電信級以太網(wǎng)測試技術(shù)研究

1 電信級以太網(wǎng)的概念

以太網(wǎng)作為一種快速、簡單和高帶寬的局域網(wǎng)，在企業(yè)網(wǎng)中已經(jīng)使用了30年以上，但是其應用多年來一直被電信運營商所低估。隨著電信級以太網(wǎng)(CE)的出現(xiàn)，運營商逐漸意識到在城域網(wǎng)中，以太網(wǎng)既可以作為數(shù)據(jù)承載網(wǎng)接入、承載數(shù)據(jù)業(yè)務，也可以直接提供端到端的專線業(yè)務。

城域以太網(wǎng)論壇(MEF)是最早開始研究CE的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。CE的概念也是由MEF提出的。依據(jù)MEF的定義，CE具有以下5大特點：

可擴展性：業(yè)務可擴展，具備讓數(shù)百萬人使用同一網(wǎng)絡服務的能力；帶寬可擴展，可以從1Mb/s擴展到10Gb/s甚至更高，可以按一定的顆粒度逐步增加。

電信級可靠性：可提供50ms的保護倒換；具備端到端的通路保護能力；支持匯聚鏈路保護，還支持節(jié)點保護。

服務質(zhì)量：提供有保證的端到端性能；支持端到端服務質(zhì)量(QoS)等級的選擇；適用于商業(yè)、移動以及接入?yún)R聚等不同應用。

標準化的業(yè)務：可以提供以太網(wǎng)專線和虛擬局域網(wǎng)業(yè)務；無縫集成時分復用(TDM)業(yè)務；支持電路仿真業(yè)務；支持現(xiàn)有語音應用。

業(yè)務管理：支持快速業(yè)務提供；支持電信級運營維護管理(OAM)；可提供客戶網(wǎng)絡管理功能。

2電信級以太網(wǎng)的測試

目前，CE已經(jīng)成為了業(yè)界研究的熱點之一，ITU-T、IEEE、IETF、MEF等多家標準組織都已開始了相關(guān)的標準化工作，市場上也已有了多種解決方案。其中，比較有代表性的技術(shù)主要包括運營商骨干網(wǎng)橋/運營商骨干傳輸(PBB/PBT)技術(shù)、傳送多協(xié)議標簽交換(T-MPLS)技術(shù)、增強以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)以及虛擬專用局域網(wǎng)(VPLS)技術(shù)等。那么，如何判斷這些技術(shù)是否滿足CE的需求？這就需要從MEF對CE所定義的可擴展性、可靠性、服務質(zhì)量、業(yè)務支持能力以及業(yè)務管理這5個特征入手，進行相應的測試，評估這些技術(shù)是否符合這些CE的基本特征。

2.1可擴展性測試

可擴展性測試的目的是驗證CE所能提供的帶寬及隧道處理能力。

對于帶寬測試，可以基于RFC2544的測試方法，測試被測方案是否支持快速以太網(wǎng)(FE)、千兆以太網(wǎng)(GE)以及萬兆以太網(wǎng)(10GE)接口的線速轉(zhuǎn)發(fā)。

隧道處理能力測試主要是驗證被測方案可配置的內(nèi)外層隧道數(shù)量。在進行隧道數(shù)量測試時，需要被測方案開啟隧道保護機制，只有滿足了50 ms保護倒換時間的測試結(jié)果才是有意義的數(shù)值。對于不同的解決方案，隧道的定義也不盡相同。對于PBT技術(shù)，外層隧道通過骨干網(wǎng)VLAN(B-VLAN)標識，內(nèi)層隧道通過骨干網(wǎng)業(yè)務實例標識(I-SID)標識；對于T-MPLS技術(shù)和VPLS技術(shù)，內(nèi)外層隧道可通過內(nèi)外層多協(xié)議標簽交換(MPLS)標簽來標識；對于增強以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)，內(nèi)外層隧道則是通過運營商橋接(PB)技術(shù)的內(nèi)外層VLAN標簽來標識。在測試時需要驗證被測方案支持的最大隧道數(shù)量以及在單隧道下支持的最大業(yè)務數(shù)量(即多業(yè)務復用隧道的能力)。

