QoS：以太網(wǎng)走向電信級(jí)的第一關(guān)

　　電信服務(wù)質(zhì)量（QoS）一直是業(yè)界關(guān)注的一個(gè)話題。對(duì)于傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)絡(luò)而言，主要業(yè)務(wù)為通話/傳真等業(yè)務(wù)，通信過(guò)程有固定鏈路支持，因此基本上不存在QoS的問(wèn)題。但是隨著IP應(yīng)用的發(fā)展以及電信業(yè)務(wù)逐漸向?qū)儆诜纸M技術(shù)的IP的平臺(tái)上遷移，IP本身“盡力而為”的屬性將對(duì)業(yè)務(wù)產(chǎn)生直接的影響，由此QoS問(wèn)題逐漸凸現(xiàn)出來(lái)。作為伴隨IP應(yīng)用和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來(lái)的以太網(wǎng)技術(shù)，同樣面臨著這樣的問(wèn)題。北京西門(mén)子通信網(wǎng)羅股份有限公司（SCNB）認(rèn)為，以太網(wǎng)要想在城域網(wǎng)改造中有大的作為，必須要解決QoS的問(wèn)題。 

傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)在QoS方面存在缺陷 

　　目前大多數(shù)企業(yè)用戶都采用以太網(wǎng)接入。然而，由于認(rèn)證計(jì)費(fèi)、服務(wù)質(zhì)量、可管理性、信息安全、可靠性以及實(shí)裝率低等多種因素，以太網(wǎng)作為公用電信網(wǎng)接入方式尚需進(jìn)一步改進(jìn)。主要問(wèn)題是目前以太網(wǎng)還沒(méi)有機(jī)制保證端到端性能，無(wú)法提供實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)所需要的QoS能力。 

　　其次，以太網(wǎng)尚不能提供電信級(jí)公用電信網(wǎng)所必需的硬件和軟件可靠性，特別是由于以太網(wǎng)交換機(jī)的光口以點(diǎn)到點(diǎn)方式直接相連，省掉了傳輸設(shè)備，不具備內(nèi)置的故障定位和性能監(jiān)視能力，使以太網(wǎng)中發(fā)生的故障難以診斷和修復(fù)。 

　　以太網(wǎng)原來(lái)主要用于小型局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，OAM＆P能力很弱，而且只有網(wǎng)元級(jí)的管理系統(tǒng)，其管理工具也不足以支持公用電信網(wǎng)所必需的網(wǎng)絡(luò)范圍的管理。而在公用電信網(wǎng)中，必須有效地運(yùn)行和維護(hù)大規(guī)模的地理分散的網(wǎng)絡(luò)，必須有很強(qiáng)的OAM＆P能力和網(wǎng)絡(luò)級(jí)的管理能力。 

　　另外，以太網(wǎng)沒(méi)有內(nèi)置保護(hù)功能，主要靠路由器來(lái)實(shí)施保護(hù)，需要大約1秒的時(shí)間才能使數(shù)據(jù)流重新定向，使以太網(wǎng)無(wú)法傳送電信級(jí)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)流。 

　　因此，以太網(wǎng)主要適用于節(jié)點(diǎn)數(shù)不多的局域網(wǎng)環(huán)境。只有妥善地解決了上述主要問(wèn)題后，傳統(tǒng)以太網(wǎng)才能順利地應(yīng)用于公用電信網(wǎng)的高密集用戶環(huán)境。以太網(wǎng)日益成為一種可替代傳輸?shù)幕A(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，作為一種新的城域網(wǎng)技術(shù)，它必須提供在帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)等方面有保證的服務(wù)。 

新業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)QoS的總體要求 

　　各種新業(yè)務(wù)由于自身特性不同對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的要求也不盡相同，如對(duì)于語(yǔ)音業(yè)務(wù)對(duì)于延時(shí)、抖動(dòng)要求比較高；視頻流業(yè)務(wù)對(duì)帶寬、吞吐量的要求相當(dāng)高，對(duì)于延時(shí)、抖動(dòng)要求相對(duì)不高；對(duì)于游戲類(lèi)對(duì)延時(shí)的要求相當(dāng)高。各種新業(yè)務(wù)對(duì)于QoS的要求呈現(xiàn)出不同特點(diǎn)，總體來(lái)講基于3G，NGN的新業(yè)務(wù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的要求大致如下： 

　　n  最大抖動(dòng)小于10ms；平均抖動(dòng)小于5ms；平均時(shí)延小于14ms；丟包率小于0.0001；中斷恢復(fù)小于2s；設(shè)備應(yīng)具備線速轉(zhuǎn)發(fā)能力；達(dá)到99.999%的電信級(jí)可靠性等等?？梢?jiàn)，新業(yè)務(wù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)要求較高，這些指標(biāo)在沒(méi)有QoS保障機(jī)制的存在擁塞的網(wǎng)絡(luò)中是很難實(shí)現(xiàn)的。 

