電信級以太網測試技術研究

1 電信級以太網的概念

以太網作為一種快速、簡單和高帶寬的局域網，在企業網中已經使用了30年以上，但是其應用多年來一直被電信運營商所低估。隨著電信級以太網(CE)的出現，運營商逐漸意識到在城域網中，以太網既可以作為數據承載網接入、承載數據業務，也可以直接提供端到端的專線業務。

城域以太網論壇(MEF)是最早開始研究CE的產業聯盟。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：

可擴展性：業務可擴展，具備讓數百萬人使用同一網絡服務的能力；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，還支持節點保護。

服務質量：提供有保證的端到端性能；支持端到端服務質量(QoS)等級的選擇；適用于商業、移動以及接入匯聚等不同應用。

標準化的業務：可以提供以太網專線和虛擬局域網業務；無縫集成時分復用(TDM)業務；支持電路仿真業務；支持現有語音應用。

業務管理：支持快速業務提供；支持電信級運營維護管理(OAM)；可提供客戶網絡管理功能。

2電信級以太網的測試

目前，CE已經成為了業界研究的熱點之一，ITU-T、IEEE、IETF、MEF等多家標準組織都已開始了相關的標準化工作，市場上也已有了多種解決方案。其中，比較有代表性的技術主要包括運營商骨干網橋/運營商骨干傳輸(PBB/PBT)技術、傳送多協議標簽交換(T-MPLS)技術、增強以太環網技術以及虛擬專用局域網(VPLS)技術等。那么，如何判斷這些技術是否滿足CE的需求？這就需要從MEF對CE所定義的可擴展性、可靠性、服務質量、業務支持能力以及業務管理這5個特征入手，進行相應的測試，評估這些技術是否符合這些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(FE)、千兆以太網(GE)以及萬兆以太網(10GE)接口的線速轉發。

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。在進行隧道數量測試時，需要被測方案開啟隧道保護機制，只有滿足了50 ms保護倒換時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，外層隧道通過骨干網VLAN(B-VLAN)標識，內層隧道通過骨干網業務實例標識(I-SID)標識；對于T-MPLS技術和VPLS技術，內外層隧道可通過內外層多協議標簽交換(MPLS)標簽來標識；對于增強以太環網技術，內外層隧道則是通過運營商橋接(PB)技術的內外層VLAN標簽來標識。在測試時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務數量(即多業務復用隧道的能力)。

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間。

保護倒換時間是丟包數與數據包發送速率的比值。端到端隧道發生倒換的觸發條件較多，包括鏈路故障、端口故障、節點故障等，在測試時對這些觸發條件應分別進行測試，相應的操作可以包括拔出光纖、關閉轉發端口、關閉設備電源、拔出設備主用主控板卡等。為了模擬真實的網絡狀況，在進行保護倒換測試時，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絡拓撲可以根據技術實現采用環形、網狀或雙歸連接等方式。在采用環形組網時，需對相交、相切等多環拓撲分別進行測試。

在測試時應針對單播隧道和組播隧道的保護倒換分別進行測試，以驗證被測方案對單播業務和組播業務的保護情況。

在進行保護倒換測試時還應驗證在隧道恢復回切時是否有丟包的現象發生。

2.3服務質量測試

QoS測試的目的是驗證被測方案是否能滿足電信級的服務質量要求。

服務質量測試主要包括訪問控制策略、QoS流標記策略、接入控制策略以及隊列調度機制等方面。

訪問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問控制策略，同時還需要驗證被測方案在配置了ACL后的轉發性能是否受到影響。

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行QoS標記或重標記。QoS標記可以基于802.3、802.1ah、MPLS或IP 服務類別(ToS)/差分服務(DiffServ)來進行。

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先級隊列(PQ)、加權公平隊列(WFQ)/加權輪循服務(WRR)等優先級隊列調度機制。

在進行服務質量測試測試，需對單層QoS策略和層次化QoS策略分別進行測試。對服務質量的測試可以參見MEF14。


2.4業務支持能力測試

業務支持能力測試的目的是驗證被測方案是否支持以太網專線(E-Line)、多點到多點以太網(E-LAN)、樹形以太網(E-TREE)、時分復用(TDM)等業務類型。

在進行E-LAN業務測試時應重點關注被測方案創建E-LAN業務的方式并驗證其對于遠端媒體接入控制(MAC)地址的學習方式。

在進行E-TREE業務測試時應驗證各葉子節點之間是否能實現相互隔離，并驗證被測方案通過E-TREE業務實現組播的功能。

在進行TDM業務測試時，需對TDM的時延、抖動及誤碼性能進行測試，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時鐘同步的功能進行測試，測試的內容包括對電路仿真業務(CES)業務的時鐘同步功能、同步以太網的時鐘功能以及IEEE 1588時間同步功能等方面的測試。對業務支持能力的測試可以參見MEF9、MEF18、MEF19。