Perspektywy Metro Ethernet

Zmiany w technologiach sieciowych dokonują się cyklicznie. Co jakiś czas pojawiają się nowe standardy, które są następnie promowane i adaptowane na potrzeby operatorów. W przypadku WAN, cykle są jasno określone - linie dzierżawione/X.25 dominowały w latach 80., sieci Frame Relay/ATM to dekada lat 90. Obecnie większość mechanizmów transportowych jest wdrażana z wykorzystaniem MPLS. Jaka technologia będzie następna? Od pewnego czasu gwiazdą na scenie WAN jest operatorski Ethernet.

Zmiany w technologiach sieciowych dokonują się cyklicznie. Co jakiś czas pojawiają się nowe standardy, które są następnie promowane i adaptowane na potrzeby operatorów. W przypadku WAN, cykle są jasno określone - linie dzierżawione/X.25 dominowały w latach 80., sieci Frame Relay/ATM to dekada lat 90. Obecnie większość mechanizmów transportowych jest wdrażana z wykorzystaniem MPLS. Jaka technologia będzie następna? Od pewnego czasu gwiazdą na scenie WAN jest operatorski Ethernet.

Perspektywy Metro Ethernet

Warstwowy model sieci Metro Ethernet

Nie tak dawno MEF (Metro Ethernet Forum) ogłosiło, że czołowa grupa globalnych dostawców Metro-E otrzyma certyfikację zarówno dla sieci, usług, jak i funkcjonalności. Oznacza to, że certyfikowane przez MEF usługi będą gwarantowały obsługę aplikacji pracujących w czasie rzeczywistym, takich jak VoIP czy wideokonferencje.

MEF jest globalną organizacją skupiającą firmy telekomunikacyjne i wiele innych graczy na tym rynku, których zamierzeniem jest przyspieszenie światowej adopcji operatorskiego Ethernetu, zarówno na poziomie technicznym, jak i marketingowym. Właśnie te cechy odróżniają MEF od znanych instytucji standaryzacyjnych, takich jak IETF czy IEEE. MEF tworzy rekomendacje dla istniejących podmiotów standaryzacyjnych oraz specyfikacje, które nie będą rozwijane przez inne organizacje standaryzacyjne. Coraz więcej firm operatorskich planuje wdrożenie lub już korzysta z usług Carrier Ethernet. Jeżeli jest jeszcze operator, który nie stosuje tej technologii, z pewnością uważnie śledzi rozwój wydarzeń.

Punktem startowym Ethernetu dla operatorów jest implementacja w miejskich sieciach dostępowych, dlatego też MEF skupia się nad tą technologią, jako alternatywą "ostatniej mili". Inne gremium, o nazwie FMA, rozwija standard Ethernet w pętli lokalnej (IEEE 802.3ah). Ich zamierzenia są takie same: stworzenie homogenicznej i skalowalnej sieci Ethernet.

Metro Ethernet to termin używany do opisu technologii sieciowej Ethernet, realizowanej na rozległych obszarach miejskich. Usługi Metro Ethernet umożliwiają dostarczenie "przezroczystej" komunikacji ethernetowej. Technologia zapewnia szybkie i bezpieczne połączenie pomiędzy wieloma lokalizacjami, przy wykorzystaniu różnych technologii sieciowych i medium transportowego. Metro Ethernet jest wykorzystywany do łączności z publicznym internetem, komunikacji między oddziałami przedsiębiorstwa, czy w celach zwiększenia przepustowości korporacyjnej sieci. A wszystko to w prostej i elastycznej formie.

Ponadto technologia ma za zadanie dostarczyć szerokopasmowe usługi triple play "do drzwi" indywidualnych użytkowników. Umożliwia to zaoferowanie kombinacji usług telekomunikacyjnych: telefonia, internet, wideo/muzyka na życzenie, nauka i gry przez sieć. Obecnie usługodawcy wdrażają Metro Ethernet głównie w ramach "ostatniej mili", w celu dostarczenia klientom zaawansowanych usług, umacniających ich ofertę. Przedsiębiorstwa będą zainteresowane uruchomieniem technologii Ethernet w relacji od końca do końca, nawet przez sieć WAN, pomiędzy biurami w różnych krajach.

