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兴趣联盟 - 电子与通信工程

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    运营商以太网:验证一致性、功能性和QoS性能扩展性

    张进 2010-12-10 21:23

    摘要

      对运营商以太网服务、以太网OAM、服务质量、VPN泄漏、端到端应用流量及面向未来的测试等内容进行了实验室中的验证,提出了Spirent TestCenter中的Inspire Architecture架构。

    1  引言

      目前,以太网正在取代传统的租用线路技术,并被越来越广泛地应用于关键的数据及语音传输业务。以太网的这一重要的角色旨在向用户提供高水平的服务质量(QoS)、严格的服务水平规格(SLS)并且为服务商的赢利能力提供充分的保障。在以太网服务为客户部署到位之前,我们必须在实验室中对这些内容加以验证。

    2  运营商以太网服务

      城域以太网论坛(MEF)已经出台了MEF 6及MEF 10等多项技术规格,为以太网服务奠定了基础。这些文档对多种服务进行了描述,其中包括点对点(E-Line)和多点(ELAN)以太网,同时还包括与这些服务相关的性能属性,例如承诺信息速率、帧延迟和帧延迟变化。虽然城域以太网论坛已经对以太网服务的服务类型、属性和参数进行了定义,但城域以太网论坛并没有具体规定实现这些服务所需的城域以太网(MEN)技术。

      提供运营商以太网服务的通用方法包括:

      ●使用MPLS为E-LAN建立一个虚拟个人局域网服务(VPLS);

      ●使用MPLS通过第2层伪线(PW)建立一个E-LINE服务;

      ●提供带生成树链路的纯交换式以太网。

      无论这些服务是通过VPLS、第2层伪线、交换式以太网实现,还是通过这些技术的组合来实现,所使用的设备必须都具备充足的扩展能力、支持数以千计的客户EVC(以太网虚拟线路)以及数十个UNI(用户至以太网接口),同时还要保障服务的质量。但每一种技术都会面临其特有的挑战,需要通过全面的实验室测试来加以解决。例如,在MPLS解决方案中需要对核心路由器隧道的扩展性和高可用性能力进行评估。在交换式以太网中应当对其生成树收敛和性能加以验证,同时还包括MAC地址的学习性能。

      Spirent TestCenter(见图1)可实时分析:

      

      图1  Spirent TestCenter

      ●帧丢失和丢失速率;

      ●平均、最小和最大帧延迟;

      ●平均、最小和最大帧延迟变化;

      ●帧重新排序;

      ●PRBS错误及错误速率;

      ●帧计数和速率。

    3  以太网OAM

      为了以较高性价比向客户大规模提供以太网服务,服务商需要一些工具来提供新服务,并且探测和查找网络中的缺陷。这些工具可以被归纳为运营、管理和维护(OAM)。以太网OAM(EOAM)是一项新兴的技术,但它对互用性和扩展性也提出了自己的验证挑战。

      虽然EOAM能够为服务商节省运营开支,但它在新项目实施之初会对测试工作提出巨大的挑战。用户必须验证功能、厂商互用性和扩展能力。Spirent TestCenter的EOAM基础套件可以模拟数以百计的EOAM维护点,每一个点都提供传输和计数所接收到的连续性校验消息(CCM),以及发送和响应Loop Back和Link Trace消息的能力,为被测设备或被测系统提供完整的评估。

     

    4  服务质量

      服务商通常会以一种称为服务等级规范(SLS)的合同形式来确保服务的性能,这份说明里包含着运营商所承诺的信息速率、帧丢失、帧延迟和延迟变化等性能参数,并以此作为向用户提供的性能保证。不同的客户需要的延迟流量类型是不尽相同的,如实时视频或音频等,因此每个客户都有可能需要不同级别的QoS。

      Spirent TestCenter可对帧延迟、帧延迟变化、丢失、重新排序和十几种其它关键的测量参数进行实时测量和报告,每个端口支持的EVC数量高达3.2767万个。通过它可以非常方便地在实验室中实现对MEF服务性能的验证。

      Spirent TestCenter首推实时帧延迟变化(也称为“抖动”)的测量方法,此方法获得了MEF推荐并符合RFC 3393 标准。这种延迟变化测量方法是由Spirent TestCenter通过其全新的Inspire ArchitectureTM实时运行的,而这种工具远比传统的测量交互到达时间或延迟分布的方法要优越得多。传统的方法根本无法对MEF 10中所规定的SLS抖动性能进行正确的验证。

    5  VPN泄漏

      只有全新的Spirent TestCenter Inspire Architecture能够以实时方式连续为数千个EVC正确验证VLAN或VPN泄漏情况。其它的测试系统只能依靠静态数据抓包,无法对EVC进行连续地验证。由于能够在长期测试条件下以全线速率对每一个帧进行连续验证,因此可以确保在实验室中就可以发现和解决SLS违规和VPN泄漏的问题,而不是由客户来发现问题。EVC验证时可以采用从CE至CE或CE至PE或P的端到端方式,而且带有S-VLAN标签或VPLS MPLS标签。

