電信級(jí)以太網(wǎng)測試技術(shù)研究

1 電信級(jí)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(yīng)用多年來一直被電信運(yùn)營商所低估。隨著電信級(jí)以太網(wǎng)(CE)的出現(xiàn)，運(yùn)營商逐漸意識(shí)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(wù)，也可以直接提供端到端的專線業(yè)務(wù)。

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(diǎn)：

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

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

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

標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)：可以提供以太網(wǎng)專線和虛擬局域網(wǎng)業(yè)務(wù)；無縫集成時(shí)分復(fù)用(TDM)業(yè)務(wù)；支持電路仿真業(yè)務(wù)；支持現(xiàn)有語音應(yīng)用。

業(yè)務(wù)管理：支持快速業(yè)務(wù)提供；支持電信級(jí)運(yùn)營維護(hù)管理(OAM)；可提供客戶網(wǎng)絡(luò)管理功能。

2電信級(jí)以太網(wǎng)的測試

目前，CE已經(jīng)成為了業(yè)界研究的熱點(diǎn)之一，ITU-T、IEEE、IETF、MEF等多家標(biāo)準(zhǔn)組織都已開始了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)營商骨干網(wǎng)橋/運(yùn)營商骨干傳輸(PBB/PBT)技術(shù)、傳送多協(xié)議標(biāo)簽交換(T-MPLS)技術(shù)、增強(qiáng)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(duì)CE所定義的可擴(kuò)展性、可靠性、服務(wù)質(zhì)量、業(yè)務(wù)支持能力以及業(yè)務(wù)管理這5個(gè)特征入手，進(jìn)行相應(yīng)的測試，評(píng)估這些技術(shù)是否符合這些CE的基本特征。

2.1可擴(kuò)展性測試

可擴(kuò)展性測試的目的是驗(yàn)證CE所能提供的帶寬及隧道處理能力。

對(duì)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(yàn)證被測方案可配置的內(nèi)外層隧道數(shù)量。在進(jìn)行隧道數(shù)量測試時(shí)，需要被測方案開啟隧道保護(hù)機(jī)制，只有滿足了50 ms保護(hù)倒換時(shí)間的測試結(jié)果才是有意義的數(shù)值。對(duì)于不同的解決方案，隧道的定義也不盡相同。對(duì)于PBT技術(shù)，外層隧道通過骨干網(wǎng)VLAN(B-VLAN)標(biāo)識(shí)，內(nèi)層隧道通過骨干網(wǎng)業(yè)務(wù)實(shí)例標(biāo)識(shí)(I-SID)標(biāo)識(shí)；對(duì)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(biāo)簽交換(MPLS)標(biāo)簽來標(biāo)識(shí)；對(duì)于增強(qiáng)以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)，內(nèi)外層隧道則是通過運(yùn)營商橋接(PB)技術(shù)的內(nèi)外層VLAN標(biāo)簽來標(biāo)識(shí)。在測試時(shí)需要驗(yàn)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(wù)數(shù)量(即多業(yè)務(wù)復(fù)用隧道的能力)。

2.2可靠性測試

可靠性測試的目的是驗(yàn)證被測方案是否支持50 ms的電信級(jí)隧道保護(hù)倒換時(shí)間。

保護(hù)倒換時(shí)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(diǎn)故障等，在測試時(shí)對(duì)這些觸發(fā)條件應(yīng)分別進(jìn)行測試，相應(yīng)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(shí)的網(wǎng)絡(luò)狀況，在進(jìn)行保護(hù)倒換測試時(shí)，應(yīng)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(luò)拓?fù)淇梢愿鶕?jù)技術(shù)實(shí)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(shí)，需對(duì)相交、相切等多環(huán)拓?fù)浞謩e進(jìn)行測試。

在測試時(shí)應(yīng)針對(duì)單播隧道和組播隧道的保護(hù)倒換分別進(jìn)行測試，以驗(yàn)證被測方案對(duì)單播業(yè)務(wù)和組播業(yè)務(wù)的保護(hù)情況。

在進(jìn)行保護(hù)倒換測試時(shí)還應(yīng)驗(yàn)證在隧道恢復(fù)回切時(shí)是否有丟包的現(xiàn)象發(fā)生。

2.3服務(wù)質(zhì)量測試

QoS測試的目的是驗(yàn)證被測方案是否能滿足電信級(jí)的服務(wù)質(zhì)量要求。

服務(wù)質(zhì)量測試主要包括訪問控制策略、QoS流標(biāo)記策略、接入控制策略以及隊(duì)列調(diào)度機(jī)制等方面。

訪問控制策略的測試是測試被測方案對(duì)二、三、四層流量是否能正確配置訪問控制策略，同時(shí)還需要驗(yàn)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(biāo)記策略測試是測試被測方案是否能依據(jù)流標(biāo)記策略對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行QoS標(biāo)記或重標(biāo)記。QoS標(biāo)記可以基于802.3、802.1ah、MPLS或IP 服務(wù)類別(ToS)/差分服務(wù)(DiffServ)來進(jìn)行。

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

隊(duì)列調(diào)度機(jī)制測試是測試被測方案是否支持優(yōu)先級(jí)隊(duì)列(PQ)、加權(quán)公平隊(duì)列(WFQ)/加權(quán)輪循服務(wù)(WRR)等優(yōu)先級(jí)隊(duì)列調(diào)度機(jī)制。

在進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量測試測試，需對(duì)單層QoS策略和層次化QoS策略分別進(jìn)行測試。對(duì)服務(wù)質(zhì)量的測試可以參見MEF14。


2.4業(yè)務(wù)支持能力測試

業(yè)務(wù)支持能力測試的目的是驗(yàn)證被測方案是否支持以太網(wǎng)專線(E-Line)、多點(diǎn)到多點(diǎn)以太網(wǎng)(E-LAN)、樹形以太網(wǎng)(E-TREE)、時(shí)分復(fù)用(TDM)等業(yè)務(wù)類型。

在進(jìn)行E-LAN業(yè)務(wù)測試時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注被測方案創(chuàng)建E-LAN業(yè)務(wù)的方式并驗(yàn)證其對(duì)于遠(yuǎn)端媒體接入控制(MAC)地址的學(xué)習(xí)方式。

在進(jìn)行E-TREE業(yè)務(wù)測試時(shí)應(yīng)驗(yàn)證各葉子節(jié)點(diǎn)之間是否能實(shí)現(xiàn)相互隔離，并驗(yàn)證被測方案通過E-TREE業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)組播的功能。

在進(jìn)行TDM業(yè)務(wù)測試時(shí)，需對(duì)TDM的時(shí)延、抖動(dòng)及誤碼性能進(jìn)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(yīng)對(duì)被測方案支持TDM時(shí)鐘同步的功能進(jìn)行測試，測試的內(nèi)容包括對(duì)電路仿真業(yè)務(wù)(CES)業(yè)務(wù)的時(shí)鐘同步功能、同步以太網(wǎng)的時(shí)鐘功能以及IEEE 1588時(shí)間同步功能等方面的測試。對(duì)業(yè)務(wù)支持能力的測試可以參見MEF9、MEF18、MEF19。