摘要：城域以太網(wǎng)技術(shù)作為新興的城域網(wǎng)技術(shù)，正在被越來越多的運營商采用和部署。如何測試這種新的技術(shù)，稱為迫切的問題。本文概述了城域以太網(wǎng)的主要技術(shù)，并全面介紹思博倫通信城域以太網(wǎng)測試解決方案。

　　城域網(wǎng)(MAN)是指能在某城市及其郊區(qū)范圍內(nèi)提供寬帶數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)的公眾多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的城域網(wǎng)中多種網(wǎng)絡(luò)并存，包括SDH，IP，ATM,幀中繼等等，用不同的網(wǎng)絡(luò)承載不同類型的應(yīng)用。隨著IPTV,NGN等基于IP的視音頻業(yè)務(wù)發(fā)展以及P2P業(yè)務(wù)的興起，對城域網(wǎng)帶寬和傳輸質(zhì)量提出越來越高的要求，如何改造城域網(wǎng)使之適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展成為運營商和設(shè)備商關(guān)注點。一種方案是SDH發(fā)展為MSTP，并得到了廣泛的應(yīng)用。但MSTP 本質(zhì)上以TDM為基礎(chǔ)，MSTP 并不能完全替代數(shù)據(jù)網(wǎng)，更多作為物理層網(wǎng)絡(luò)存在，實現(xiàn)在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的有效補充。而城域以太網(wǎng)(Metro Ethernet)正成為一種新興的城域網(wǎng)技術(shù)。在城域網(wǎng)和接入網(wǎng)中使用以太網(wǎng)，有下列好處：

　　· 技術(shù)成熟簡單，技術(shù)人員數(shù)量眾多，方便安裝，管理，維護，升級；

　　· 以太網(wǎng)已形成規(guī)模經(jīng)濟，價格低廉，成本低；

　　· 以太網(wǎng)帶寬控制粒度??；

　　· 由于用戶局域網(wǎng)以以太網(wǎng)技術(shù)為主，所以在城域網(wǎng)和接入網(wǎng)采用以太網(wǎng)技術(shù)，可以避免各種協(xié)議轉(zhuǎn)換所帶來的弊端。

　　但是傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)要應(yīng)用到電信級以太網(wǎng)，也需要解決許多問題：

　　· 缺乏有效的網(wǎng)絡(luò)管理和監(jiān)控手段；

　　· 缺乏 QoS 機制，保障服務(wù)質(zhì)量和SLA困難；

　　· 網(wǎng)絡(luò)擴展性差，實現(xiàn)大規(guī)模組網(wǎng)困難；

　　· 缺乏保護和故障恢復(fù)能力，達到50ms以下故障恢復(fù)能力；

　　· 各類以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化不統(tǒng)一，存在互通性問題；

　　· TDM 承載能力弱；

　　為此城域以太網(wǎng)聯(lián)盟(MEF)的定義，運營商以太網(wǎng)(Carrier Ethernet )包含以下5個模塊：

　　· 保護模塊：提供可靠的，50ms以下的業(yè)務(wù)保護；

　　· QoS模塊：針對業(yè)務(wù)和用戶提供QoS 保證；

　　· 擴展模塊：提供業(yè)務(wù)和帶寬的可擴展性，具有大規(guī)模部署能力；

　　· 業(yè)務(wù)管理模塊：快速提供故障檢測，降低大規(guī)模部署后的運維負(fù)擔(dān)；

　　· TDM支持模塊：提供傳統(tǒng)業(yè)務(wù)向IP平滑遷移的手段，保障投資。

　　思博倫通信(SpirentCommnunication)城域以太網(wǎng)測試解決方案，提供了業(yè)界最全面和強大的運營商以太網(wǎng)驗證測試的方法和手段，可以從性能和服務(wù)等級，承載網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，TDM業(yè)務(wù)承載，對網(wǎng)絡(luò)的維護和管理等方面對城域以太網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)進行全面的研發(fā)驗證，選型驗證和運維驗證。

　　SpirentTestcenter綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)測試平臺是思博倫城域以太網(wǎng)測試解決方案的主要測試儀表。SpirentTestcenter 提供了極高的端口密度和超強的性能，可以完成運營級的OSI L2-L7 的性能，協(xié)議，應(yīng)用，一致性等測試，是目前市場上應(yīng)用最廣的運營商以太網(wǎng)測試工具。

　　1. 端到端性能和服務(wù)等級測試

　　MEF 6 定義了兩類主要以太網(wǎng)服務(wù)(Ethernet Services)，包括：

　　· 基于點到點以太網(wǎng)虛擬連接(Point-to-point EVC) 的E-Line 服務(wù)；

　　· 基于多點到多點以太網(wǎng)虛擬連接(Multipoint-to-Multipoint EVC)的E-LAN 服務(wù)；

　　這里的以太網(wǎng)虛擬連接(EVC)是指包含兩個或者多個UNI(用戶－網(wǎng)絡(luò)接口)的連接。
 

　　　　　　　　　圖1， 左為基于點到點EVC的E-Line 服務(wù)，右為基于多點到多點EVC的E-LAN服務(wù)

　　運營商向用戶提供一種Ethernet 服務(wù)，必須由一系列的服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)來保證服務(wù)質(zhì)量，所以MEF 10中，定義了以太網(wǎng)服務(wù)的參數(shù)，包括帶寬參數(shù)(Bandwidth Profile)，性能參數(shù)(Performance Profile, 即QoS等級)，幀傳送參數(shù)(Frames delivery)等等。

1.1.MEFEthernetService 功能和性能測試

　　針對MEF 6 和MEF 10 定義的Ethernet Service，MEF 定義了2個測試規(guī)范：

　　· MEF 9 : 規(guī)范測試UNI上部署以太網(wǎng)服務(wù)或者設(shè)備，是否符合MEF6 和MEF 10 的定義。此規(guī)范主要定義Ethernet Service 的基本功能測試。

