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(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商采用和部署。如何測(cè)試這種新的技術(shù)，稱(chēng)為迫切的問(wèn)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(cè)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(lèi)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(duì)城域網(wǎng)帶寬和傳輸質(zhì)量提出越來(lái)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(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商關(guān)注點(diǎn)。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(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)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(jiǎn)單，技術(shù)人員數(shù)量眾多，方便安裝，管理，維護(hù)，升級(jí)；

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

· 以太網(wǎng)帶寬控制粒度小；

· 由于用戶(hù)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(lái)的弊端。

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

· 缺乏有效的網(wǎng)絡(luò)管理和監(jiān)控手段；

· 缺乏 QoS 機(jī)制，保障服務(wù)質(zhì)量和SLA困難；

· 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性差，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模組網(wǎng)困難；

· 缺乏保護(hù)和故障恢復(fù)能力，達(dá)到50ms以下故障恢復(fù)能力；

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

· TDM 承載能力弱；

為此城域以太網(wǎng)聯(lián)盟(MEF)的定義，運(yùn)營(yíng)商以太網(wǎng)(Carrier Ethernet )包含以下5個(gè)模塊：

· 保護(hù)模塊：提供可靠的，50ms以下的業(yè)務(wù)保護(hù)；

· QoS模塊：針對(duì)業(yè)務(wù)和用戶(hù)提供QoS 保證；

· 擴(kuò)展模塊：提供業(yè)務(wù)和帶寬的可擴(kuò)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(cè)，降低大規(guī)模部署后的運(yùn)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(cè)試解決方案，提供了業(yè)界最全面和強(qiáng)大的運(yùn)營(yíng)商以太網(wǎng)驗(yàn)證測(cè)試的方法和手段，可以從性能和服務(wù)等級(jí)，承載網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，TDM業(yè)務(wù)承載，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和管理等方面對(duì)城域以太網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面的研發(fā)驗(yàn)證，選型驗(yàn)證和運(yùn)維驗(yàn)證。

SpirentTestcenter綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試平臺(tái)是思博倫城域以太網(wǎng)測(cè)試解決方案的主要測(cè)試儀表。SpirentTestcenter 提供了極高的端口密度和超強(qiáng)的性能，可以完成運(yùn)營(yíng)級(jí)的OSI L2-L7 的性能，協(xié)議，應(yīng)用，一致性等測(cè)試，是目前市場(chǎng)上應(yīng)用最廣的運(yùn)營(yíng)商以太網(wǎng)測(cè)試工具。

1. 端到端性能和服務(wù)等級(jí)測(cè)試

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

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

· 基于多點(diǎn)到多點(diǎn)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(gè)或者多個(gè)UNI(用戶(hù)－網(wǎng)絡(luò)接口)的連接。

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

運(yùn)營(yíng)商向用戶(hù)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(lái)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(jí))，幀傳送參數(shù)(Frames delivery)等等。

1.1.MEFEthernetService 功能和性能測(cè)試

針對(duì)MEF 6 和MEF 10 定義的Ethernet Service，MEF 定義了2個(gè)測(cè)試規(guī)范：

· MEF 9 : 規(guī)范測(cè)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(cè)試。

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

另外，目前思博倫通信作為唯一一家測(cè)試解決方案廠商，正在參與MEF UNI Type 2 測(cè)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(cè)試套，是MEF 認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試工具。圖2是Spirent Testcenter MEF 9 和 MEF 14 測(cè)試的界面。

圖2SpirentTestcenterMEF9 和MEF 14

1.2. 性能和擴(kuò)展性測(cè)試

MEF 9 和MEF 14 是設(shè)備廠商通過(guò)MEF 認(rèn)證必須要通過(guò)的測(cè)試，但是通過(guò)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(jìn)行很多其他功能，性能和擴(kuò)展性方面的驗(yàn)證。在城域以太網(wǎng)測(cè)試中，關(guān)鍵要解決兩個(gè)問(wèn)題：如何產(chǎn)生大量運(yùn)營(yíng)商級(jí)別的真實(shí)測(cè)試流量和如何在海量測(cè)試結(jié)果中快速評(píng)估結(jié)果和診斷問(wèn)題。Spirent Testcenter 提供了最完善的性能驗(yàn)證和分析功能。

