以太环网(俗称环网)是由一组IEEE 802.1兼容的
以太网节点组成的
环形拓扑,每个节点通过基于
802.3媒体访问控制(MAC)的环端口与其他两个节点相连,而以太网MAC可以由其他服务层技术承载(如SDHVC、MPLS的以太网
伪线等),所有节点间能够直接或者间接通信。
定义
什么叫环网?大部份人把“STP环网”简称“环网”。
什么才是真正的环网?业内把“可实现
无盘服务器跨交换机聚合,可将多台设备虚拟成一台设备”的内网组网简称“软堆叠网环或智能环网”。
同时,以太环网既指物理
环形拓扑也指
逻辑拓扑,其中业务流量完全基于IEEE 802.1规范的转发规则转发,支持点到点(
E-Line)、多点到多点(
E-LAN)和点到多点(E-Tree)等
以太网业务,包括以太网专线(EPL)和以太网虚拟专线(
EVPL),支持各种模式的通信,包括
单播、
多播和广播,能够防止数据的失序和重复。而针对环网互连,以太网环网能够通过3种模式进行互连:共享的节点、由两个共享节点组成的链路、由以太环网重叠而成的多环/层网络。业务能够经过互连的环网实现
端到端的传送。
环网
多协议
标记交换(MPLS)技术基于标签进行交换,同时可以支持数据业务的传送,
T-MPLS技术就是在继承MPLS数据特征基础上,实现电信级需求的统一多业务传送技术。基于T-MPLS技术的环状网络,又称为TM-SPRing(即T-MPLS共享保护环)。T-MPLS环网保护技术就是在TM-SPRing中对业务进行快速保护的技术。
T-MPLS环网是通过
逻辑结构映射方式构建的T-MPLS LSP传送环网。在TM-SPRing中,各节点间建立逻辑相邻关系,相应的连接关系的建立不受
物理设备、MAC拓扑的限制。相邻节点之间的连接称为区段,在T-MPLS环网中,区段为双向连接,可以为物理的链路,也可以是逻辑上的连接。环网节点间的用于传送业务的传送通道实体由基于
T-MPLS一组
标记交换通道(
LSP)实现,
万兆环网就是采用这一保护环,环网承载实体为一条或多条LSP构成的双环结构,两个环的业务流向相反,可分为
顺时针方向和逆时针方向,实现双向10个G的吞吐量,以具体业务方向为标准,也可分为工作环(工作业务方向)和保护环(工作业务反方向)。每个环可以根据业务数量需要,建立多条LSP,为不同业务流分配不同的LSP。TM-SPRing的保护是针对相邻节点区段,业务的保护倒换与否是按区段的信号质量优劣而定。
为了防止相邻节点区段失效,在发生故障的情况下,需要确定完善的保护机制,以实现对故障的快速保护,可采用两种保护机制:
源路由(Steering)方式和环回(Wrapping)方式。前者就是源节点在发现故障后改变路径,绕过故障节点,直接将数据流传送到目的节点;而后者则是靠近故障的节点将数据流环回到另一个环上,通过长路径,允许数据流维持与目的节点之间的连接。两者最大的不同在于故障发生后,发起数据流重定向的节点不同。前者是发送数据流的源节点,而后者则是靠近故障的邻节点。环回方式的保护倒换启动时间短,相应的丢包较少,但是倒换的保护路径不是最优化路由;源路由方式的保护路径是最优化路由,但是保护倒换启动时间较长,相应的丢包较多。
在
T-MPLS SPRing中,自动保护倒换(APS)信息借鉴
SDH中的快速保护倒换技术来实现故障检测及保护倒换。在正常情况下,一个无故障的节点向其相邻节点报告正常的状态,目的节点是相邻节点;在故障情况下,故障发现节点会双向发起合适的桥接请求,对环回模式是为了在倒换的首末节点间传递信息,对