　　· MEF14: 規(guī)范流量管理(MEF 10 定義)測試，包括性能，QoS, 流量監(jiān)管等方面的測試。此規(guī)范定義了Ethernet Service之上的流量性能測試。

　　另外，目前思博倫通信作為唯一一家測試解決方案廠商，正在參與MEF UNI Type 2 測試規(guī)范定義。

　　思博倫通信Spirent Testcenter 提供了完整的MEF 9 和MEF 14 測試套，是MEF 認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)化測試工具。圖2是Spirent Testcenter MEF 9 和 MEF 14 測試的界面。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖2SpirentTestcenterMEF9 和MEF 14

1.2. 性能和擴展性測試

　　MEF 9 和MEF 14 是設(shè)備廠商通過MEF 認(rèn)證必須要通過的測試，但是通過了MEF 9 和MEF 14 并不代表設(shè)備能直接用于城域以太網(wǎng)部署，還要進行很多其他功能，性能和擴展性方面的驗證。在城域以太網(wǎng)測試中，關(guān)鍵要解決兩個問題：如何產(chǎn)生大量運營商級別的真實測試流量和如何在海量測試結(jié)果中快速評估結(jié)果和診斷問題。Spirent Testcenter 提供了最完善的性能驗證和分析功能。

1.2.1. 測試流量產(chǎn)生

　　電信級網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的測試，要求測試儀表能夠仿真多樣化的測試場景和大量真實的測試業(yè)務(wù)，達到真正電信級的測試。Spirent Testcenter 測試平臺提供了極高的性能，在一個測試端口上能產(chǎn)生業(yè)界最高的32768 條獨立的測試流(Stream)，每條測試流都可以定義獨立的協(xié)議頭，凈荷，標(biāo)簽，QoS參數(shù)等等。Spirent Testcenter 可以線速同時發(fā)送這些測試流，流量調(diào)度以測試流為單位，不同測試流之間可以進行輪詢方式或者基于優(yōu)先級方式的調(diào)度。

　　· 每端口可以支持32k條獨立的EVC 測試，并且由于測試卡的高端口密度，Spirent Testcenter 能夠產(chǎn)生電信級的城域以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，并能驗證設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)支持的EVC數(shù)量，非常適合擴展性測試。

　　· 基于XML的幀定義方式，具有良好的擴展性，可以編輯承載于EVC 之上的各種用戶業(yè)務(wù)，驗證城域以太網(wǎng)或者設(shè)備對各種業(yè)務(wù)的處理性能。

　　· 能產(chǎn)生點到點，多點到多點以及全網(wǎng)狀等測試流量拓?fù)?，全面驗證E-Line, E-LAN等各種Ethernent Service 服務(wù)。

　　　　　　　　　　　　　　圖3SpirentTestcenter支持的測試流量拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　· 能夠產(chǎn)生經(jīng)過QoS調(diào)度的測試流量(即CBR，VBR，UBR組合業(yè)務(wù))，用現(xiàn)網(wǎng)真實場景來驗證網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備。

　　Spirent Testcenter的以上特性，能夠非常好的完成電信級以太網(wǎng)的功能，性能和擴展性測試，是目前進行電信級以太網(wǎng)測試的首選標(biāo)準(zhǔn)化工具。

1.2.2.城域以太網(wǎng)測試結(jié)果分析

　　MEF 規(guī)范對城域以太網(wǎng)的性能進行了詳細(xì)和規(guī)范的定義。在測試中，既要對電信級量的測試業(yè)務(wù)，記錄眾多MEF定義的指標(biāo)以及其他有用的指標(biāo)，又要能快速定位特定的業(yè)務(wù)或者問題業(yè)務(wù)情況。這兩個方面是一對矛盾。Spirent Testcenter 每端口能實時分析65535條獨立的測試流(Stream)，為每條流提供了包括收/發(fā)幀總數(shù)和速率，丟包，時延，時延分布，抖動，抖動分布，順序/亂序，各種類型錯包等超過50個統(tǒng)計量，并提供了靈活的結(jié)果過濾方式，幫助用戶在測試中能全面有快速靈活的記錄和查找結(jié)果：

　　· 每端口能同時支持65535條EVC的實時分析，為每條EVC提供超過50個統(tǒng)計量，統(tǒng)計結(jié)果包括表和圖的方式顯示，具備電信級的城域以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的實時分析能力。

　　· 強大的過濾器(Filter)功能，可以讓用戶根據(jù)任意字段，把最關(guān)心的業(yè)務(wù)狀況顯示出來。
 

　　　　　　　　　　　　　　　　　圖4SpirentTestcenter高級Filter 功能

　　· Interesting Stream： 在電信級的業(yè)務(wù)中，按測試結(jié)果快速找到問題業(yè)務(wù)。

　　　　　　　　　　　　　　圖5根據(jù)測試結(jié)果過濾出問題業(yè)務(wù)

1.2.3.抖動(Jitter)

　　在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)測試中，抖動并不是一個被廣泛重視的指標(biāo)，因為對純數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，抖動的影響并不是非常明顯，所以過去不同的測試儀表對于抖動的定義也是各不相同。但是抖動對于視頻和語音業(yè)務(wù)的質(zhì)量影響非常大。城域以太網(wǎng)技術(shù)的驅(qū)動之一在于基于IP的視頻和音頻業(yè)務(wù)，所以MEF 論壇和RFC 3393 對抖動做了非常明確的定義：

