電信級以太網(wǎng)測試技術(shù)研究

1 電信級以太網(wǎng)的概念

以太網(wǎng)作為一種快速、簡(jiǎn)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，但是其應用多年來(lái)一直被電信運營(yíng)商所低估。隨著(zhù)電信級以太網(wǎng)(CE)的出現，運營(yíng)商逐漸意識到在城域網(wǎng)中，以太網(wǎng)既可以作為數據承載網(wǎng)接入、承載數據業(yè)務(wù)，也可以直接提供端到端的專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)。

城域以太網(wǎng)論壇(MEF)是最早開(kāi)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MEF的定義，CE具有以下5大特點(diǎn)：

可擴展性：業(yè)務(wù)可擴展，具備讓數百萬(wàn)人使用同一網(wǎng)絡(luò )服務(wù)的能力；帶寬可擴展，可以從1Mb/s擴展到10Gb/s甚至更高，可以按一定的顆粒度逐步增加。

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

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)等級的選擇；適用于商業(yè)、移動(dòng)以及接入匯聚等不同應用。

標準化的業(yè)務(wù)：可以提供以太網(wǎng)專(zhuān)線(xiàn)和虛擬局域網(wǎng)業(yè)務(wù)；無(wú)縫集成時(shí)分復用(TDM)業(yè)務(wù)；支持電路仿真業(yè)務(wù)；支持現有語(yǔ)音應用。

業(yè)務(wù)管理：支持快速業(yè)務(wù)提供；支持電信級運營(yíng)維護管理(OAM)；可提供客戶(hù)網(wǎng)絡(luò )管理功能。

2電信級以太網(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等多家標準組織都已開(kāi)始了相關(guān)的標準化工作，市場(chǎng)上也已有了多種解決方案。其中，比較有代表性的技術(shù)主要包括運營(yíng)商骨干網(wǎng)橋/運營(yíng)商骨干傳輸(PBB/PBT)技術(shù)、傳送多協(xié)議標簽交換(T-MPLS)技術(shù)、增強以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)以及虛擬專(zhuān)用局域網(wǎng)(VPLS)技術(shù)等。那么，如何判斷這些技術(shù)是否滿(mǎn)足CE的需求？這就需要從MEF對CE所定義的可擴展性、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)行相應的測試，評估這些技術(shù)是否符合這些CE的基本特征。

2.1可擴展性測試

可擴展性測試的目的是驗證CE所能提供的帶寬及隧道處理能力。

對于帶寬測試，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(wàn)兆以太網(wǎng)(10GE)接口的線(xiàn)速轉發(fā)。

隧道處理能力測試主要是驗證被測方案可配置的內外層隧道數量。在進(jìn)行隧道數量測試時(shí)，需要被測方案開(kāi)啟隧道保護機制，只有滿(mǎn)足了50 ms保護倒換時(shí)間的測試結果才是有意義的數值。對于不同的解決方案，隧道的定義也不盡相同。對于PBT技術(shù)，外層隧道通過(guò)骨干網(wǎng)VLAN(B-VLAN)標識，內層隧道通過(guò)骨干網(wǎng)業(yè)務(wù)實(shí)例標識(I-SID)標識；對于T-MPLS技術(shù)和VPLS技術(shù)，內外層隧道可通過(guò)內外層多協(xié)議標簽交換(MPLS)標簽來(lái)標識；對于增強以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)，內外層隧道則是通過(guò)運營(yíng)商橋接(PB)技術(shù)的內外層VLAN標簽來(lái)標識。在測試時(shí)需要驗證被測方案支持的最大隧道數量以及在單隧道下支持的最大業(yè)務(wù)數量(即多業(yè)務(wù)復用隧道的能力)。

2.2可靠性測試

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

保護倒換時(shí)間是丟包數與數據包發(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、節點(diǎn)故障等，在測試時(shí)對這些觸發(fā)條件應分別進(jìn)行測試，相應的操作可以包括拔出光纖、關(guān)閉轉發(fā)端口、關(guān)閉設備電源、拔出設備主用主控板卡等。為了模擬真實(shí)的網(wǎng)絡(luò )狀況，在進(jìn)行保護倒換測試時(shí)，應根據設備情況配置較大數量的隧道，加載較高的數據流量，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 )拓撲可以根據技術(shù)實(shí)現采用環(huán)形、網(wǎng)狀或雙歸連接等方式。在采用環(huán)形組網(wǎng)時(shí)，需對相交、相切等多環(huán)拓撲分別進(jìn)行測試。

在測試時(shí)應針對單播隧道和組播隧道的保護倒換分別進(jìn)行測試，以驗證被測方案對單播業(yè)務(wù)和組播業(yè)務(wù)的保護情況。

在進(jìn)行保護倒換測試時(shí)還應驗證在隧道恢復回切時(shí)是否有丟包的現象發(fā)生。

2.3服務(wù)質(zhì)量測試

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

服務(wù)質(zhì)量測試主要包括訪(fǎng)問(wèn)控制策略、QoS流標記策略、接入控制策略以及隊列調度機制等方面。

訪(fǎng)問(wèn)控制策略的測試是測試被測方案對二、三、四層流量是否能正確配置訪(fǎng)問(wèn)控制策略，同時(shí)還需要驗證被測方案在配置了ACL后的轉發(fā)性能是否受到影響。

流標記策略測試是測試被測方案是否能依據流標記策略對數據流進(jìn)行QoS標記或重標記。QoS標記可以基于802.3、802.1ah、MPLS或IP 服務(wù)類(lèi)別(ToS)/差分服務(wù)(DiffServ)來(lái)進(jìn)行。

接入控制策略測試是測試被測設備是否支持對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。

隊列調度機制測試是測試被測方案是否支持優(yōu)先級隊列(PQ)、加權公平隊列(WFQ)/加權輪循服務(wù)(WRR)等優(yōu)先級隊列調度機制。

在進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量測試測試，需對單層QoS策略和層次化QoS策略分別進(jìn)行測試。對服務(wù)質(zhì)量的測試可以參見(jiàn)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證被測方案是否支持以太網(wǎng)專(zhuān)線(xiàn)(E-Line)、多點(diǎn)到多點(diǎn)以太網(wǎng)(E-LAN)、樹(shù)形以太網(wǎng)(E-TREE)、時(shí)分復用(TDM)等業(yè)務(wù)類(lèi)型。

在進(jìn)行E-LAN業(yè)務(wù)測試時(shí)應重點(diǎn)關(guān)注被測方案創(chuàng )建E-LAN業(yè)務(wù)的方式并驗證其對于遠端媒體接入控制(MAC)地址的學(xué)習方式。

在進(jìn)行E-TREE業(yè)務(wù)測試時(shí)應驗證各葉子節點(diǎn)之間是否能實(shí)現相互隔離，并驗證被測方案通過(guò)E-TREE業(yè)務(wù)實(shí)現組播的功能。

在進(jìn)行TDM業(yè)務(wù)測試時(shí)，需對TDM的時(shí)延、抖動(dòng)及誤碼性能進(jìn)行測試，測試端口可以依據設備支持情況選擇成幀E1、非成幀E1以及通道化STM-1等。

另外，還應對被測方案支持TDM時(shí)鐘同步的功能進(jìn)行測試，測試的內容包括對電路仿真業(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。對業(yè)務(wù)支持能力的測試可以參見(jiàn)MEF9、MEF18、MEF19。