1.2.1. 測(cè)試流量產(chǎn)生

電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的測(cè)試，要求測(cè)試儀表能夠仿真多樣化的測(cè)試場(chǎng)景和大量真實(shí)的測(cè)試業(yè)務(wù)，達(dá)到真正電信級(jí)的測(cè)試。Spirent Testcenter 測(cè)試平臺(tái)提供了極高的性能，在一個(gè)測(cè)試端口上能產(chǎn)生業(yè)界最高的32768 條獨(dú)立的測(cè)試流(Stream)，每條測(cè)試流都可以定義獨(dú)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(shí)發(fā)送這些測(cè)試流，流量調(diào)度以測(cè)試流為單位，不同測(cè)試流之間可以進(jìn)行輪詢(xún)方式或者基于優(yōu)先級(jí)方式的調(diào)度。

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

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

· 能產(chǎn)生點(diǎn)到點(diǎn)，多點(diǎn)到多點(diǎn)以及全網(wǎng)狀等測(cè)試流量拓?fù)洌骝?yàn)證E-Line, E-LAN等各種Ethernent Service 服務(wù)。

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

· 能夠產(chǎn)生經(jīng)過(guò)QoS調(diào)度的測(cè)試流量(即CBR，VBR，UBR組合業(yè)務(wù))，用現(xiàn)網(wǎng)真實(shí)場(chǎng)景來(lái)驗(yàn)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(jí)以太網(wǎng)的功能，性能和擴(kuò)展性測(cè)試，是目前進(jìn)行電信級(jí)以太網(wǎng)測(cè)試的首選標(biāo)準(zhǔn)化工具。

1.2.2.城域以太網(wǎng)測(cè)試結(jié)果分析

MEF 規(guī)范對(duì)城域以太網(wǎng)的性能進(jìn)行了詳細(xì)和規(guī)范的定義。在測(cè)試中，既要對(duì)電信級(jí)量的測(cè)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(wèn)題業(yè)務(wù)情況。這兩個(gè)方面是一對(duì)矛盾。Spirent Testcenter 每端口能實(shí)時(shí)分析65535條獨(dú)立的測(cè)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(shí)延，時(shí)延分布，抖動(dòng)，抖動(dòng)分布，順序/亂序，各種類(lèi)型錯(cuò)包等超過(guò)50個(gè)統(tǒng)計(jì)量，并提供了靈活的結(jié)果過(guò)濾方式，幫助用戶(hù)在測(cè)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(shí)支持65535條EVC的實(shí)時(shí)分析，為每條EVC提供超過(guò)50個(gè)統(tǒng)計(jì)量，統(tǒng)計(jì)結(jié)果包括表和圖的方式顯示，具備電信級(jí)的城域以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)分析能力。

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

圖4SpirentTestcenter高級(jí)Filter 功能

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

圖5根據(jù)測(cè)試結(jié)果過(guò)濾出問(wèn)題業(yè)務(wù)

1.2.3.抖動(dòng)(Jitter)

在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)測(cè)試中，抖動(dòng)并不是一個(gè)被廣泛重視的指標(biāo)，因?yàn)閷?duì)純數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，抖動(dòng)的影響并不是非常明顯，所以過(guò)去不同的測(cè)試儀表對(duì)于抖動(dòng)的定義也是各不相同。但是抖動(dòng)對(duì)于視頻和語(yǔ)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(dòng)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(duì)抖動(dòng)做了非常明確的定義：

Jitter 為順序傳遞的相鄰兩個(gè)幀的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延之差的絕對(duì)值。Jitter值恒為正。