　　Jitter 為順序傳遞的相鄰兩個幀的轉(zhuǎn)發(fā)時延之差的絕對值。Jitter值恒為正。

　　圖6是抖動計算的原理圖。
 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖6Jitter定義

　　Spirent Testcenter 是目前市場上所有測試儀表中唯一支持MEF 10/RFC3393定義的Jitter測試的儀表。在Spirent Testcenter 中，能為每條測試流給出最大/最小/平均Jitter, 過去1s內(nèi)平均Jitter, Jitter分布等指標(biāo)，對設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)承載抖動敏感業(yè)務(wù)的能力進行衡量。

1.2.4. 復(fù)雜業(yè)務(wù)的服務(wù)等級協(xié)議(Service Level Agreement, SLA)

　　在MEF 14 測試?yán)?，提供了服?wù)等級測試的測試?yán)@些測試?yán)窃趩我画h(huán)境下的一致性驗證測試，通常只使用1－2條EVC。這對于電信級以太網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量真實評估來說，是遠遠不夠的。Spirent Testcenter Service Class Builder工具，提供了方便的復(fù)雜環(huán)境下電信級的服務(wù)等級驗證手段：

　　· 定義SLA及其參數(shù)，SLA 參數(shù)包括丟包，時延，抖動，順序/亂序等等眾多指標(biāo)以及它們之間的邏輯組合；

　　· 創(chuàng)建復(fù)雜的驗證流量(場景)，并把不同的流量映射到不同的服務(wù)等級上；

　　· 運行測試，根據(jù)測試結(jié)果，觀察被測設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)能否按照SLA參數(shù)保證服務(wù)質(zhì)量，給用戶直觀的Pass/Fail 結(jié)果，并記錄詳細(xì)的統(tǒng)計。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖7SpirentTestcenterSLA 測試配置

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖8SpirentTestcenterSLA測試結(jié)果

2. 承載網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)測試

　　MEF 定義了EVC 和 E-Line, E-LAN 等以太網(wǎng)服務(wù)，從用戶角度勾畫出城域以太網(wǎng)應(yīng)該提供什么樣的服務(wù)。但是EVC和Ethernet Service 具體如何實現(xiàn)，也就是說采用哪種技術(shù)實現(xiàn)，MEF 并沒有明確，也就是說，Ethernet Service 是一個獨立于技術(shù)實現(xiàn)的概念。目前在核心承載網(wǎng)絡(luò)層面上，通常有三種技術(shù):

　　·傳統(tǒng)的IP/MPLS技術(shù)，及基于此的PWE3，VPLS等技術(shù)。

　　·PBB/PBT技術(shù)，此技術(shù)由Nortel 和英國電信(BT) 聯(lián)合倡導(dǎo)；

　　·T-MPLS技術(shù)，此技術(shù)由Alcatel-Lucent 和Cisco等倡導(dǎo)。

　　SpirentTestcenter為以上三種技術(shù)均提供了測試解決方案。

2.1. 傳統(tǒng)的IP/MPLS 架構(gòu)測試

　　傳統(tǒng)的IP/MPLS 技術(shù)，特點是技術(shù)成熟，互通性良好。但相比另外兩種新興的以太網(wǎng)傳輸技術(shù)來說，成本還是比較高。傳統(tǒng)的IP/MPLS 測試對象主要包括：

　　·設(shè)備的傳統(tǒng)路由協(xié)議，如BGP,OSPF，ISIS 等協(xié)議

　　·設(shè)備的傳統(tǒng)MPLS協(xié)議，如LDP， RSVP-TE等協(xié)議

　　·實現(xiàn)E-Line和E-LAN等以太網(wǎng)服務(wù)的技術(shù)，如PWE3, VPLS等。

　　·設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)性能測試

　　這類設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)，測試內(nèi)容主要包括：

　　· 協(xié)議基本功能測試。比如，路由協(xié)議能否建立鄰居關(guān)系? 能否正確發(fā)布，學(xué)習(xí)和計算路由表? 偽線能否正確建立？VPLS的MAC學(xué)習(xí)和洪泛功能是否正常? 是否存在VPN泄漏？能否自動發(fā)現(xiàn)PE等等；

　　· 擴展性測試。比如,路由表的容量有多大? 設(shè)備最多能建立多少個路由協(xié)議鄰接關(guān)系? 等等；

　　· 性能測試。集成協(xié)議平面和數(shù)據(jù)平面的測試，驗證路由和MPLS協(xié)議交互對于正常業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)的影響；

　　· 高可靠性測試。MEF 要求運營商以太網(wǎng)具備50ms以下的故障恢復(fù)時間，所以需要驗證網(wǎng)絡(luò)或者設(shè)備的快速收斂速度和故障恢復(fù)時間；

　　· 一致性測試。不同廠家對于協(xié)議的理解也不盡相同，所以會造成互通性問題。一致性測試驗證廠家設(shè)備對于協(xié)議的實現(xiàn)是否符合標(biāo)準(zhǔn)；

　　· 負(fù)面測試。實驗室環(huán)境是理想的環(huán)境，在這種環(huán)境下，設(shè)備可能工作良好。但現(xiàn)網(wǎng)是一個復(fù)雜的環(huán)境，其中存在很多異常的網(wǎng)絡(luò)事件，這些時間會給設(shè)備的正常運行造成影響。比如，鄰居路由器執(zhí)行一次撤銷路由和通告路由的行為，就會要求設(shè)備的CPU重新計算路由表。頻繁的這種行為，會給設(shè)備造成負(fù)擔(dān)，對其穩(wěn)定性是一個挑戰(zhàn)。負(fù)面測試就是通過測試儀表仿真各種網(wǎng)絡(luò)事件，觀察被測設(shè)備在長時間復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性，從而減少安設(shè)到現(xiàn)網(wǎng)以后的工程故障。