    6  端到端应用流量

      Spirent TestCenter的全新Inspire Architecture可以为以太网服务验证提供最佳的测试办法。当然,还可以使用HTTP、FTP、Telnet和流视频流量等应用流量对系统进行客观的评价。通过生成和分析大量的模拟用户和网络应用流量,Spirent TestCenter的4~7层协议包还可以评估模拟应用和基于TCP的有状态流量对系统产生的影响。4~7层应用还可以与Spirent TestCenter的包生成器/分析仪基础套件结合起来,形成一套完整的运营商以太网服务系统测试方案。

    7  从边缘到核心

      需要测试的其它关键以太网服务领域包括:

      ●PE路由器或交换机的VPN或VLAN容量;

      ●PE路由器或交换机的MAC地址表大小及每个服务实例的MAC地址学习速率;

      ●P路由器的MPLS隧道容量及快速重路由故障切换性能;

      ●P交换机的快速生成树或多实例生成树收敛性能;

      ●VPLS和点对点伪线配置能够为所有已实施路由及MPLS协议评估重启能力和性能。

    8  面向未来的测试

      在未来的几年中,以太网将要面临更强劲的需求。与过去相比,未来的技术使用方式将会有很大的不同,因此我们需要对下一代网络技术的方方面面进行全面的测试。如果可靠性和性能都得到了恰当的测试,那么市场上即将出现的这些新产品和新服务将会创造巨大的赢利机遇。服务商应当意识到测试的重要性和未来的发展趋势,坦然面对未来网络的各项挑战。所有这一切的基础是网络和设备应付新应用和增长迅速的各类流量的能力,今天的预言很可能在明天就会变为现实。图2为未经测试的运营商以太网可能存在的缺陷。

      

      图2  未经测试的运营商以太网可能存在的缺陷

     

    9  Spirent TestCenter中的Inspire Architecture架构

      思博伦通信全新的Inspire Architecture可以为产品和服务开发中每一个阶段的生产效率带来质的飞跃。这种全新架构旨在解决传统测试工具中存在的各种缺点,并且大幅度地缩短了测试时间,同时也扩充了测试范围。Inspire Architecture所解决的关键问题包括脚本开发和执行、交互式(图形用户界面)测试设置及执行、调试、多用户运行、高端口和虚拟接口扩展测试,还包括深入的流量分析。

      Inspire Architecture的要点包括:Extreme AutomationTM可加快图形用户界面至脚本、脚本至图形用户界面以及图形用户界面查看脚本结果等特性的脚本开发和执行时间;尖端的系统架构设计专门针对大规模和多用户测试床进行了优化;内置的图形用户界面命令序列器(Command Sequencer)可缩短测试的时间,使初学的脚本编辑员也可以通过图形方式组织命令,并且实现了复杂测试场景的可重复性。

      通过使用以下方式处理大规模物理和虚拟仿真环境:

      ●块定义,使用户可以利用单个简明介绍来描述数百万个完全仿真的主机、流、或路由器。

      ●使客户有能力利用单个步骤同时对各种参数组合进行批量修改和查看,其中包括MAC地址、IP地址、VLAN标签、DiffServ代码点。

      实时、双向采集/解码能力,可迅速调试协议转换或验证接收/ 发送包的内容,而且无需停止测试过程。

      HyperFiltersTM可利用先进的QoS统计能力进行深入地分析,对接收到的帧按照其报头域,对即将产生的流量进行快速地识别和组织。如MAC地址、IP地址、VLAN标签、MPLS标签和协议ID进行组织、查看和分析,先进的QoS测试能力可为每个端口上多达6.5535万条接收流中的每一条流进行24路并发统计。

      先进的测量内容包括:

      ●实时包丢失和重新排序测量,在测试期间即可探测到问题,而无需等待测试之后。

      ●MEF抖动测量,可对每条流进行全线速率的实时测量。

      结果报告程序。用户可以利用这一业界中领先的工具迅速创建定制报告,无需进行剪切、粘贴或定制脚本等繁琐工作。结果报告程序可以提供可定制的布局、趋势、通过/未通过标准以及整理后的统计数字,使报告的创建过程大为简化。

      图3为思博伦的运营商以太网服务解决方案;图4为利用思博伦系统对运营商以太网服务进行测试;图5为重要的运营商以太网相关标准。

      

      图3  思博伦的运营商以太网服务解决方案

      

      图4  利用思博伦系统对运营商以太网服务进行测试

      

      图5  重要的运营商以太网相关标准

      (文章转载)

  • 举报 #2
    韩斐 2010-12-18 20:38
    Spirent TestCenter中的Inspire Architecture架构
  • 举报 #3
    韩斐 2013-02-14 20:30
    Spirent TestCenter中的Inspire Architecture架构
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