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1、中国电信维护岗位认证教材（IP专业）,MSTP技术,2,目录,第一章 MSTP的定义第二章 MSTP的发展第三章 两种交换技术的区别和特点第四章 MSTP原理第五章 MSTP的应用,3,MSTP：Multi-Service Transport Platform 基于SDH的多业务传送平台（MSTP）：基于SDH平台，同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务平台。,1.1 MSTP的定义,4,目录,第一章 MSTP的定义第二章 MSTP的发展第三章 两种交换技术的区别和特点第四章 MSTP原理第五章 MSTP的应用,5,传输网及城域网的发展,2.1 MSTP的
2、发展历史,6,2.2 传统通信网的模型,交换设备,交换设备,接入网,传输网,接入网,95年以前：网络建设主要跟着交换网络的规划需求网络以PDH为主。,7,2.3 传输网与业务网的关系,电话交换机,IP设备,ATM信元,DDN设备,FR,No.7(STP),SDH,DWDM,95年以后，作为独立的网络来规划和研究、现阶段进入网络优化和运营管理阶段。网络以SDH及DWDM为主，辅以微波通信。,SDH,8,2.4 城域网的基本概念及业务,城域网（MAN，Metropolitan Area Network）泛指在地理上覆盖都市管辖区域的信息传送网络，用来连接作为国家骨干的广域网络（WAN）和作为用户主
3、体的局域网络（LAN），提供不同业务的接入、汇聚和传输等功能。城域网提供的业务VPN业务/VLAN业务基于INTERNET的高速接入业务基于IP的广播电视（IPTV）、电视会议和VOD。电子商务专线接入业务(10/100/1000M以太网、DDN、FR、ATM)远程教育、医疗、监控等,9,以前由于主要面向话音业务，数据业务发展缓慢，只有本地（传输）网提供业务接口（POS和AOS方式)。,2.5 城域网的发展,SDH端口带宽紧张,交换机端口紧张,静态连接,效率低,只适合初期数据业务较少的应用,交换机,SDH环,SDH组网,交换机,交换机,10,不是一个网络的形态维护管理困难,光纤浪费严重,交换机
4、端口压力大,只适用于初期网络较小的应用,光纤直连组网,随着数据业务的发展，建设城域网，主要覆盖数据业务密集的地方，新建的城域网是数据网。,2.6 光纤直连和ATM城域网的发展现状,兼容TDM困难,组网能力弱,只适合本地初期宽带业务较少的应用,ATM交换机,Router,Router,ATM VP-RING,ATM交换机组网,11,2.7 城域网的发展现状,缺点：1、通过传输网上行，网络复杂、维护困难。2、与传输网并列存在、重复建设，投资大。,传输接入层,12,2.8 城域网和传输网融合,在新形势下，为了节省网络投资以及出于竞争的需要，考虑将本地网和城域网统一规划和建设，将传输网和城域网合为一体
5、，以“城域传送网”的面貌出现。MSTP充当这个角色。,13,2.9 MSTP为什么基于SDH,强大的组网能力和经过十几年发展成熟的网元技术和网络管理技术 保证新一代设备和现有SDH网络的兼容性 有效地提供TDM和Packet业务综合传输,14,2.10 城域传送网选择MSTP的理由,作为基础网，同时提供业务资源租线业务：裸纤出租、波长出租、带宽出租。（大客户专线竞争激烈）综合业务传送网传输网和城域网并存，成本大，维护难，限制了未来业务的融合。避免大风险(称为B-ISDN的ATM并没有所预料的蓬勃发展)，MSTP规避了技术选择失误的风险，从而兼顾了技术革命和网络演进的平衡。,15,2.11 MS
6、TP组网方式,混合网：一个网络承载3种业务，SDH、ATM、IP,16,2.12 MSTP组网方案,17,2.13 MSTP技术的发展,第一代MSTP：1999年2000年 属于MSTP的雏形阶段，实际上只是在SDH设备上提供数据接口而已第二代MSTP：2001年中期2002年 融合以太网透传/L2交换，ATM VP/VC交换 链路带宽动态调整技术。第三代MSTP：正在研发阶段(一些厂家已有产品）支持RPR的处理功能 支持三层处理功能 支持GMPLS功能,18,2.14 MSTP相关观点一览,19,目录,第一章 MSTP的定义第二章 MSTP的发展第三章 两种交换技术的区别和特点第四章 MST