Jak adaptować istniejący standard?

Perspektywy Metro Ethernet

Topologia pierścienia w sieci Metro Ethernet

Technologia Ethernet zdominowała sieci LAN/WAN. Przyczyną takiego stanu rzeczy są: niska cena interfejsu w urządzeniach klienckich, popularność i znajomość rozwiązania. Standardowe przełączanie Ethernet dobrze sprawdza się w sieciach zamkniętych, ale nie jest jednak sensownym rozwiązaniem dla publicznych usług. Istnieją ograniczenia dotyczące zasięgu usług Ethernet oraz funkcjonalne limity redukujące możliwość zapewnienia jakości usług SLA (Service Level Agreements). Właśnie dlatego rozpoczęto dyskusję nad Metro Ethernet, jako technologią zdolną dostarczyć skalowalne usługi Ethernet z gwarancjami SLA.

Teoretycznie dostawca usług Metro Ethernet powinien opierać się na zespole przełączników warstwy drugiej/trzeciej lub routerów, połączonych kablami światłowodowymi. Topologia sieci może być zrealizowana w formie pierścienia, gwiazdy, częściowej lub całkowicie kratowej. Elementy sieci mają własną hierarchię: szkielet (CORE), brzeg sieci (EDGE) i dostęp (ACCESS).

W praktyce Ethernet w sieciach miejskich jest najczęściej wykorzystywany jako sam Ethernet, Ethernet over SONET/SDH, Ethernet over MPLS lub Ethernet over DWDM. Sieci WAN oparte na czystym Ethernecie są tanie, ale mniej dostępne i na razie ograniczone do wdrożeń eksperymentalnych lub na małą skalę. Sieci oparte na SONET/SDH są realizowane głównie tam, gdzie istnieje już infrastruktura SONET/SDH. Ograniczeniem jest tu jednak elastyczność w zarządzaniu przepustowością, wynikająca z hierarchiczności wprowadzanej przez architekturę technologii. Wdrożenia oparte na MPLS są kosztowne, ale wysoce dostępne i skalowalne, w rezultacie bardzo często stosowane przez dużych operatorów.

Ethernet wykorzystuje wyłącznie przełączniki warstwy drugiej i trzeciej w celu realizacji całej wewnętrznej struktury. Umożliwia to tanią i łatwą implementację, a także oznacza stosunkowo łatwą konfigurację. Oryginalna technologia Ethernet nie została jednak dobrze przygotowana na potrzeby dostawców usług. Ponieważ jest technologią współdzieloną, nie było w niej możliwości izolacji ruchu. Takie możliwości pojawiły się niedawno, dzięki rozwojowi nowych technik wirtualnych sieci (VLAN). Kombinacja mechanizmów VLAN izoluje ruch klienta od wewnętrznego ruchu sygnalizacyjnego sieci szkieletowej. Ethernet jednak ciągle ewoluuje i ciekawym dodatkiem, będącym odpowiedzią na potrzeby operatorów, mogą okazać się nowe protokoły IEEE. Problemem wdrożeń Ethernetu są przepełnienia tablic MAC adresów i ograniczona wielkość tablic VLAN ID, niska stabilność wynikająca z działania mechanizmów STP (Spanning Tree Protocol) oraz mniejsze możliwości dokonywania inżynierii ruchu. Ogranicza to zastosowanie technologii do dwóch przypadków: wdrożenia o małej skali (poniżej kilkudziesięciu klientów) oraz projekty niewymagające wykorzystania zaawansowanych mechanizmów IP.

Metro Ethernet oparty na SDH jest najczęściej stosowany jako pośredni krok w przejściu z tradycyjnej infrastruktury do nowoczesnej sieci. W tym modelu istniejąca infrastruktura SONET/SDH jest wykorzystywana do realizacji połączeń Ethernet. Sieć Ethernet z użyciem SONET/SDH jest zazwyczaj bardzo droga, co wynika z wysokich kosztów sprzętu niezbędnego do realizacji infrastruktury. Inżynieria ruchu także jest bardzo ograniczona. Hybrydowe projekty, wykorzystujące konwencjonalne przełączniki Ethernet na brzegu pierścieni SONET/SDH do realizacji części usług, pozwalają na zwiększenie kontroli ruchu.

