机网络(第三版)》清华大学出版社，1998
7．Liam B.Quinn Richard G.Russell著，龚向阳、刘晓梅译，《快速以太网》 人民邮电出版社，2000
8. IEEE 802.1D 1998 Edition: Media Access Control (MAC) Bridges
9. IEEE 802.10 1998 Edition: Virtual Bridged Local Area Networks
10. Intel(?) IXP1200 Network Processor Family: Hardware Reference Manual, December 2001, Intel
11. Intel(?) IXP1200 Network Processor Family: Microcode Programmer's Reference Manual, December2001, Intel
12．张成良，传送网又一轮的竞争重点——城域传送网，电信科学，2002，5
13．梁浩，曹玲，新一代城域光网络解决方案，电信科学，2002，5
14．Radia Perlman著，高传善等译，网络互连(第2版) 网桥·路由器·交换机和互连协议，机械工业出版社，2000．12
15. Douglas E. Comer, Internetworking With TCP/IP Vol 69: Principles, Protocols, and Architecture，影印版，清华大学出版社，1998．9
16．林云松，宽带城域网综合接入系统，信息产业部有线传输通信专业情报网，2001，7
17．中华人民共和国通信行业标准，基于SDH多业务传送节点测试方法(送审稿)
18. VxWorks Programmer's Guide, WindRiver Inc. 2002.8
19. VxWorks Network Programmer's Guides, WindRiver Inc. 2002.8
20. RFC1661, The Point-to-Point Protocol (PPP)
21. RFC1662, PPP in HDLC-like Framing
22. ITU-T X.86: Etherent over LAPS和ITU-T X.85 IP over LAPS
23. ITU-T G.GFP / G.7041, Generic Framing Procedure(GFP)
2．石晶林，丁炜，MPLS宽带网络互联技术，人民邮电出版社，2001．3
3．韦乐平，SDH光同步数字传送网(修订本)，人民邮电出版社，1998．12
4. Douglas E. Comer, Internetworking With TCP/IP Vol 68: Principles, Protocols, and Architecture，影印版，清华大学出版社，1998．9
5．中华人民共和国通信行业标准YD／T 1238-2002，《基于SDH的多业务传送节点技术要求》
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7．Liam B.Quinn Richard G.Russell著，龚向阳、刘晓梅译，《快速以太网》 人民邮电出版社，2000
8. IEEE 802.1D 1998 Edition: Media Access Control (MAC) Bridges
9. IEEE 802.10 1998 Edition: Virtual Bridged Local Area Networks
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11. Intel(?) IXP1200 Network Processor Family: Microcode Programmer's Reference Manual, December2001, Intel
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13．梁浩，曹玲，新一代城域光网络解决方案，电信科学，2002，5
14．Radia Perlman著，高传善等译，网络互连(第2版) 网桥·路由器·交换机和互连协议，机械工业出版社，2000．12
15. Douglas E. Comer, Internetworking With TCP/IP Vol 69: Principles, Protocols, and Architecture，影印版，清华大学出版社，1998．9
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19. VxWorks Network Programmer's Guides, WindRiver Inc. 2002.8
20. RFC1661, The Point-to-Point Protocol (PPP)
21. RFC1662, PPP in HDLC-like Framing
22. ITU-T X.86: Etherent over LAPS和ITU-T X.85 IP over LAPS
23. ITU-T G.GFP / G.7041, Generic Framing Procedure(GFP)