7、P原理第五章 MSTP的应用,20,3.1 两种交换技术的特点,电路交换技术：独占一条电路。通信过程中双方一直占用该电路。特点是实时性强，时延小，线路利用率低。分组交换技术：采用动态时分复用技术传送数据包。特点是电路利用率高，时延大。有数据才会转发。,21,3.2 传输网与数据网的区别,传输网：属于电路交换技术。固定分配时隙，从而有时钟同步、抖动等参数指标等。数据网：数据打散成很小的包，包传送没有先后之分。属于分组交换技术。（交换技术的不同导致参数的不同）,22,目录,第一章 MSTP的定义第二章 MSTP的发展第三章 两种交换技术的区别和特点第四章 MSTP原理第五章 MSTP的应用,23,
8、4.1 多业务传送平台（MSTP）基本功能模型,AAL适配和VP/VC交换,24,4.2 MSTP的体系结构,25,4.3 MSTP-Eth OVER SDH,n*2M,一机多平面：SDH平面、IP平面、ATM平面，物理统一，逻辑分层以太网处理可以包含L2S功能，实现业务收敛，提高带宽利用率可以实现点到点、点到多点的传输；IP数据的逐点汇聚IP占有带宽可指配，利用VLAN实现用户隔离,26,4.4 MSTP-ATM OVER SDH,N*155M,两个逻辑层面：SDH 和 ATM，一机多平面：SDH平面、IP平面、ATM平面，物理统一，逻辑分层ATM处理板包含ATM交换功能，便于业务收敛和共享
9、带宽ATM信元的逐点汇聚,27,4.5 MSTP的核心处理模块-EOS,EOS(Ethernet over SDH)处理流程：,28,4.6 EOS-接 入,1、可光可电2、端口拉远,1、透传2、二层交换3、STP生成树,1、RPR,1、GFP2、PPP3、ML-PPP4、LAPS,1、相邻级联2、虚级联3、LCAS4、多径传输5、穿通网络无关性,SDH特性,FE接口：光、电选配,FE光口:多种传输距离,GE光口可热插拔:多种传输距离,2Km15Km,500m10Km30Km70Km,全光全电光电混合,业务处理,二层交换,环路控制,封装,映射,SDH交叉连接,Eth端口,1、业务流分类2、CA
10、R3、VLAN4、用户域隔离5、LPT6、组播,29,4.7 物理层标准,10BASE210BASE510BASE-T：运行在两对五类双绞线上的10M以太网100BASE-TX：运行在两对五类双绞线上的快速以太网(100m)100BASE-T2：运行在两对三类双绞线上的快速以太网100BASE-T4：运行在四对三类双绞线上的快速以太网100BASE-FX：运行在光纤上的快速以太网，光纤类型可以是单模也可以是多模1000BASE-SX：运行在多模光纤上的1000M以太网，S指发出的光信号是短波长的形式；1000BASE-LX：运行在单模光纤上的1000M以太网，L指发出的光信号是长波长的形式；1
11、000BASE-CX：运行在同轴电缆上的1000M以太网1000BASE-TX,在这些标准中，前面的10，100，1000分别代表运行速率；中间的BASE指传输的信号是基带方式；后边的2，5分别代表最大距离；TX，T2，T4，FX，SX，LX，CX等应用于双绞线以太网和光纤以太网,30,任一时刻只能接收或发送 采用CSMA/CD访问机制 物理上有距离限制,4.8 半/全双工物理层,同一时刻可以发送和接收 最大吞吐量达到双倍速率 从根本上消除了半双工的物理距离限制,全双工物理层,半双工物理层,双工方式,运行速率,全双工半双工,10M100M1000M10G,8种组合,31,4.9 EOS-业务处
12、理及二层交换,1、端口拉远2、光口/电口,1、透传2、二层交换3、STP生成树,1、RPR,1、GFP2、PPP3、ML-PPP4、LAPS,1、相邻级联2、虚级联3、LCAS4、多径传输5、穿通网络无关性,SDH特性,业务处理,二层交换,环路控制,封装,映射,SDH交叉连接,Eth端口,1、业务流分类2、CAR3、VLAN4、用户域隔离5、LPT6、组播,32,将以太帧按照一定策略划分为多个优先级或者服务类。（传统交换机采用先进先出的策略）,4.10 EOS-业务服务分类,MSTP,你违反了契约的正常范围，应如何处罚你呢？,契约,违约应用,虽然违约，但我们还在约定突发范围内！,你是低优先级用
