Маршрутизация, инжиниринг трафика и отказоустойчивость

Операторы связи привыкли к ситуации полного контроля над путями следования трафика в своих сетях, что обеспечивает, например, технология SDH. В IP-сетях степень контроля оператора над маршрутами трафика очень низкая, и одной из причин популярности тех­нологии MPLS служит то, что она привнесла в IP-сети детерминированность маршрутов. Другой желательной для операторов характеристикой сети является отказоустойчивость маршрутов, то есть возможность быстрого перехода на новый маршрут при отказах узлов или линий связи сети. Технология SDH всегда была в этом плане эталоном, так как обе­спечивает переход с основного на заранее проложенный резервный путь за десятки мил­лисекунд. MPLS также обладает подобным свойством.

В сетях Ethernet маршрутизация трафика и отказоустойчивость обеспечиваются про­токолом покрывающего дерева (STP). Этот протокол дает администратору сети очень ограниченный контроль над выбором маршрута (это справедливо и для новых вариантов STP, таких как RSTP и MSTP). Кроме того, покрывающее дерево является общим для всех потоков независимо от их адреса назначения. Ввиду этих особенностей протокол STP/RTP является очень плохим решением в отношении инжиниринга трафика. Отказоустойчивость маршрутов также обеспечивается STP, и хотя новая версия RTP значительно сократила время переключения на новый маршрут (с нескольких десятков секунд до одной-двух), до миллисекундного диапазона SDH ей очень далеко. Все это требует нового подхода к маршрутизации потоков в сетях СЕТ, и IEEE работает над этой проблемой.

Функции эксплуатации, администрирования и обслуживания

Функции эксплуатации, администрирования и обслуживания (Operation, Administration, Maintenance, ОАМ) всегда были слабым звеном Ethernet, и это одна из главных причин, по которой операторы связи не хотят применять эту технологию в своих сетях. Новые стан­дарты, предлагаемые IEEE и ITU-T, призваны исправить эту ситуацию, вводя средства, с по­мощью которых можно выполнять мониторинг достижимости узлов, локализовывать неис­правные сегменты сети и измерять уровень задержек и потерь кадров между узлами сети. Первая группа функций направлена на решение проблемы использования Ethernet для оказания услуги виртуальных частных сетей, а две остальные — на придание Ethernet функциональности, необходимой для применения Ethernet в качестве внутренней транс­портной технологии оператора связи.

Функции эксплуатации, администрирования и обслуживания в Ethernet

К настоящему времени разработано несколько стандартов Ethernet, относящихся к функ­циям эксплуатации, администрирования и обслуживания:

§ IEEE 802.lag. Connectivity Fault Management (CFM). Стандарт описывает протокол мониторинга состояния соединений, в какой-то степени это аналог протокола BFD, рассмотренного в главе 20.

§ ITU-T Y.1731. Стандарт комитета ITU-T воспроизводит функции стандарта IEEE 802.lag и расширяет их за счет группы функций мониторинга параметров QoS.

§ IEEE 802.3ah. Стандарт тестирования физического соединения Ethernet.

§ MEF E-LMI. Интерфейс локального управления Ethernet.

Протокол CFM

Протокол CFM обеспечивает мониторинг логических соединений различного типа, на­пример это может быть соединение определенной сети VLAN или же соединение EoMPLS услуги VPWS. Протокол CFM может выполнять мониторинг как непосредственно соеди­ненных узлов, так и узлов, соединение между которыми проходит через несколько сетей. Кроме того, CFM может использоваться для соединений полносвязной топологии, харак­терных для услуг типа E-LAN.

Мониторинг выполняется между так называемыми конечными точками обслуживания (Maintenance End Point, МЕР), представляющих собой конечные точки соединения, со­стояние которого нужно наблюдать.

Каждая из точек МЕР периодически посылает сообщения проверки непрерывности соеди­нения (Continuity Check Message, ССМ), оформленные как кадры сервиса, соединение которого тестируется. Например, если тестируется соединение по VLAN 5, то сообщения ССМ оформляются как кадры Ethernet с идентификатором VLAN, равным 5.

Устройства, которые не имеют точек МЕР, передают такие сообщения транзитом. В том случае, когда некоторая точка МЕР не принимает сообщений ССМ от другой точки МЕР в течение заданного тайм-аута, соединение считается неработоспособным.

В промежуточных устройствах, через которые проходит соединение, можно сконфигури­ровать промежуточные точки обслуживания (Maintenance Intermediate Point, MIP). Эти точки помогают отслеживать проблемы, возникающие на промежуточных устройствах. На рис. 21.8 показан случай мониторинга состояния соединения через сеть VLAN 5. Для этого служат три точки МЕР, одна из которых располагается в сети провайдера, а две другие — в пограничном оборудовании пользователя. Для того чтобы осуществлять мо­ниторинг соединения полносвязной топологии, которое представляет собой VLAN 5, со­общения ССМ посылаются с групповым адресом Ethernet. Для мониторинга двухточечных соединений могут использоваться как индивидуальные, так и групповые адреса.

Рис. 21.8. Мониторинг состояния VLAN с помощью протокола CFM

 

Весьма важной является способность протокола CFM работать в многодоменной среде, когда соединение проходит через несколько сетей, принадлежащих различным админи­стративным доменам. Такая ситуация обычно возникает, если соединение является соеди­нением виртуальной частной сети, организуемой одним или несколькими провайдерами (например, когда поставщик услуги VPN пользуется для организации своей сети услугами выделенных каналов оператора связи). Каждый из администраторов доменов нуждается в мониторинге соединения, но только в пределах своей сети.

Для поддержки многодоменного сценария для каждого домена конфигурируется отдель­ный домен обслуживания, при этом домены обслуживания образуют иерархию доменов, то есть каждый домен работает на своем индивидуальном уровне. В каждом домене создаются точки обслуживания МЕР и MIP, но точки каждого домена работают только с сообщения­ми ССМ своего уровня, а сообщения более высоких уровней просто прозрачно передают.

Эту идею иллюстрирует рис. 21.9. Здесь показана сеть, состоящая из трех доменов: домена пользователя, домена поставщика услуги виртуальной частной сети и домена оператора связи, через который работает сеть поставщика услуги.

 

Рис. 21.9. Многодоменное применение протокола CFM

Домену пользователя присвоен уровень 5, домену провайдера — уровень 4, домену опера­тора связи — уровень 2 (уровнем по умолчанию в протоколе CFM является уровень 3, он в этом примере отсутствует). Точки обслуживания в сети оператора связи работают с со­общениями ССМ уровня 2, а сообщения точек обслуживания сети пользователя уровня 5 и сети поставщика услуги уровня 4 они передают прозрачно.

В результате оператор связи получает информацию о состоянии соединения в преде­лах своей сети, провайдер — в пределах своей, а пользователь соединения — «из конца в конец».