源路由模式是在全网传递故障区段信息。APS信息的源节点是故障发现节点,目的节点是其相邻节点,即故障区段的另一节点。任何非目的节点对APS信息采取透明的传输。在故障区段失效的情况下,源目的节点间APS信息将遍历环上所有节点。各节点处理APS信息并在相应节点进行倒换动作,实现对环网上业务的保护。
典型应用
在城域网中的应用
城域网中
传送网主要采用环网架构。环形
网络拓扑在层次化组网、节省线路资源(比如光纤、Cable等)、提供灵活快速的保护、简化组网
拓扑和简化网络管理等方面具有线形和星形方式不具有的优点。但是,它必须给数据通道提供快速的故障恢复能力,其中最关键的就是小于50 ms的保护倒换能力。
各种电信级以太网技术在组网时,大多支持环形组网,各种技术大同小异。物理上都是
环形网络拓扑,而逻辑上是链形或树形拓扑;环上节点数与设备性能、业务流量、传输距离相关,理论上没有限制。现有各种环网技术方案大都基于
ITU-T G.8032标准根据
RPR技术或者ERP技术扩展而来的,比如,MSR、ZESR、E-SPRing等,主要差异在于不同的故障检测和拥塞点的灵活选取,可以提高故障检测时间和
网络带宽利用率。而随着
T-MPLS技术的不断成熟和完善,T-MPLS网络的广泛配置,针对T-MPLS的TM-SPRing技术也将逐渐被运营商采用,来达到电信级以太网的可靠性以及可管理性要求。
在网吧行业中的应用
随着网吧行业的发展,网络快速、高效、安全、稳定已成为网吧业主以及广大网民的首要选择,特别是
万兆环网的问世,得到广大网吧业主的认可与支持。在网吧行业中以太网主要体现如下几个特点:
扁平化组网结构 所有网络尽量减少网络层次,提升数据转发性能;最大限度提升
无盘客户机到
无盘服务器的读取 速度;
解决
汇聚层网络瓶颈 提升主交换与分交换之间的带宽,但2G汇聚仍然不能从根本上解决汇聚层的网络瓶颈,特别是全win7的网吧;10G组网连接,完全满足48台客户机与无盘服务器、电影、更新、路由通信带宽需求,彻底打开汇聚层网络瓶颈;
强大的
网络故障自愈能力
链路聚合、生成树、
EAPS、RPR、MPLS以太网、
PBT等,网络保护能力是网络的自愈特性。环网协议利用断路告警、环监测、环恢复三种机制来对协议进行维护。在网吧行业中传统二层架构网吧都是单一
核心交换机,当主交换出现故障时,将导致所有客户机、服务器通信中断,影响整个网吧正常运作;“优肯”
万兆环网方案所有交换机在逻辑上均为主交换,其中任何一台故障,环网保护协议均能将数据倒换到备用链路,保障网络正常运行。并在用户感知不到的情况下,系统通过双向实时检测,自动保护倒换,使用简单方便,为网吧正常运行保驾护航
网络数据
负载均衡 由于
无盘服务器在逻辑链路上是均匀分布在整个万兆主干环网中,网络运营时的数据负载压力是非常均衡的;
解决主干
单点故障 传统
万兆网吧都是单一
万兆交换机,一旦主交换出现故障,将导致所有
无盘客户机、无盘服务器通信中断,影响整个网吧正常运作;所有交换机均为主交换,其中任何一台故障,环网协议均能将数据倒换到备用链路,保障网络正常运行。而且在用户感知不到的情况下,系统通过双向实时检测,自动保护倒换,使用简单方便;
组网规模灵活扩展 传统网吧,可扩展性比较差,如根据网吧发展需增加规模,购置更多的客户机,但由于主交换端口限制,会制约连接的分交换数量、以及无盘客户机的数量,网吧增加规模改造难度比较大;优势在于任何时候扩展网吧规模,只需在任何节点增加一台即可完成扩容,操作简单,不会改变其他网络结构;