13、户,可以通过,但不能保证一路顺风!,你们无论是什么级别用户,都不能通过!,MSTP带宽调整粒度最小达到64Kb/s,33,4.11 EOS基本概念,用户端口：与本地用户LAN连接的以太端口。系统（MP）端口：与SDH连接的内部以太端口。带宽共享：多个用户端口的业务占用一个系统端口的带宽。汇聚：多个系统端口的业务占用一个用户端口的带宽。自动协商：在一个链路段上交换关于各自功能的信息。例如端口速率匹配、全双工或半双工，选择最好的模式工作。流量控制：在系统带宽不足时，防止丢包的一种策略机制。在10/100全双工下采用PAUSE流量控制技术。,共享,34,4.12 以太网幀（frame）,前同步信号：
14、使所有硬件有足够时间识别一个正在传输中的幀，并使它们开始工作，以接收数据。类型：支出上层协议的类型，如IP或NOVELL IPX。目的地址：要到达的端口的地址。源地址：本端口的地址。FCS：对数据的完整性进行循环冗余校验和。帧长度：641518字节MAC地址：全球唯一。,35,4.13 EOS-透传、汇聚,透传技术：原理：来自以太网接口的数据帧不经过二层交换，直接进行协议封装和速率适配后，映射到SDH的虚容器（VC）中。MSTP支持的透传功能：1、保证以太网业务的透明性，包括以太网MAC帧，VLAN标记等的透明传送。2、传输链路带宽可配置。3、支持VLAN处理功能。4、支持流量控制应用：透传业
15、务模式：FEFE、GEGE,以太业务透传、汇聚应用模式,36,W1经Hub A发送帧到Server；Hub A 复制该帧至所有端口；Hub B复制该帧至所有端口；此时任何网段上的任何设备都不能进行帧的发送。,4.14 交换技术的发展集线器,HUB A,W1 W2,W3 W4,HUB B,37,Ethernet(HUB),一种带宽共享的技术(冲突域）MAC地址CSMA/CD 协议(具有冲突检测的载 波侦听多路访问协议)介质空闲时才发送碰撞会产生时延数据传送的不确定性可扩展性差,4.15 交换技术的发展集线器,38,二层交换的学习方法,交换机读入相连的LAN的所有幀，形成一张地址表，工作时根据幀的
16、目的地址将幀从一个端口移动到另一个端口。当不知道目的地址时，就flooding(溢出：除接收端口以外都发送)。所以交换机没有隔离广播的能力。,4.16 交换技术的发展交换机,39,4.17 帧学习过程,A 往B发包，0口收到并存储 包=1,2,&3 A的地址与端口的关系存MAC表 B 往C发包，1口收到并存储 包=0,2,&3 B的地址与端口的关系存MAC表 B 往A发包，1口收到并存储 查MAC表=A/0 转发 0口,40,4.18 MAC地址表,地址,端口,0 x02-11-30-fe-06-00,0 x00,0 x04-02-ff-00-01-f1,0 x01,0 x08-00-00-f
17、f-03-08,0 x02,MAC地址表,41,4.19 交换机、网桥,将一个网络划分为多个分离的网段；（隔离碰撞域）减少本地业务造成的拥塞；通过观察所有网段上的发送帧学习转发路径；将广播帧转发到所有网段；（不能隔离广播域）交换机与网桥的区别：端口数与转发能力。,42,划分VLAN的目的：抑制广播 安全性考虑 管理方便VLAN划分方式：基于端口 基于MAC地址 基于第三层协议,4.20 VLAN基本概念,43,地址,端口,0 x02-11-30-fe-06-00,0 x00,0 x04-02-ff-00-01-f1,0 x01,0 x08-00-00-ff-03-08,0 x02,MAC地址表
18、,4.21 MAC地址表,VLAN,12,23,21,44,两个交换机间用来传递VLAN通信的链路称为TRUNK。在TAG链路上传输的帧携带VLAN ID，用来正确的区分帧所属的VLAN。,Trunk链路,4.22 TRUNK链路,45,4.23 使用VLAN的优点,限制了广播域：VLAN技术可以把物理网络分成逻辑上的不同广播域（VLAN域），使网络上传送的数据包只在与自己位于同一个VLAN的端口之间交换，因此避免了带宽的浪费。消除了传统的桥接交换网络的固有缺陷：包经常被传送到并不需要它的局域网中。限制广播风暴：在一个VLAN域中产生广播风暴不会送到 该VLAN域之外的端口，这样就可以最大程度