電信級(jí)城域以太網(wǎng)的QoS控制 

　　為了改良現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)更好的為網(wǎng)絡(luò)上的新業(yè)務(wù)服務(wù)，下一代的電信級(jí)城域以太網(wǎng)逐漸浮出水面，它從設(shè)計(jì)理念，網(wǎng)絡(luò)實(shí)施，城域網(wǎng)規(guī)劃，QoS保障上，與前一代的城域網(wǎng)相比都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，下面我們著重從QoS角度對(duì)新型的電信級(jí)以太網(wǎng)進(jìn)行分析。 

　　首先是可靠性分析。對(duì)于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)連接方式如果采用無(wú)冗余鏈路連接方式可能會(huì)喪失對(duì)于鏈路的保護(hù)，而對(duì)于有冗余鏈路的連接方式如果采用標(biāo)準(zhǔn)的STP協(xié)議則故障恢復(fù)時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)達(dá)約需要幾十秒鐘的時(shí)間。這顯然是運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)無(wú)法接受的。在電信級(jí)城域以太網(wǎng)中支持環(huán)狀的連接方法，這種環(huán)狀連接的網(wǎng)絡(luò)在最初期的以太網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)，叫做令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)，但由于工作原理比較復(fù)雜，實(shí)際效果不好，令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)在目前的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)極少見(jiàn)到了。支持環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)與令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)的工作原理完全不同。它利用環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)天生的網(wǎng)絡(luò)冗余結(jié)構(gòu)，通過(guò)ERP/RPR協(xié)議以及先進(jìn)的控制機(jī)理維護(hù)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)，能夠做到最少50ms級(jí)的快速鏈路故障恢復(fù)。 

　　其次是QoS控制。電信級(jí)以太網(wǎng)的QoS控制機(jī)制從本質(zhì)上屬于差分式的服務(wù)方式。因此具有良好的擴(kuò)展性和簡(jiǎn)單易行的特點(diǎn)。眾所周知，ATM或幀中繼網(wǎng)絡(luò)中有較多的QoS控制機(jī)制，能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的QoS控制，電信級(jí)城域以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，借鑒了ATM在QoS控制方面的一些先進(jìn)思想，使得以太網(wǎng)以一種“ATM like”的方式工作，從而達(dá)到靈活的控制QoS的目的。在電信級(jí)以太網(wǎng)中采用了比較豐富的QoS控制方法，能夠很靈活的應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，更好的保證了網(wǎng)絡(luò)QoS質(zhì)量。在電信級(jí)以太網(wǎng)中還引入了EVC的概念，類(lèi)似于ATM于幀中繼的的PVC的概念，能夠很好地對(duì)用戶進(jìn)行分類(lèi)管理，以及對(duì)于同一用戶的不同應(yīng)用進(jìn)行區(qū)分化的服務(wù)。利用先進(jìn)的QoS控制機(jī)制能夠?qū)崿F(xiàn)很多傳統(tǒng)以太網(wǎng)很難實(shí)現(xiàn)的功能，來(lái)更好地迎合新業(yè)務(wù)對(duì)于QoS方面的要求，包括：每用戶服務(wù)級(jí)別保證 (SLA)、靈活的服務(wù)級(jí)別策略 (SLS)、峰值速率、誤碼率、通道參數(shù)、為每個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)服務(wù)提供端到端保證的 SLA、保證SLA的組播服務(wù) (Triple Play)、同一條鏈路提供多種增值服務(wù) (Service Multiplexing) 、保證每個(gè)簽約用戶的服務(wù)級(jí)別、可以基于 Port+VLAN+CoS+DSCP+IP提供服務(wù)以及在保護(hù)模式下提供服務(wù)，等等。 

　　從上面的特性可以看出，電信級(jí)以太網(wǎng)在很多方面類(lèi)似于傳統(tǒng)的ATM、幀中繼網(wǎng)絡(luò)，比如也能支持CIR、PIR，可提供類(lèi)似于專線業(yè)務(wù)的SLA,等。同時(shí)由于以太網(wǎng)自身的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于組播、廣播等業(yè)務(wù)的處理性能優(yōu)于傳統(tǒng)的ATM、幀中繼網(wǎng)絡(luò)。 

　　SCNB的電信級(jí)以太網(wǎng)，一方面采取分層的業(yè)務(wù)類(lèi)別和優(yōu)先級(jí)管理，滿足IEEE 802.1p CoS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，并且支持遠(yuǎn)程的參數(shù)控制和修改，已經(jīng)完全可以支持城域網(wǎng)的多業(yè)務(wù)承載和QoS需求，為運(yùn)營(yíng)商開(kāi)展多元化、多層次的增值業(yè)務(wù)提供有力的支撐。