MSTP传送网实验Word格式.docx
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但是，与以太网业务需求相比，第二代MSTP仍然存在着许多的不足，比如不能提供良好的QoS支持，业务带宽粒度仍然受限于VC，基于STP的业务层保护时间太慢，VLAN功能也不适合大型城域公网应用，还不能实现环上不同位置节点的公平接入，基于802.3x;
的流量控制只是针对点到点链路，等等。
最近才出现的第三代MSTP的特点是支持以太网QoS。
在第三代MSTP中，引入了中间的智能适配层、通用成帧规程GFP高速封装协议、虚级联和链路容量调整机制（LCAS）等多项全新技术。
因此，第三代MSTP可支持QoS、多点到多点的连接、用户隔离和带宽共享等功能，能够实现业务等级协定（SLA）增强、阻塞控制以及公平接入等。
此外，第三代MSTP还具有相当强的可扩展性。
可以说，第三代MSTP为以太网业务发展提供了全面的支持。
3、MSTP的原理
MSTP可以将传统的SDH复用器、数字交叉链接器（DXC）,WDM终端、网络二层交换机和IP边缘路由器等多个独立的设备集成为一个网络设备，即基于SDH技术的多业务传送平台（MSTP）,进行统一控制和管理。
基于SDH的MSTP最适合作为网络边缘的融合节点支持混合型业务，特别是以TDM业务为主的混合业务。
它不仅适合缺乏网络基础设施的新运营商，应用于局间或POP间，还适合于大企事业用户驻地。
而且即便对于已敷设了大量SDH网的运营公司，以SDH为基础的多业务平台可以更有效地支持分组数据业务，有助于实现从电路交换网向分组网的过渡。
所以，它将成为城域网近期的主流技术之一。
图1：
MSTP工作原理
这就要求SDH必须从传送网转变为传送网和业务网一体化的多业务平台，即融合的多业务节点。
MSTP的实现基础是充分利用SDH技术对传输业务数据流提供保护恢复能力和较小的延时性能，并对网络业务支撑层加以改造，以适应多业务应用，实现对二层、三层的数据智能支持。
即将传送节点与各种业务节点融合在一起，构成业务层和传送层一体化的SDH业务节点，称为融合的网络节点或多业务节点，主要定位于网络边缘。
4、MSTP的特点
●业务的带宽灵活配置，MSTP上提供的10/100/1000Mbit/s系列接口，通过VC的捆绑可以满足各种用户的需求;
●可以根据业务的需要，工作在端口组方式和VLAN方式，其中VLAN方式可以分为接人模式和干线模式。
端口组方式：
单板上全部的系统和用户端口均在一个端口组内。
这种方式只能应用于点对点对开的业务。
换句话说，也就是任何一个用户端口和任何一个系统端口（因为只有一个方向，所以没有必要启动所有的系统端口，一个就足够了）被启用了，网线插在任何一个启用的用户端口上，那个用户口就享有了所有带宽，业务就可以开通。
VLAN方式：
分为接入模式和干线模式。
其中的接入模式，如果不设定ULANID，则端口处于端口组的工作方式下，单板上全部的系统和用户端口均在一个端口组内。
如果设定了VLANID，需要设定“端口VLAN标记”。
这是因为交换芯片会为收到的数据包增加ULANID，然后通过系统端口走光纤发到对端同样VLANID的端口上。
比如某个用户口VLANID为2，则对应站点的用户端口的VLANID也应该设定为2。
这种模式可以应用于多个方向的MSTP业务，这时每个方向的端口都要设置不同的VLANID。
然后把该方向的用户端口和系统端口放置到一个虚拟网桥中（该虚拟网桥的VLANID必须与“端口VLAN标记”一样）。
●可以工作在全双工、半双工和自适应模式下，具备MAC地址自学习功能;
●QoS设置：
QoS实际上限制端口的发送，原理是发送端口根据业务优先级上有许多发送队列，根据QoS的配置和一定的算法完成各类优先级业务的发送。
因此，当一个端口可能发送来自多个来源的业务，而且总的流量可能超过发送端口的发送带宽时，可以设置端口的QoS能力，并相应地设置各种业务的优先级配置。
当QoS不作配置时，带宽平均分配，多个来源的业务尽力传输。
QoS的配置就是规定各端口在共享同一带宽时的优先级及所占用带宽的额度。
●对每个客户独立运行生成树协议。