19、防止和减少广播风暴的产生。提供安全性防火墙：使用VLAN限制了个别用户的访问和控制组的大小及位置等，交换端口可以基于应用类型和访问特权进行分组，被限制的应用程序和资源一般置于安全性 VLAN中。,46,4.24 MSTP的隔离功能,100M,MSTP,100M,100M,20M 共享,VLAN（1）,VLAN（2）,VLAN（n）,支持用户隔离，最大程度保证网络安全,用户隔离,用户隔离,VLAN（2）,VLAN（1）,47,端口类型,类型含义,TAG非TAG,能接收包含VLANID帧的端口,常用作交换机间连接不能识别VLAN ID帧,用来连接终端既能识别标记帧,又能接收非标记帧,有一个默认VL
20、AN用于接收到的非标记帧.,链路类型,类型含义,TAGACCESS,交换机间链路,传输的帧携带VLAN信息,如果在该链路上接收到不包含VLAN信息的帧,则按照配置动作.不能识别包含VLANID的帧,连接终端.,4.25 交换机端口类型和交换机间链路类型,混合,48,环路的问题：如果交换机接收到一个广播包，则向所有两条上行链路上转发，核心层交换机接收到以后，互相转发，这样最终形成环路，带来网络风暴。,4.26 生成树协议（STP),为了提高冗错性，交换机往往通过多条链路连接上层交换机，假设其中一条链路断了，可以有另外一条备用。,49,4.27 EOS-环路控制技术,1、端口拉远2、光口/电口,1
21、、透传2、二层交换,1、RPR,1、GFP2、PPP3、ML-PPP4、LAPS,1、相邻级联2、虚级联3、LCAS4、多径传输5、穿通网络无关性,SDH特性,业务处理,二层交换,环路控制,封装,映射,SDH交叉连接,Eth端口,1、业务流分类2、CAR3、VLAN4、用户域隔离5、LPT6、组播,RPR为逆向双环拓扑结构，外环（Outer Ring）和内环（Inner Ring）都传送数据包和控制包，内环的控制包携带外环数据包的控制信息，反之亦然。,50,4.28 RPR的特性,传统的SDH网络需要环带宽的50%作为冗余，RPR则不然，它保持了类似于SDH中APS的保护机制，利用两个反向的环
22、来保护业务，同时还允许数据业务流在源节点和目的节点之间的环上全速传输，不需要保留50%的带宽。提供分优先级服务。,51,1、端口拉远2、光口/电口,1、透传2、二层交换3、STP生成树,1、RPR,1、GFP2、PPP3、ML-PPP4、LAPS,1、相邻级联2、虚级联3、LCAS4、多径传输5、穿通网络无关性,SDH特性,业务处理,二层交换,环路控制,封装,映射,SDH交叉连接,Eth端口,1、业务流分类2、CAR3、VLAN4、用户域隔离5、LPT6、组播,GFP，Generic Framing Procedure，通用成帧规程HDLC，High Level Data Link Contr
23、ol protocol，高级数据链路控制规程PPP，Point to Point Protocol，点到点协议 ML-PPP，Multilink PPP，多链路点到点协议LAPS，Link Access ProcedureSDH，SDH链路接入规程,4.29 EOS-封装技术,52,目前有三种方案将以太网数据通过专用协议映射到SDH帧结构中通过点到点协议MLPPP转换成HDLC帧结构，再映射到SDH的虚容器VC中。（三步：提取MAC帧、PPP帧、HDLC帧）将数据包转换成LAPS(Link Access Procedure SDH，SDH链路接入规程)结构映射到SDH虚容器VC中将数据包通过通
24、用层幀规程（GFP）的方式映射到SDH虚容器VC中。（互连互通）,4.30 EOS-封装协议,53,4.31 EOS-映射处理,1、端口拉远2、光口/电口,1、透传2、二层交换3、STP生成树,1、RPR,1、GFP2、PPP3、ML-PPP4、LAPS,1、相邻级联2、虚级联3、LCAS4、多径传输5、穿通网络无关性,SDH特性,业务处理,二层交换,环路控制,封装,映射,SDH交叉连接,Eth端口,1、业务流分类2、CAR3、VLAN4、用户域隔离5、LPT6、组播,54,4.32 EOS-穿通网络无关性、多径传输,MSTP设备采用虚级联技术，保证穿通网络的无关性，充分利用原有网络资源，并快