　　SpirentTestcenter為以上測試提供了業(yè)界最全面的解決方案。

2.1.1.Spirent Testcenter IP/MPLS 測試方案

　　Spirent Testcenter 提供全面的IP/MPLS 網(wǎng)絡(luò)測試方案：

　　路由協(xié)議測試，包括RIP,OSPF,ISIS,BGP, PIM-SM/PIM-SSM等，以上路由協(xié)議支持IPv4和IPv6版本；

　　MPLS信令協(xié)議，包括LDP，RSVP-TE,MP-BGP；

　　支持Martini和Kompella仿真；

　　支持PWE3仿真；

　　支持基于LDP的VPLS和基于MP-BGP的VPLS仿真；

　　支持L3VPN和6PE仿真；

　　支持以上協(xié)議和技術(shù)的功能測試；

　　支持以上協(xié)議和技術(shù)的協(xié)議擴展性測試；

　　通過CommanderSequencer調(diào)度各種協(xié)議和鏈路的網(wǎng)絡(luò)事件，長時間對設(shè)備施加負(fù)面測試壓力，觀察設(shè)備在異常網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的穩(wěn)定性和健壯性；

　　支持以上協(xié)議和技術(shù)的一致性測試。

　　協(xié)議測試都是比較復(fù)雜的測試，特別是在進行電信級的大規(guī)模仿真測試時，更需要測試人員有一定的路由和MPLS技術(shù)基礎(chǔ)，所以Spirent Testcenter 為所有單播和組播路由協(xié)議，MPLS信令協(xié)議，各種MPLS VPN的測試都提供了配置向?qū)В梢苑奖阌脩艨焖贉?zhǔn)確生成測試。

　　　　　　　　　　　　圖9SpirentTestcenter路由和MPLS測試配置向?qū)?br />
　　另外 Spirent Testcenter 提供了最好的協(xié)議平面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面集成測試手段，在協(xié)議平面建立起來的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上直接生成驗證流量，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面來驗證協(xié)議平面工作的正確性，以及協(xié)議平面計算對于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)性能的影響。

　　　　　　　　　　　圖10SpirentTestcenter數(shù)據(jù)平面和協(xié)議平面集成測試

2.2. PBB/PBT 測試方案

　　PBT技術(shù)的基礎(chǔ)是IEEE 802.1ah定義的PBB（Provider Backbone Bridge，運營商骨干橋接）技術(shù)，IEEE把PBT技術(shù)稱為PBB-TE（Provider Backbone Bridge Traffic Engineering，支持流量工程的運營商骨干橋接技術(shù)）。PBB又稱為MAC-in-MAC，是一種基于MAC堆棧的技術(shù)，用戶MAC被封裝在運營商MAC內(nèi)，通過二次封裝對用戶流量進行隔離，增強了以太網(wǎng)的可擴展性和業(yè)務(wù)的安全性。在運營商網(wǎng)絡(luò)中，用運營商MAC進行交換。PBB的關(guān)鍵是在MAC-in-MAC封裝中引入了24 bit的I-TAG（業(yè)務(wù)實例標(biāo)簽），可以支持2^24次方的服務(wù)實例，達到電信級以太網(wǎng)規(guī)模。圖11 是PBB封裝圖。

　　PBT技術(shù)基于PBB技術(shù)，其核心是對PBB技術(shù)進行改進，通過網(wǎng)絡(luò)管理和控制，使CE中的業(yè)務(wù)事實上具有連接性，以便實現(xiàn)保護倒換、OAM、QoS、流量工程等電信網(wǎng)絡(luò)的功能。相對于PBB, PBT技術(shù)做了一些簡化，包括：

　　不支持洪泛，對未知目的地址數(shù)據(jù)幀直接丟棄。

　　PBT關(guān)閉了PBB的組播功能，不轉(zhuǎn)發(fā)而是丟棄組播數(shù)據(jù)；

　　預(yù)先配置PBT通路，關(guān)閉了廣播學(xué)習(xí)功能

　　不支持生成熟協(xié)議，關(guān)閉了用于阻止網(wǎng)絡(luò)內(nèi)出現(xiàn)環(huán)路的協(xié)議。

　　運營商可以管理不同路由上的負(fù)載，防止負(fù)載不均衡情況的發(fā)生。
　
　　PBT技術(shù)采用外層MAC加上外層VID（B-DA+B-VID）來表示一條隧道，進行業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)，使CE受到運營商的控制并能隔離用戶流量。到某一個目的B-DA MAC 地址的通路，可以對應(yīng)多個隧道，每個隧道有唯一的B-VID, 其中一條隧道為工作隧道, 其他隧道為備用隧道。

　　　　　　　　　　　　　　　　　圖11PBB封裝圖

　　目前PBT沒有定義控制層面，隧道的建立主要依賴于人工配置。

　　PBT技術(shù)支持帶寬管理和CAC（ConnectionAdmissionControl，連接接納控制）功能，以實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源的管理，通過網(wǎng)管配置或NC（NetworkController，網(wǎng)絡(luò)控制器）建立連接，可方便實現(xiàn)靈活的交換和TE。

　　PBT技術(shù)采用IEEE802.1ag中的CFM（ConnectivityFaultManagement，連接性故障管理）機制來持續(xù)地監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)中的隧道狀態(tài)。當(dāng)主用隧道失效時會把業(yè)務(wù)自動轉(zhuǎn)移到預(yù)先建立的備用電路上。有些廠商聲明可以獲得15 ms的故障倒換時間。

　　PBT技術(shù)兼容傳統(tǒng)以太網(wǎng)橋的架構(gòu)，不需要對網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點進行更新即可基于對數(shù)據(jù)幀進行轉(zhuǎn)發(fā)，數(shù)據(jù)幀也不需要修改，轉(zhuǎn)發(fā)效率高。