5、MSTP的应用
MSTP设备推出市场已经有几年时间，主要的应用情况是对于核心层，特大型城市应采用支持GE业务透传、大容量、多光口的STM-64MSTP设备，大型城市根据业务量情况，采用STM-64速率的多业务传送设备或STM-16MSTP设备，而经济不发达的中小型城市采用STM-16的MSTP设备。
对于汇聚层，则采用大容量.多光口的STM-16MSTP设备，同时配置支持二层交换的FE/GE业务接口板;
对于接入层，采用STM-4或STM-1MSTP设备来解决多业务的接入。
在实际应用当中，MSTP对以太网业务的处理主要涉及以下几个方面:
●透明传输。
MSTP对以太网业务的透传处理是指将以太网信号直接映射到SDH的虚容器（VC）中，进行点到点传送;
提供以太网透传租线业务。
透传方式具有较好的带宽保证特性和安全性，但带宽利用率较低，组网灵活性不够，适合于有较高QOS要求的数据专线出租业务。
●二层交换。
MSTP的二层交换功能是指在一个或多个用户以太网接Ca与一个或多个独立的基于SDH虚容器的点对点链路之间，实现基于以大网链路层的数据帧交换。
二层交换方式提供了更大的组网灵活性和低成本性，适合于用户数量多但业务量小且带宽动态变化的校园和小区接入。
二层交换方式更加适合当前公司的业务模型，在设备选择型应着重关注。
●多方向汇聚能力。
在MSTP的环网系统中，二层交换的多方向交换能力（内部端口数到支路端口的汇聚比）是关系二层交换组网能力的一个重要指标，端口汇聚比通过以太网接口板的内部端口数（即内部VC方向数）进行验证，即从多个线路VC端口交换到支路端口的能力。
端口汇聚能力越强，则系统组网能力越强。
特别是在城域传送网的汇聚和接入两个层面，业务分布模型基本是汇聚型的，即从各个分离的接入点汇接到交换局或数据节点，汇聚能力高可以扩大环网的覆盖范围。
●以太环网功能。
许多MSTP设备采用二层交换方式来实现以太环网功能这种以太环网可以使各节点共享环路的带宽，提高带宽利用率，但难以解决环网公平性问题。
6、MSTP的关键技术
●虚级联
VC的级联概念是在ITU-TG.7070中定义的，分为相邻级联和虚级联两种。
SDH中用来承载以太网业务的各个VC在SDH的帧结构中是连续的，共用相
同的通道开销POH，此种情况称为相邻级联，有时也直接简称为级联。
SDH中用来承载以太网业务的各个VC在SDH的帧结构中是独立的，其位置可以灵活处理，此种情况称为虚级联。
从原理上讲，可以将级联和虚级联看成是把多个小的容器组合为一个比较大的容器来传输数据业务的技术。
通过级联和虚级联技术，可以实现对以太网带宽和SDH虚通道之间的速率适配。
尤其是虚级联技术，可以将从VC-4到VC-12等不同速率的小容器进行组合利用，能够做到非常小颗粒的带宽调节，相应的级联后的最大带宽也能在很小的范围内调节。
虚级联技术的特点就是实现了使用SDH经济有效地提供合适大小的信道给数据业务，避免了带宽的浪费这也是虚级联技术最大的优势。
●通用成帧规程
GFP是在ITU-TG.7041中定义的一种链路层标准=它既可以在字节同步的链路中传送长度可变的数据包，又可以传送固定长度的数据块，是一种简单而又灵活的数据适配方法。
GFP采用了与ATM技术相似的帧定界方式，可以透明地封装各种数据信号，利于多厂商设备互联互通；
GFP引进了多服务等级的概念，实现了用户数据的统计复用和QoS功能。
GFP采用不同的业务数据封装方法对不同的业务数据进行封装，包括GFP-F和GFP-T两种方式。
GFP-F封装方式适用于分组数据，把整个分组数据（PPP、IP、RPR、以太网等）封装到GFP负荷信息区中，对封装数据不做任何改动，并根据需要来决定是否添加负荷区检测域。
GFP-T封装方式则适用于采用8B/10B编码的块数据，从接收的数据块中提取出单个的字符，然后把它映射到固定长度的GFP帧中。
●链路容量调整机制
LCAS是在ITU-TG.7042中定义的一种可以在不中断数据流的情况下动态调整虚级联个数的功能它所提供的是平滑地改变传送网中虚级联信号带宽以自动适应业务带宽需求的方法。
LCAS是一个双向的协议，它通过实时地在收发节点之间交换表示状态的控制包来动态调整业务带宽。