25、速开展业务。,MSTP RING,MSTP设备采用延时补偿技术，在保证穿通网络无关性的同时，提供多径传输，充分利用原有网络资源。,新建MSTP网络,55,4.33 链路带宽调整规程（LCAS）,LCAS可以不中断业务地自动调整和同步虚级联组大小，可以克服SDH固定速率的缺点，根据用户的需求实现带宽动态可调SDH：改变速率时要中断业务引入LCAS：可以根据用户需求的变化，不中断业务地调整带宽,56,4.34 LCAS（link capacity adjustment scheme）,MSTP,正常状态,57,4.35 带宽的动态调整,可以对一天或者一星期中的不同时间段配置不同的带宽。比如，用户的
26、初始带宽为6M（3个VC-12），根据需要，利用LCAS机制可以不断业务的调整为8、10M等（调整颗粒为2M（VC-12），如果采用端口限速，调整颗粒可以更小。,58,4.36 多路径传送业务保护,POP A,POP B,X,POP B,POP A,VC-4,VC-4,VC-4,VC-4,2VC-4,1VC-4,2VC-4,1VC-4,59,4.37 负载均衡,VC-4-7v,GE,VC-4-7v,GE,VC-4-7v,GE,VC-4-7v,GE,60,4.38 MSTP的核心处理模块-AOS,AOS(ATM over SDH)处理流程：,61,CELL,AAL映射,映射至虚容器VC-4,流量
27、控制/收敛比,4.39 ATM信元的载处理,cell长度为53字节，分为信头和净荷两部分，信头为5字节，净荷为48字节。,62,4.40 ATM虚连接的建立、路由,ATM连接建立的方式有两种：1、PVC 2、SVC,63,4.41 AOS应用环境,MSTP设备上的ATM接入单板，执行ATM业务到SDH传输网的汇聚和收敛，主要应用场合包括：ATM网络终端或工作站到SDH网络的接入。DSLAM接入交换（复用）机到SDH网络的接入。ATM交换机OC3支路到SDH网络的接入。移动基站到SDH网络的接入。,64,目录,第一章 MSTP的定义第二章 MSTP的发展第三章 两种交换技术的区别和特点第四章 M
28、STP原理第五章 MSTP的应用,65,完成比传统SDH更强的TDM业务处理能力。作为IP网的承载平台,提供完善的保护和管理能力;对数据业务流量进行汇聚，对其所占有的带宽进行收敛，提高带宽利用率，减少占用的光纤，节省IP城域网设备的光端口。作为ATM上行的ADSL的承载平台,提供完善的保护和管理能力;对业务流量进行汇聚，对其所占有的带宽进行收敛，提高带宽利用率，减少其所占用的光纤，节省ATM设备的光端口。,5.1 MSTP的应用,66,在城域以及广域的范围内提供高质量的2层以太网业务，为大客户提供高质量的数据专线和TLS（透明LAN）业务带宽以较小的颗粒动态可调（2M-100M，颗粒为1M或2
29、M，有的甚至可以达1k，100M-1000M，颗粒为VC-4）优秀的QoS保证,5.2 MSTP的应用定位,67,5.3 业务开展示例,点到点以太网专线业务端到端以太网专线业务以太网汇聚/ADSL DSLAM IP上行汇聚业务ADSL/VDSL端到端专线ADSL DSLAM ATM上行汇聚业务虚拟以太局域网业务（同城互联业务）跨域端到端以太网专线业务跨域端到端ADSL/VDSL专线业务跨域虚拟专用网业务,68,点到点专线业务可以分为独占带宽型和共享带宽型两种。,如果在专线两端连接ADSL/VDSL DSLAM（IP上行）设备，则成为ADSL/VDSL专线。,点到点以太网专线业务,69,5.3.
30、2.端到端以太网专线业务,点到点专线业务可以分为独占带宽型和共享带宽型两种。,如果在专线两端连接ADSL/VDSL DSLAM（IP上行）设备，则成为ADSL/VDSL专线。,70,5.3.3.以太网汇聚ADSL DSLAM IP上行汇聚业务,以太网汇聚功能能进一步提高传输通道的利用率，适合普通用户LAN宽带接入业务的传送要求。,可以节省IP城域网中光纤的占用，还可以节省IP城域网中光端口的占有。,71,5.3.4.ADSL/VDSL端到端专线,72,5.3.5.ADSL ATM上行汇聚业务,可以节省ADSL组网中光纤的占用，还可以节省ATM网中光端口的占有。,73,5.3.6.虚拟以太局域网业务（同城互联业务）,以太共享环大客户提供虚拟局域网的互联业务，实现同城互联。,74,5.3.7.跨域端到端以太网专线业务,如果在专线两端连接ADSL/VDSL DSLAM（IP上行）设备，则成为ADSL/VDSL专线。,75,5.3.8.跨域端到端ADSL/VDSL专线业务,76,5.3.9.跨域虚拟专用网业务,77,课程结束，谢谢大家！,