2.2可靠性測試

可靠性測試的目的是驗證被測方案是否支持50 ms的電信級隧道保護倒換時間。

保護倒換時間是丟包數(shù)與數(shù)據(jù)包發(fā)送速率的比值。端到端隧道發(fā)生倒換的觸發(fā)條件較多，包括鏈路故障、端口故障、節(jié)點故障等，在測試時對這些觸發(fā)條件應分別進行測試，相應的操作可以包括拔出光纖、關(guān)閉轉(zhuǎn)發(fā)端口、關(guān)閉設(shè)備電源、拔出設(shè)備主用主控板卡等。為了模擬真實的網(wǎng)絡狀況，在進行保護倒換測試時，應根據(jù)設(shè)備情況配置較大數(shù)量的隧道，加載較高的數(shù)據(jù)流量，并使這些流量盡量平均分布在不同的隧道中。

可靠性測試采用的網(wǎng)絡拓撲可以根據(jù)技術(shù)實現(xiàn)采用環(huán)形、網(wǎng)狀或雙歸連接等方式。在采用環(huán)形組網(wǎng)時，需對相交、相切等多環(huán)拓撲分別進行測試。

在測試時應針對單播隧道和組播隧道的保護倒換分別進行測試，以驗證被測方案對單播業(yè)務和組播業(yè)務的保護情況。

在進行保護倒換測試時還應驗證在隧道恢復回切時是否有丟包的現(xiàn)象發(fā)生。

2.3服務質(zhì)量測試

QoS測試的目的是驗證被測方案是否能滿足電信級的服務質(zhì)量要求。

服務質(zhì)量測試主要包括訪問控制策略、QoS流標記策略、接入控制策略以及隊列調(diào)度機制等方面。

訪問控制策略的測試是測試被測方案對二、三、四層流量是否能正確配置訪問控制策略，同時還需要驗證被測方案在配置了ACL后的轉(zhuǎn)發(fā)性能是否受到影響。

流標記策略測試是測試被測方案是否能依據(jù)流標記策略對數(shù)據(jù)流進行QoS標記或重標記。QoS標記可以基于802.3、802.1ah、MPLS或IP 服務類別(ToS)/差分服務(DiffServ)來進行。

接入控制策略測試是測試被測設(shè)備是否支持對接入流量基于承諾信息速率(CIR)或峰值信息速率(PIR)進行接入速率控制以及所能控制的帶寬粒度。

隊列調(diào)度機制測試是測試被測方案是否支持優(yōu)先級隊列(PQ)、加權(quán)公平隊列(WFQ)/加權(quán)輪循服務(WRR)等優(yōu)先級隊列調(diào)度機制。

在進行服務質(zhì)量測試測試，需對單層QoS策略和層次化QoS策略分別進行測試。對服務質(zhì)量的測試可以參見MEF14。


2.4業(yè)務支持能力測試

業(yè)務支持能力測試的目的是驗證被測方案是否支持以太網(wǎng)專線(E-Line)、多點到多點以太網(wǎng)(E-LAN)、樹形以太網(wǎng)(E-TREE)、時分復用(TDM)等業(yè)務類型。

在進行E-LAN業(yè)務測試時應重點關(guān)注被測方案創(chuàng)建E-LAN業(yè)務的方式并驗證其對于遠端媒體接入控制(MAC)地址的學習方式。

在進行E-TREE業(yè)務測試時應驗證各葉子節(jié)點之間是否能實現(xiàn)相互隔離，并驗證被測方案通過E-TREE業(yè)務實現(xiàn)組播的功能。

在進行TDM業(yè)務測試時，需對TDM的時延、抖動及誤碼性能進行測試，測試端口可以依據(jù)設(shè)備支持情況選擇成幀E1、非成幀E1以及通道化STM-1等。

另外，還應對被測方案支持TDM時鐘同步的功能進行測試，測試的內(nèi)容包括對電路仿真業(yè)務(CES)業(yè)務的時鐘同步功能、同步以太網(wǎng)的時鐘功能以及IEEE 1588時間同步功能等方面的測試。對業(yè)務支持能力的測試可以參見MEF9、MEF18、MEF19。