2.2.1. PBB/PBT 測試

　　Spirent Testcenter PBB/PBT測試在業(yè)界第一個通過了Nortel 運營商以太網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)兼容產(chǎn)品認(rèn)證。該認(rèn)證于2008年1月31日在Nortel位于加拿大的運營商以太網(wǎng)創(chuàng)新中心頒發(fā)。

　　通過Spirent Testcenter，用戶可以獲得下列PBB/PBT 測試能力：

　　· 每端口支持32k條獨立的測試流，并通過任意字段(如B-SA,B-DA, B-VLAN, ISID, C-SA/C-DA, C-VLAN等等)的變化，形成無數(shù)flow(每端口512Billion)，能最真實的仿真“Carrier Grade”級別的Tunnel和用戶數(shù)。

　　· 每端口可以實時分析64k條獨立stream，提供詳細(xì)的統(tǒng)計，包括帶寬，丟包，時延，抖動，亂序等等，超過45個統(tǒng)計量。

　　· 高級Filter功能，實時跟蹤幀中任意位置一個字段或者幾個字段組合，可以提供從Per-Tunnel, Per-servicde, Per-host 的不同層次的QoS的詳細(xì)分析。

　　· 可以和802.1ag CFM OAM 結(jié)合起來，進行協(xié)議平面和數(shù)據(jù)平面的集成性能測試。

　　· 和802.1ag CFM OAM結(jié)合，進行隧道備份倒換測試。

　　· 提供了強大的PBB/PBT 測試配置向?qū)В焖俜抡孢\營商級的測試拓?fù)浜蜏y試流量，并可在向?qū)е型瑫r完成EOAM 配置。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖12PBT配置向?qū)?br />
2.3. T-MPLS 測試方案

　　2006年2月ITU-T在G8110.1等3個標(biāo)準(zhǔn)中定義了T-MPLS。該系列建議力圖從MPLS的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)業(yè)已存在的功能中，識別認(rèn)定那些必須而且是足夠充分的一個子集，以提供一種面向連接的分組傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。T-MPLS將具有和傳統(tǒng)傳送網(wǎng)絡(luò)相似的OAM&P能力，端到端的維護，保護和性能監(jiān)測，能夠融合任何L2和L3的協(xié)議，構(gòu)建于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳送平面。

　　ITU-T所制定的3個標(biāo)準(zhǔn)都聚焦在T-MPLS的數(shù)據(jù)平面，包括：

　　· G.8110.1T-MPLS架構(gòu)；

　　· G.8112T-MPLS接口規(guī)范；

　　· G.8121T-MPLS設(shè)備功能規(guī)范。

　　T-MPLS 控制層面尚未定義。目前的LSP建立方式主要為人工配置，或者利用ASON/GMPLS 協(xié)議。

　　T-MPLS和傳統(tǒng)MPLS的主要區(qū)別是：

　　· MPLS 使用單向LSP，T-MPLS 使用雙向LSP；

　　· T-MPLS 移去了MPLS 中的倒數(shù)第二條標(biāo)簽彈出(PHP) 和ECMP(Equal Cost Multiple Path) 功能；

　　· T-MPLS 移去了 LSP 合并(LSP Merge) 功能, 以簡化 OAM 和性能監(jiān)控(Performance Monitor)過程。

2.3.1.T-MPLS測試

　　Spirent Testcenter 提供了全面的T-MPLS 測試能力：

　　· 基本性能測試和RFC 2544 測試。

　　· 基于Per-Tunnel 和Per-subscriber 的性能和QoS 分析

　　· T-MPLS 封裝/解封裝功能和性能驗證。

　　· 和傳統(tǒng)MPLS 的互通性和互操作性驗證。

　　· 設(shè)備的LSP容量測試。

　　· 故障恢復(fù)時間測試。

2.4. 高可用性測試

　　運營商以太網(wǎng)的對于設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求很高，要求達到99.999%的可用性和發(fā)生故障時50ms以下的保護倒換時間。傳統(tǒng)以太網(wǎng)設(shè)備很難達到這個要求，所以在城域以太網(wǎng)設(shè)備上采用了很多高可用性技術(shù)，來達到這個要求。在運營商以太網(wǎng)測試中，需要對設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的可靠性進行驗證。

2.4.1. IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)的高可靠性測試

　　IP/MPLS 采用了多種技術(shù)來提高可靠性，主要包括Graceful Restart，BFD，RSVP Fast Re-Route 等等技術(shù)。

2.4.1.1. 優(yōu)雅重啟(Graceful Restart) 測試

　　路由器控制層面故障包括設(shè)備重啟，主備切換等。路由器故障后，其路由協(xié)議層面的鄰居會檢測到它們之間的鄰居關(guān)系Down掉，過段時間再次Up，這個過程被稱之為鄰居關(guān)系震蕩。這種鄰居關(guān)系的震蕩將最終導(dǎo)致路由震蕩的出現(xiàn)，使得重啟路由器在一段時間內(nèi)出現(xiàn)路由黑洞或者導(dǎo)致鄰居將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)從重啟路由器處旁路，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的可靠性大大降低。采用GracefulRestart技術(shù)避免不必要的SPF計算，當(dāng)一臺路由器重啟時，會通知與它鄰接的路由器它只是關(guān)閉幾秒鐘，馬上就會恢復(fù)正常。這樣，鄰接路由器就不會將進行優(yōu)雅重啟GracefulRestart的路由器從鄰居列表中刪除，其他路由器也不會知道有路由器重啟。

　　Spirent Testcenter 提供最全面的Graceful Restart：

　　· 支持仿真Restarter和Helper兩種模式。

　　· 支持最全面的路由和MPLS協(xié)議的Graceful Restart 仿真。包括BGP, OSPF(Cisco LLS & RFC 3623) ，ISIS，LDP，RSVP-TE等路由和MPLS協(xié)議，驗證GR的各種能力。

