以太环网在IP城域网优化中的应用
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摘要：本文探讨了以太环网技术，并针对ip城域网优化的双归属组网方案、SDH同步数字系列网方案、以太环网三类方案进行对比分析，给出以太环网建设建议。
关键词：以太环网；IP城域网；优化；成本
中图分类号：TN914.332 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 18-0000-01
Ethernet Ring Network Using in the IP MAN Optimization
Zhu Rijin
(Nanning Branch of China Tietong,Nanning 530001,China)
Abstract:This paper discusses the Ethernet ring technology,and optimized for dual-homed IP MAN network solutions,SDH synchronous digital network solutions,Ethernet ring network comparative analysis of three options,given the construction of an Ethernet ring network recommendations.
Keywords:Ethernet ring network;IP MAN;Optimization;Cost
一、以太环网起源及发展概述
以太网技术自20世纪70年明以来，以其简单开放、成本低廉获得了长足发展，除局域网外，城域网大量采用以太网技术。但是以太网技术是基于广播侦听机制，如果以太网成环就会形成广播风暴，导致整个网络都充满了数据流量，造成网络瘫痪。这种技术特点要求在组建二层以太网时，都采用树形或星型拓扑，避免网络环路。
由于以太网缺乏环网的保护机制，可靠性难以保障，所以传统的以太城域网一般构建SDH同步数字系列的网络上实现业务保护。以太网技术本身也在不断的发展中，在吸收SDH同步数字系列网络的环网概念后，ITU了ITU-TG.803以太环网的技术标准，以太环网保护技术是一种专门应用于以太网环的链路层协议。它在以太环中能够防止由于数据环路造成的广播风暴，当以太环上存在链路或设备故障时，能快速切换到备用链路，保证了业务的快速恢复。
目前主流厂商根据ITU-TG.803标准开发自有的以太环网技术，中兴通讯的ZESR（ZTE Ethernet Smart Ring）智能以太网技术和华为三康推出的―RRPP（Rapid Ring Protection Protocol）快速环网保护协议较有有代表性。
二、IP城域网优化改造存在的问题
传统IP城域网主要构建于SDH城域传输网。随着IP业务的迅猛发展，在原有的SDH城域网覆盖范围外，建设了大量的业务接入机房。由于早期建设的SDH城域网覆盖范围有限，满足不了业务发展的需要。为解决上述问题，通常采用100M光纤点对点的方式上行至SDH同步数字系列网络。优点是可以快速开通业务，但该方式存在主要缺陷是：链路无保护，链路中断业务恢复时间比较长，无法满足专业互联网公司的网络QOS的要求。随着IP业务的发展，迫切需要优化改造。
三、几种IP城域网优化方案及对比
（一）双归属组网方案
为解决链路无保护的问题，可以采用双归属组网。在双归属网络中，汇接局和中心机房之间为了保证可靠性部署双链路上行。但实际应用中大部分的链路或光纤都处于一个管道或槽道中，很容易出现了SRG（shared risk group）共享风险组问题。实际上链路保护的目的没有达到，客观上也浪费上层以太网交换机的端口。
（二）SDH同步数字系列网络方案
如果继续扩大SDH同步数字系列网络覆盖范围，由于属于电路型的设备，带宽固定。不利于突发业务的传输，带宽资源得不到动态的按需使组建相同规模的网络造价高于IP网络。SDH网的单位建设成本由于PCM设备通常成对增加，因此节点越多，单位成本就越高。相反，由于以太环网扑可以为点对多点的模式，当分节点增加后可以分担主节点的平均成本，因此以太环网的投资成本明显低于SDH网。
（三）以太环网方案
如图所示，主交换机被定为主节点，其他交换机称为透传节点。主节点的两个端口中，一个为primary，另一个为secondary.初始时，secondary端口被阻塞，以避免环路。当某个透传节点发现自己相邻的某段链路出现问题时，将给主节点发送Link Down消息。主节点收到Link Down消息后，清空FDB表，将secondary端口打开，并给透传节点发送RING-DOWN-FLUSH-FDB，透传节点将清空自己的FDB。此后的MAC地址学习过程按普通方式重新开始。
防止因各种原因使得主节点没收到Link Down消息，主节点从primary端口定时发送health帧，此帧通过环路从主节点的secondary接收。如果在一定时间内secondary端口没收到health帧，主节点将认为环路中某段出现问题，于是开始与收到Link Down消息时一样的处理过程。此后，主节点仍定时发送health消息，如果从secondary端口收到，则认为环路恢复，然后清空FDB表，重新阻塞secondary端口。
（四）应用场景分析
双归属组网方案由于光纤及以太网交换机通常不需要新增加投资，因此投资成本最低，若网络中不存在SRG问题，可以考虑采用。SDH同步数字系列网络方案优点是可以提更多的业务应用，网络自愈强，缺点是带宽不能动态调整。在投资成本不是主要因素的情况下可以考虑采用。
以太环网方案对比双归属组网和SDH同步数字系列网络的优势主要体现在两大方面：（1）高可靠性，以太环网上任一链路或节点的发生故障时，以太环网解决方案能保证链路倒换时间为50ms以内，业务倒换时间在50-200ms之间。（2）低成本，该技术并没有改变传统以太网的硬件，所有正在网络中运行的中高端交换机都可以直接支持或通过软件升级支持以太环网特性。
四、小结
根据笔者所在企业客观情况，经过综合论证，采用以太环网技术建设电信级的运营网络，先后部署了5个以太环网，在网络运营中多次出现链路中断都没有影响业务。