圖6是抖動(dòng)計(jì)算的原理圖。

圖6Jitter定義

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

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

在MEF 14 測(cè)試?yán)校峁┝朔?wù)等級(jí)測(cè)試的測(cè)試?yán)?，但這些測(cè)試?yán)窃趩我画h(huán)境下的一致性驗(yàn)證測(cè)試，通常只使用1－2條EVC。這對(duì)于電信級(jí)以太網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量真實(shí)評(píng)估來(lái)說(shuō)，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jí)的服務(wù)等級(jí)驗(yàn)證手段：

· 定義SLA及其參數(shù)，SLA 參數(shù)包括丟包，時(shí)延，抖動(dòng)，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(yàn)證流量(場(chǎng)景)，并把不同的流量映射到不同的服務(wù)等級(jí)上；

· 運(yùn)行測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果，觀察被測(cè)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(hù)直觀的Pass/Fail 結(jié)果，并記錄詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)。

圖7SpirentTestcenterSLA 測(cè)試配置

圖8SpirentTestcenterSLA測(cè)試結(jié)果

2. 承載網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)測(cè)試

MEF 定義了EVC 和 E-Line, E-LAN 等以太網(wǎng)服務(wù)，從用戶(hù)角度勾畫(huà)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(shí)現(xiàn)，也就是說(shuō)采用哪種技術(shù)實(shí)現(xiàn)，MEF 并沒(méi)有明確，也就是說(shuō)，Ethernet Service 是一個(gè)獨(dú)立于技術(shù)實(shí)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(guó)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(cè)試解決方案。

2.1. 傳統(tǒng)的IP/MPLS 架構(gòu)測(cè)試

傳統(tǒng)的IP/MPLS 技術(shù)，特點(diǎn)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(lái)說(shuō)，成本還是比較高。傳統(tǒng)的IP/MPLS 測(cè)試對(duì)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(shí)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(cè)試

這類(lèi)設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)，測(cè)試內(nèi)容主要包括：

· 協(xié)議基本功能測(cè)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(jì)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(dòng)發(fā)現(xiàn)PE等等；

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

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

· 高可靠性測(cè)試。MEF 要求運(yùn)營(yíng)商以太網(wǎng)具備50ms以下的故障恢復(fù)時(shí)間，所以需要驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)或者設(shè)備的快速收斂速度和故障恢復(fù)時(shí)間；

· 一致性測(cè)試。不同廠家對(duì)于協(xié)議的理解也不盡相同，所以會(huì)造成互通性問(wèn)題。一致性測(cè)試驗(yàn)證廠家設(shè)備對(duì)于協(xié)議的實(shí)現(xiàn)是否符合標(biāo)準(zhǔn)；

· 負(fù)面測(cè)試。實(shí)驗(yàn)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(gè)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(shí)間會(huì)給設(shè)備的正常運(yùn)行造成影響。比如，鄰居路由器執(zhí)行一次撤銷(xiāo)路由和通告路由的行為，就會(huì)要求設(shè)備的CPU重新計(jì)算路由表。頻繁的這種行為，會(huì)給設(shè)備造成負(fù)擔(dān)，對(duì)其穩(wěn)定性是一個(gè)挑戰(zhàn)。負(fù)面測(cè)試就是通過(guò)測(cè)試儀表仿真各種網(wǎng)絡(luò)事件，觀察被測(cè)設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)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(cè)試提供了業(yè)界最全面的解決方案。

2.1.1.Spirent Testcenter IP/MPLS 測(cè)試方案

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

路由協(xié)議測(cè)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(cè)試；

支持以上協(xié)議和技術(shù)的協(xié)議擴(kuò)展性測(cè)試；

通過(guò)CommanderSequencer調(diào)度各種協(xié)議和鏈路的網(wǎng)絡(luò)事件，長(zhǎng)時(shí)間對(duì)設(shè)備施加負(fù)面測(cè)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(cè)試。

協(xié)議測(cè)試都是比較復(fù)雜的測(cè)試，特別是在進(jìn)行電信級(jí)的大規(guī)模仿真測(cè)試時(shí)，更需要測(cè)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(cè)試都提供了配置向?qū)?，可以方便用?hù)快速準(zhǔn)確生成測(cè)試。

圖9SpirentTestcenter路由和MPLS測(cè)試配置向?qū)?/em>