　　· 可以和路由/MPLS 協(xié)議仿真以及流量驗證結(jié)合起來，驗證快速收斂，并給出量化的收斂時間。

　　· 在路由和MPLS 協(xié)議配置向?qū)е邪珿raceful Restart 仿真配置項，方便完成路由和GR的組合測試。

　　　　　　　　　　　　　　　　圖13SpirentTestcenterGraceful Restart 測試原理

　　　　　　　　　　　　　　　圖14SpirentTestcenterGR 配置實例－OSPFv2 GR 配置

2.4.1.2. BFD 測試

　　傳統(tǒng)以太網(wǎng)無法實現(xiàn)端到端的檢測，路由協(xié)議一般采用慢Hello機制，檢測時間會很長（例如：OSPF需要2秒的檢測時間，ISIS需要1秒的檢測時間）。這對于運營商以太網(wǎng)50ms以下保護倒換時間要求相去甚遠。BFD(Bi-DirectionalForwardingDetection，雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測)能夠在系統(tǒng)之間的任何類型通道上進行故障檢測，這些通道包括直接的物理鏈路、虛電路、隧道、MPLS LSP、多跳路由通道，以及非直接的通道。同時正是由于BFD實現(xiàn)故障檢測的簡單、單一性，致使BFD能夠?qū)Ｗ⒂谵D(zhuǎn)發(fā)故障的快速檢測，幫助網(wǎng)絡(luò)達到50ms 以下的故障保護恢復(fù)。

　　從本質(zhì)上講，BFD是一種高速的獨立HELLO協(xié)議。BFD能夠與相鄰系統(tǒng)建立對等關(guān)系，之后，每個系統(tǒng)以協(xié)商的速率監(jiān)測來自其他系統(tǒng)的BFD速率。監(jiān)測速率能夠以毫秒級增量設(shè)定。當(dāng)對等系統(tǒng)沒有接到預(yù)先設(shè)定數(shù)量的數(shù)據(jù)包時，它推斷BFD保護的軟件或硬件基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生故障，不管基礎(chǔ)設(shè)施是標(biāo)記交換路徑、其他類型的隧道還是交換以太網(wǎng)絡(luò)。

　　BFD是一種獨立于路由和MPLS協(xié)議的一種協(xié)議，路由和MPLS協(xié)議均可認(rèn)為是BFD的客戶層。當(dāng)BFD檢測到故障時，通過控制報文通知路由協(xié)議，不同的路由協(xié)議自行決定收到告警后的行為，比如快速重路由。

　　BFD部署在路由器和其他系統(tǒng)的控制平面上，BFD檢測到的網(wǎng)絡(luò)故障可以由轉(zhuǎn)發(fā)平面恢復(fù)（例如在MPLS快速重啟路由中）或由控制平面恢復(fù)（例如當(dāng)BFD用于加快路由協(xié)議運行速度時）。

　　SpirentTestcenter 提供了完成的BFD 測試方案：

　　· 支持基本BFD功能和性能測試，包括BFD 會話建立，時鐘等參數(shù)協(xié)商，并按一定的間隔定期發(fā)送檢測報文并檢測故障，檢測和發(fā)送精度可達到10ms；

　　· 支持多seesion；

　　· 支持Asynchronous模式和On-demand 模式；

　　· 支持Echo mode 和Non-Echo mode；

　　· 能和Spirent Testcenter 支持的所有路由協(xié)議，MPLS 協(xié)議，Graceful關(guān)聯(lián)起來，進行高可用性和快速收斂測試；

　　· 支持獨立的與控制層面無關(guān)的BFD 測試和與控制層面(路由)關(guān)聯(lián)的BFD測試；

　　· 支持單跳和多跳BFD session。

　　圖15顯示了SpirentTestcenterBFD 故障檢測和快速恢復(fù)測試。

　　　　　　　　　　　　圖15SpirentTestcenter3端口 BFD 測試拓?fù)浜团渲?br />
2.4.1.3.RSVP-TE快速重路由

　　快速重路由是一套用于鏈路保護和節(jié)點保護的機制。當(dāng)LSP鏈路或者節(jié)點失敗時，在發(fā)現(xiàn)失敗的節(jié)點進行保護，這樣可以允許流量繼續(xù)從保護鏈路或者節(jié)點的隧道中通過以使得數(shù)據(jù)傳輸不至于發(fā)生中斷。同時頭節(jié)點就可以在數(shù)據(jù)傳輸不受影響的同時繼續(xù)發(fā)起主路徑的重建。FRR的最終目的就是利用Bypass隧道繞過失敗的鏈路或者節(jié)點從而達到保護主路徑的功能。

　　MPLSTE快速重路由是基于RSVPTE的實現(xiàn)，實現(xiàn)快速重路由有兩種方式：One-to-one Backup方式和Facility Backup方：

　　· Detour 方式：One-to-one Backup 方式，分別為每一條被保護LSP提供保護，為每一條被保護LSP創(chuàng)建一條保護路徑，該保護路徑稱為Detour LSP。

　　· Bypass方式：Facility Backup，用一條保護路徑保護多條LSP，該保護路徑稱為Bypass LSP。

　　Spirent Testcenter 同時支持以上兩種RSVP-TE 快速重路由方式,驗證MPLS LSP 快速故障切換能力。圖16 是Spirent Testcenter 快速重路由測試原理：
 

　　　　　　　　　　　　　　　圖16SpirentTestcenterRSVP-TE FRR 測試

2.4.2. PBT 保護倒換測試

　　PBT 傳輸中，到每個B-DA 有2個或以上通路，其中一條為工作通路(Working Path)，其他的為保護通路(Protection Path)。 每條通路由唯一的B-VLAN標(biāo)識。

　　通路的故障由IEEE 802.1ag 連續(xù)性檢測報文發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)時間可以低于10ms。設(shè)備一旦在一定時間內(nèi)沒有收到連續(xù)性檢測報文，就切換到保護通路上。