Sieć Metro Ethernet oparta na MPLS wykorzystuje infrastrukturę MPLS w sieci usługowej operatora. Urządzenia klienckie zakończone są interfejsem Ethernet, opartym na kablach miedzianych lub światłowodowych. Ramka Ethernet klienta jest transportowana jednak przez sieć MPLS. Zalety Metro Ethernet opartego na MPLS są bezsprzeczne: wysoka skalowalność, dostępność, konwergencja wielu protokołów. Wadą takiego rozwiązania jest konieczność istnienia urządzenia "tłumaczącego", umieszczonego pomiędzy Ethernetem a MPLS OAM. Większość nowych wdrożeń ma właśnie taką architekturę.

Usługi Metro Ethernet

Perspektywy Metro Ethernet

Topologia GWIAZDY w sieci Metro Ethernet

Prosty model wygląda tak, że usługi sieci Metro Ethernet są realizowane przez dostawcę. Sprzęt klienta przyłącza się do sieci przy wykorzystaniu standardów: 10 Mb/s, 100 Mb/s, 1 Gb/s, 10 Gb/s. Możliwe jest przyłączenie wielu stacji klienckich do sieci w danej lokalizacji. Usługi są definiowane z perspektywy urządzenia klienckiego. Zdefiniowane usługi mogą być dostarczane przez różne technologie transportowe, takie jak SONET/SDH, DWDM, MPLS itp. Z perspektywy klienta - połączenie sieciowe to nadal Ethernet.

Jednym z kluczowych atrybutów usługi Ethernet jest wirtualne połączenie EVC (Ethernet Virtual Connection). EVC jest definiowane jako połączenie dwóch lub więcej stacji klienckich. EVC łączą urządzenia, umożliwiając transmisję ramek Ethernet pomiędzy nimi, oraz zapobiegają transferowi danych między urządzeniami, znajdującymi się w różnych EVC. Wirtualne połączenia pozwalają więc na stworzenie odpowiednika dzierżawionego łącza w warstwie drugiej lub wirtualnej sieci prywatnej (VPN). Istnieją dwa rodzaje wirtualnych połączeń: punkt-punkt oraz wielopunkt-wielopunkt.

Na podstawie przedstawionych założeń, MEF zdefiniowało dwa typy usług, które mogą być dostarczane przez sieć Metro Ethernet (zob. rys. str. 44):

  • E-Line - znane także jako wirtualna linia dzierżawiona lub punkt-punkt,
  • E-LAN - znane także jako usługi wirtualnej sieci prywatnej, usługa przezroczystego LAN oraz wielopunkt-wielopunkt.

Przedstawione typy usług stanowią tak naprawdę podstawę do definiowania rzeczywistych usług. Aby w pełni sprecyzować usługę Ethernet, należy określić jej typ oraz atrybuty wirtualnego połączenia i interfejsu użytkownika: Atrybuty te to:

  • Fizyczny interfejs Ethernet
  • Parametry ruchu
  • Parametry wydajności
  • Klasa usługi
  • Usługa dostarczenia ramki
  • Wsparcie VLAN
  • Multipleksacja usług
  • Filtry bezpieczeństwa

E-Line jest usługą analogiczną do usług Frame Relay lub prywatnych linii dzierżawionych, ze znacznie większą przepustowością i funkcjonalnością. E-LAN z punktu widzenia użytkownika tworzy jeden wielki LAN pomiędzy różnymi urządzeniami abonenckimi. Zarówno E-Line, jak i E-LAN mogą definiować usługę w ściśle określonej formie, ustalając parametry CIR (Committed Information Rate), CBS (Committed Burst Size), EIR (Excess Information Rate) oraz opóźnienie, zmienność opóźnień i dozwolony poziom strat.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200