控制包所能表示的状态有固定、增加、正常、EOS（表示这个VC是虚级联信道的最后一个VC）、空闲和不使用六种。
LCAS可以将有效净负荷自动映射到可用的VC上，从而实现带宽的连续调整，不仅提高了带宽指配速度、对业务无损伤，而且当系统出现故障时，可以动态调整系统带宽，无须人工介入，在保证服务质量的前提下显著提高网络利用率。
一般情况下，系统可以实现在通过网管增加或者删除虚级联组中成员时，保证“不丢包”；
即使是由于“断纤”或者“告警”等原因产生虚级联组成员删除时，也能够保证只有少量丢包。
●智能适配层
虽然在第二代MSTP中也支持以太网业务，但却不能提供良好的QoS支持，其中一个主要原因就是因为现有的以太网技术是无连接的。
为了能够在以太网业务中引入QoS，第三代MSTP在以太网和SDH/SONET之间引入了一个智能适配层，并通过该智能适配层来处理以太网业务的QoS要求。
智能适配层的实现技术主要有多协议标签交换MPLS和弹性分组环RPR两种。
多协议标签交换
MPLS是1997年由思科公司提出，并由IETF制定的一种多协议标签交换标准协议，它利用2.5层交换技术将第三层技术（如IP路由等）与第二层技术（如ATM、帧中继等）有机地结合起来，从而使得在同一个网络上既能提供点到点传送，也可以提供多点传送；
既能提供原来以太网尽力而为的服务，又能提供具有很高QoS要求的实时交换服务。
MPLS技术使用标签对上层数据进行统一封装，从而实现了用SDH承载不同类型的数据包。
这一过程的实质就是通过中间智能适配层的引入，将路由器边缘化，同时又将交换机置于网络中心，通过一次路由、多次交换将以太网的业务要求适配到SDH信道上，并通过采用GFP高速封装协议、虚级联和LCAS，将网络的整体性能大幅提高。
基于MPLS的第三代MSTP设备不但能够实现端到端的流量控制，而且还具有公平的接入机制与合理的带宽动态分配机制，能够提供独特的端到端业务QoS功能。
另外，通过嵌入二层MPLS技术，允许不同的用户使用同样的VLANID，根本上解决了VLAN地址空间的限制。
再有，由于MPLS中采用标签机制路由的计算可以基于以太网拓扑，大大减少了路由设备的数量和复杂度，从整体上优化了以太网数据在MSTP中的传输效率，达到了网络资源的最优化配置和最优化使用。
弹性分组环
RPR是IEEE定义的如何在环形拓扑结构上优化数据交换的MAC层协议，RPR可以承载以太网业务、IP/MPLS业务、视频和专线业务，其目的在于更好地处理环形拓扑上数据流的问题。
RPR环由两根光纤组成，在进行环路上的分组处理时，对于每一个节点，如果数据流的目的地不是本节点的话，就简单地将该数据流前传，这就大大地提高了系统的处理性能。
通过执行公平算法，使得环上的每个节点都可以公平地享用每一段带宽，大大提高了环路带宽利用率，并且一条光纤上的业务保护倒换对另一条光纤上的业务没有任何影响。
RPR是一种专门为环形拓扑结构构造的新型MAC协议，具有灵活、可靠等特点。
它能够适应任何标准（如SDH、以太网、DWDM等）的物理层帧结构，可有效地传送话音、数据、图像等多种类型的业务，支持SLA以及二层和三层功能，提供多等级、可靠的QoS服务，支持动态的网络拓扑更新。
其节点间可采用类似OSPF的算法交换拓扑识别信令并具有防止分组死循环的机制，增加了环路的自愈能力。
另外，RPR还具有较强的兼容性和良好的扩展性，具有TDM、SDH、以太网、POS等多种类多速率端口，能够承载IP、SDH、TDM、ATM、以太网等多种协议的业务，还可以方便地增加传输线路、传输带宽或插入新的网络节点，对将来可能出现的新业务、协议或物理层规范具有良好的适应性。
再有，由于RPR环路每个节点都掌握环路拓扑结构和资源情况，并根据实际情况调整环路带宽分配情况，所以网管人员并不需要对节点间资源分配进行太多干预，减少了人工配置所带来的人为错误。
RPR使得运营商能够在城域网内以较低成本提供电信级服务，是一种非常适合在城域网骨干层、汇聚层使用的技术。
【实验设备】
1、IBAS180
图2：
IBAS180
特点：
●体积小、成本低。
大幅度节约机房空间，降低功耗，非常适合普通机房的应用要求。