　　Spirent Testcenter 結(jié)合IEEE 802.1ag CFM 協(xié)議仿真功能和PBB/PBT業(yè)務(wù)測試功能，可以對單臺設(shè)備或者整個PBT 網(wǎng)絡(luò)進行保護切換時間測試。圖17和圖18 分別標(biāo)識了測試原理。

　　　　　　　　　圖17SpirentTestcenterPBT 設(shè)備保護切換時間測試

　　　圖18SpirentTestcenterPBT網(wǎng)絡(luò)保護倒換時間測試

2.4.3. T-MPLS 網(wǎng)絡(luò)保護倒換測試

　　T-MPLS 通過G.8113/G.8114定義的T-MPLS OAM 來檢測路徑故障，并支持兩種保護方式：

　　·G.8131/Y.1382定義的線性保護倒換，為每條T-MPLS 路徑提供1：1，1＋1和1：n保護。

　　·G.8131/Y.1382定義的共享保護環(huán)。

　　圖19顯示了SpirentTestcenterT-MPLS 保護倒換原理。

　　圖19SpirentTestcenterT-MPLS 保護倒換時間測試

2.4.4.倒換時間計算

　　Spirent Testcenter 提供了兩種倒換時間和收斂時間的計算方法：

　　·傳統(tǒng)的基于丟包和發(fā)包速率的計算方法

　　·高精度采樣圖形方式

2.4.4.1. 傳統(tǒng)基于丟包和發(fā)包速率的計算方法

　　在倒換時間或者收斂時間測試中，有一個端口用來發(fā)送驗證流量，我們稱此端口為源端口。其他端口為接收端口。從源端口以比較小的速率持續(xù)發(fā)送測試流量，比如100 幀/s。在切換過程中流量會從一條路徑切換到另外一條路徑，在這個過程中，會有少量業(yè)務(wù)丟失。所以整個測試過程中所有接收端口收到的流量會少于源端口發(fā)送的流量。切換時間可以按如下公式計算：
　　
　　切換時間 ＝ (源端口發(fā)送的所有幀數(shù)- 接收端口收到的所有幀數(shù))/ 幀發(fā)送速率

2.4.4.2. 高精度采樣

　　Spirent Testcenter 另外提供了一個高精度采樣手段，采樣過程可以由特定事件觸發(fā)，比如觸發(fā)條件可以是”接收速率<100 幀/s ”。采樣精度可以達到1ms，以圖形化的方式精確的把整個倒換過程和時間顯示給用。

3. OAM測試

　　OAM（Operations Administration and Maintenance，操作管理和維護）是監(jiān)控和解決網(wǎng)絡(luò)問題的工具。它能夠報告網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，使網(wǎng)絡(luò)管理員能夠更有效地管理網(wǎng)絡(luò)。Ethernet OAM 主要包括以下3個方面：

　　　　　　　　　　　圖20高精度采樣觸發(fā)條件設(shè)置

　　　　　　　　　　　　　　　　　圖21高精度采樣顯示倒換過程和時間

　　·IEEE802.1ag 和 ITU-T Y.1731: 連通性故障管理(CFM， Connectivity Fault Management)， 提供端到端的以太網(wǎng)管理；

　　·IEEE 802.3ah: 提供點到點鏈路的故障檢測，又稱為Link OAM；

　　·E-LMI:定位于用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）的OAM協(xié)議，主要工作于用戶邊緣設(shè) 備和提供商邊緣設(shè)備之間。

　　Spirent Testcenter 業(yè)界第一個而且是最完整的提供了802.1ag 和802.3 ah 測試解決方案。

3.1. IEEE 802.1 ag Link OAM測試

　　Spirent Testcenter 提供了完整的802.1ag Link OAM測試能力，包括：

　　· 支持有狀態(tài)的802.1ag 協(xié)議仿真；

　　· 可以工作在主動模式(Active) 和被動模式(Passive) ；

　　· 支持鏈路狀態(tài)監(jiān)控，用戶可以設(shè)置錯誤信號事件閥值，錯誤幀事件閥值，錯誤幀周期事件閥值和錯誤幀秒事件閥值，當(dāng)上述事件發(fā)生時，通過事件通知方式通知對端OAM實體(被測設(shè)備)；

　　· 支持Link Fault， Dying Gasp和Critical Event 緊急鏈路事件仿真；

　　· 支持遠端環(huán)回仿真(Loopback)；

　　· 支持遠端MIB變量請求和響應(yīng)仿真；

　　· 支持用戶編輯Local Information TLV 和Organization Specific TLV；

　　· 支持單向模式；

　　· 提供本端和遠端鏈路狀態(tài)，802.1ag 協(xié)議幀，鏈路狀態(tài)統(tǒng)計；

　　· 解析遠端信息(Remote Information)；

　　· 支持協(xié)議一致性測試；

　　圖22SpirentTestcenter提供最強大的802.3ah 統(tǒng)計和解析能力

3.2. IEEE 802.1ag / Y.1731 CFM 測試

　　Spirent Testcenter 提供了強大的802.1ag/Y.1731 測試配置向?qū)В瑤椭脩艨焖俜抡鎻?fù)雜的運營商以太網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，驗證被測設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的CFM 功能和性能：

　　· 支持IEEE 802.1ag 和Y.1731 CFM 協(xié)議仿真，驗證被測設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的功能和性能；

　　· 每端口支持仿真1024個MP和1024 MA/MEGs，每個MEP可帶最多10個MIPs，并形成不同復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，測試被測設(shè)備作為MEP和MIP的能力；

　　· 提供測試配置向?qū)В⒖深A(yù)覽仿真的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，仿真的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以存成圖片文件；

　　· 支持環(huán)回，Link-Trace, 連續(xù)性檢測，RDI, AIS等等OAM功能；

　　· 用戶可以定義MAC addresses, VLANs, MEG IDs/MAID, MEP IDs， levels和各種TLVs；

　　圖23SpirentTestcenter802.1ag/Y.1731 測試配置向?qū)?br />
　　· 能夠和PBB/PBT 測試結(jié)合起來，激活/關(guān)閉隧道，驗證保護倒換和故障恢復(fù)事件測試；連續(xù)性檢測的間隔最小可以到3.3ms，詳見2.4.2 PBT 保護倒換測試；

　　· 支持CFM OAM 幀模版的編輯，發(fā)送CFM OAM流；

　　· 提供詳細(xì)的統(tǒng)計，基于端口，MP和MA/MEG的包括各種OAM報文的收發(fā)個數(shù)，各種告警的統(tǒng)計，提供對端狀態(tài)等；

　　· 支持一致性測試。

4. TDM 業(yè)務(wù)承載測試

　　NGN網(wǎng)絡(luò)不會是一朝一夕就能建成的，現(xiàn)存的服務(wù)于PSTN公共語音通信業(yè)務(wù)的PDH/SDH網(wǎng)絡(luò)還將會長期存在，網(wǎng)絡(luò)上大量存在的用戶TDM設(shè)備還將繼續(xù)使用。為了保護用戶在TDM設(shè)備上已有的投資，在下一代包交換網(wǎng)絡(luò)中提供TDM業(yè)務(wù)接入和TDM數(shù)據(jù)透傳能力是十分必要。

　　目前有幾種在包交換網(wǎng)絡(luò)中承載TDM業(yè)務(wù)的方案：

　　· RFC4553 SAToP提供針對E1/T1/E3/T3等較低速率的PDH電路業(yè)務(wù)的仿真功能。SAToP是用來解決非結(jié)構(gòu)化，也就是非幀模式的E1/T1/E3/T3業(yè)務(wù)傳

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖24測試拓?fù)漕A(yù)覽

　　　　　　　　　　　　　　圖25802.1ag/Y.1731結(jié)果統(tǒng)計示例-CC統(tǒng)計

送。它將TDM業(yè)務(wù)都作為串行的數(shù)據(jù)碼流進行切分和封裝后在PW隧道上進行傳輸。

　　· RFC 5086 CESoPSN提供結(jié)構(gòu)化的TDM業(yè)務(wù)仿真?zhèn)魉凸δ?，也就是具有幀結(jié)構(gòu)和TDM幀內(nèi)信令的識別處理和傳送功能。以E1為例，結(jié)構(gòu)化的E1由32個時隙組成，除0時隙外，其他的31個時隙分別可以承載一路64Kbps的話音業(yè)務(wù)。0時隙用于傳送信令和定幀符。CESoPSN協(xié)議可以識別TDM業(yè)務(wù)的幀結(jié)構(gòu)，對于空閑時隙信道可以不傳送，只將CE設(shè)備有用的時隙從E1業(yè)務(wù)流中提取出來封裝為PW報文進行傳送。同時提供對E1業(yè)務(wù)流中CAS和CCS信令的識別和傳送功能。

　　· 在MEF 8.0定義了裸以太封裝的TDM電路仿真報文，通過不同的ECID（電路仿真標(biāo)識符）來區(qū)分不同的TDM電路仿真數(shù)據(jù)流。

　　另外MEF 也推出了MEF 18認(rèn)證，作為在以太網(wǎng)上曾在TDM 業(yè)務(wù)的一致性測試規(guī)范。

　　思博倫通信的ANUE網(wǎng)絡(luò)損傷仿真儀提供了MEF 18 測試套。ANUE是思博倫公司在損傷仿真方面推出的一個全新平臺，它采用FPGA芯片架構(gòu)，可支持雙向100%全線速的流量， 在L1-L7 完成仿真丟包，延時，包抖動，包復(fù)制，包錯誤，帶寬限制等功能。其主要特點包括：

　　· 能提供雙向100%全線速性能損傷；

　　· 可支持隨時間變化的時延損傷仿真，并能提供精確到1比特的時延損傷；

　　· 具有實時的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和告警顯示；

　　· 具有16個過濾器，通過與或組合可根據(jù)用戶需求生成損傷；

　　· 提供了2000個字節(jié)的可編輯范圍；

　　· 提供對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)損傷情況進行捕獲并回放的功能；

　　· 提供G.1050標(biāo)準(zhǔn)的損傷模版。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖26ANUE網(wǎng)絡(luò)損傷仿真儀

　　ANUE 通過對MEF 18 的支持，為客戶進行認(rèn)證測試前所進行的基準(zhǔn)測試提供便利。該功能有如下特點：

　　完全遵循MEF18/G.8261規(guī)范：借助可復(fù)制的網(wǎng)絡(luò)模型，用于MEF-18認(rèn)證測試，測試完全遵循MEF18/G.8261規(guī)范。

　　預(yù)置的測試場景：與MEF-18測試?yán)鄬?yīng)的網(wǎng)絡(luò)場景

　　簡單快速完成測試：每一個測試模型通過“損傷表格”文件（.ait格式），導(dǎo)入到儀表，配合NetworkPlayback功能完成測試。

5. 總結(jié)

　　城域以太網(wǎng)技術(shù)正在越來越快的被部署，如何在研發(fā)，驗證，工程建設(shè)和運營維護等各個階段全面評估運營商以太網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)，稱為非常迫切的問題。思博倫通信城域以太網(wǎng)和運營商以太網(wǎng)解決方案，全面支持從傳輸，服務(wù)，管理等方面測試，是目前業(yè)界最為完整的城域以太網(wǎng)測試方案，正在幫助大量廠商，運營商完成下一代網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的部署。