●STM-1/4/16全速率兼容。
具有STM1/STM4/STM16平滑升级功能，按需使用，提供优异的可扩展特性，彻底消除容量增长的后顾之忧。
●优化的多业务承载。
除支持传统语音业务外，还支持10M/100Mb/s/1000Mb/s全速率的以太网业务，ATM业务，内嵌的以太网二层交换、低阶虚级联、LCAS、VLAN、STP、RPR、ATM业务的统计复用等扩展功能极大优化了数据业务的处理。
●组网能力强。
IBAS180支持多光方向组网，能够满足边缘网络各种复杂的组网需求。
●槽位丰富，扩展性好。
与业界同类紧凑型设备相比，IBAS180的槽位数量丰富，且槽位通用性强，能够轻松适应网络结构的调整和业务扩展、升级带来的挑战。
●高可用性设计。
IBAS180继承了烽火通信传统设备的高可用特性，在设备级提供重要部件的1+1备份；
分散式电源供电，背板双电源接入，单盘双电源保护。
网络级提供通道保护、复用段保护、子网连接保护等完善的保护措施，为边缘网络提供高度可用性。
●Citrans家族一员。
配合烽火通信的其它Citrans系列产品，可以构建完善的从边缘到核心的城域传输网。
应用：
IBAS180体积小、成本低，不但可以作为STM1/STM4设备使用，而且随着网络的扩容，可以平滑升级为STM16设备，且具备灵活的多业务承载能力，对于迅速增长的宽带业务和潜在的3G传输需求，是理想的接入层MSTP设备。
2、OTNM2000网元/子网级网管
●面向设备、面向业务、面向客户的新一代网管。
●开放式的体系结构和面向对象的分析、设计工具；
●面向对象的并发多任务处理、子网集中管理和远程管理；
●综合运行于Unix/NT操作系统上；
●采用Web、XML、SNMP等技术，保证了技术上的先进性；
●标准的CORBA接口，开放式的插件接口。
除了满足基本的管理功能外，OTNM2000系列网管还实现了端-端配置、面向业务的路径管理、告警故障的相关性分析功能、性能统计分析功能，提供权限控制、区域管理等功能。
权限控制打破了用户权限固定的局限性，对不同的用户可以灵活授予特殊的权限，以适应不同的运维策略；
区域管理功能可将整个工程按区域划分，分给不同的用户进行管理。
【实验原理】
1、系统搭建
图3：
MSTP传输系统和网络管理
2、OTNM2000网管系统
●登录：
OTNM2000网络管理系统采用图形用户接口，支持基于Web的操作方式。
双击桌面上的"
otnm2000"
图标，网管系统将连接数据库、连接ISAPI服务器，弹出OTNM2000登录信息框。
输入用户名：
1，口令：
1，点击确定，即可登录。
图4：
登录对话框
●主页面：
登录成功后，系统显示烽火通信科技股份有限公司的OTNM2000网管系统主页。
主页上方设置OTNM2000主菜单、工具栏；
主页下方设置状态栏等。
图5：
主页面
●浏览树：
点击网管主页面中的“浏览树”，即进入网管系统操作界面。
⏹物理视图
⏹逻辑视图
●对象视图：
单击浏览树中的某项，则显示该项的对象视图。
⏹局视图：
包括四个窗格，左上角的窗格是一个架视图，用来显示局下的架和框的排列图；
右上角的窗格显示鼠标在左边的架视图中所指向的框对象的属性；
左下角的窗格是一个框视图，用来显示框下的槽和盘的排列图；
右下角的窗格显示鼠标在左边的框视图中所指向的盘对象的属性。
图6：
局视图
⏹框视图：
用来显示框下的槽和盘的排列图，与盘视图相同。
已配置机盘显示为亮色，未配置的机盘显示为暗色，每一个盘位上都有该槽位标识。
图7：
框视图
⏹盘视图：
只允许对单盘进行操作。
图8：
盘视图
⏹工程视图：
用来显示整个工程图。
工程视图中有机架的位置可被定义为热点，点击进入。
图9：
工程视图
⏹网块视图：
点击浏览树中的某网块，对象视图中显示该网块的拓扑结构和可以对网块进行管理的命令操作。
在视图中可选整个网块，也可选其中的某连接号进行命令操作。
✓管理配置：
包含各EMU配置和其它配置。
其中各EMU配置包括EMU总数、NE总数、NE地址、EMU类型、对应连接号；
其它配置包括EMU开关、配置时间、版本号、域地址等。
✓结构配置：
包含光设备网元配置和电设备网元配置。
其中光设备网元配置包括该网元号、设备类型、方向以及各单盘位置的配置等；
电设备网元配置包括该网元号、设备类型等。
✓设备：
包含每个单盘的详细配置数据。
✓设交叉：
对该网块中网元下交叉命令。
✓校时：
以当前网管的时间为准，向系统校时，系统就按照发送下去的时间运作。
用户必须保证网管时间的正确性。
用户下载管理配置、结构配置、设备配置时，必须先校时。
✓复位：
对该网块中的所有网元进行复位。
✓清所有性能：
即清掉该网块中所有网元的系统性能寄存器的内容，使用户可观察从现在起系统的性能情况。
图10：
网块视图
⏹网元视图：
点击浏览树中的某网元，对象视图中列表显示该网元所配置的所有单盘的属性信息。
图11：
网元视图
●几种基本设置与查看操作
⏹屏蔽设置
✓单盘配置中的“告警代码屏蔽”/“性能代码屏蔽”
✓批量修改设置
✓时钟源优先级设置
图12：
屏蔽设置
⏹当前告警：
是指网络中未被清除，当前仍然存在的告警事件。
图13：
当前告警
⏹告警历史：
是指已被清除，网络中已经不存在且被记录下来的告警事件。
⏹当前性能：
当前性能窗口中缺省显示某网元/单盘的累计性能数据。
图14：
当前性能
⏹性能历史：
性能历史窗口的使用方法同当前性能窗口。
在该窗口中显示了所选对象在某一事件段内的性能历史记录，缺省为24小时性能历史。
⏹状态：
用来显示单盘的即时状态。
⏹盘参数配置：
在此窗口中，可对单盘进行基本配置和特定配置。
根据单盘类型不同，相应的盘参数也有所不同。
有些盘还需要进行活动配置。
盘参数配置完成之后，必须保存配置数据。
图15：
盘参数配置
●子网级交叉管理：
SDH交叉管理软件主要用来进行SDH设备的交叉连接配置，它适用于目前峰火公司生产的各速率等级（包括STM-1、STM-4、STM-16和STM-64）的SDH设备。
SDH网元级交叉管理软件采用标准化的信号表示，完全满足OTNM和SNMP的要求；
正式引入可卸载/可扩展式设计；
其界面和交叉调度算法完全分开，故可同时用于OTNM2000和EMS2.0；
它便于远程维护；
它用自然语言实现交叉指令，为傻瓜型软件；
它支持交叉脚本文件的输入/输出，并保证文件在EMS2.0和OTNM2000上通用。
⏹信号表示法：
参加交叉连接的信号表示方法。
Dir.STM1_index.TU12_index（亦即Dir.VC4_index.VC1_index）。
其中：
✓Dir：
East（东向群路），West（西向群路），Trib（支路）；
✓Dir.STM1_index表示高阶通道信号；
✓Dir.STM1_index.TU12_index表示低阶通道信号。
在具体的情况（如settu3命令）下TU12_index可能表示为VC4_index，TUG3_index。
⏹做交叉的一般步骤。
1）配置上下话。
2）告诉系统那些话路走TU3信号或VC4信号。
3）告诉系统那些话路要保护。
4）设置全局设置。
5）保存/生成配置，将交叉信息转化为单盘配置存到数据库。
6）下网元设备配置，将某网元的设备配置下到设备上，使数据生效。
⏹交叉设置界面。
分为五个部分：
低阶交叉设置列表框、高阶交叉设置列表框、上下话路输入对话框、全局设置命令列表框、命令选项行。
图16：
交叉设置界面
3、实验室的IBAS180的基本盘结构。
●公务管理盘（EOW-EMU1）：
主要用来对IBAS180进行管理。
●2M支路盘（E1-16）：
传送16路E1信号。
●4路快速以太网交换透传盘（ESD1）：
传送4路以太网信号。
●155光支路盘（155-2A）：
传送155M光信号。
每个IBAS180有2个155-2A，其中一个作为主传送盘，另一个作为备份传送盘。
因此，2个IBAS180通过光纤连接4个155-2A，构成一个环形拓扑结构，如图3所示，祈祷链路保护的作用。
●交叉时钟盘（XCU-2）：
完成信号交叉。
图17：
两台IBAS180的基本盘结构
【实验步骤和结果】
1、按照图3所示，搭建系统。
2、登陆OTNM2000，熟悉基本操作，学会并掌握主页面、浏览树和对象
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