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标题: [求助]MSTP的相关技术资料 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2005-10-28 14:13

作者: llkllk 标题: [求助]MSTP的相关技术资料

小弟刚接触这一块,请各位大侠们多指教啊,如有资料烦请发到以下信箱:luilikellk@163.com

时间: 2005-10-28 15:23

作者: legend8179

MSTP是多业务传送平台(Multi-Service Transport Platform)，又别称(MSPP，NG-SDH)。它是以SDH平台为基础，同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送的技术。

　　MSTP完整概念首次亮相于1999年10月北京国际通信展。2001年底，信产部委托华为公司主笔起草了MSTP的国家标准，该标准于2002年11月经审批之后正式发布。2003年3月开始，由北京权威机构组织了MSTP互通性测试。

　　RPR是弹性分组环(Resilient Packet Transport Ring) Resilient Packet Ring 。它是一种新的链路层协议。从1999年开始由IEEE 802.17工作组对其进行标准化。RPR是一种基于环形的带空间复用的传输方式，吸收了以太网的经济性和SDH的多种保护机制以及快速的倒换时间的优势。

　　在这里首先要声明的是，MSTP本身不是一种全新的网络，而是SDH的发展和延续。众所周知，SDH原本是为传输话音业务而设计的，SDH由于其自身的优势所以在全世界的范围内都占据了非常大的份额。有机构指出，在2001年时语音占总收入的百分比为60%，而到2006年则为46%。以北美市场为例，2001年到2006年，语音服务将由接近70%降低到52%左右，而SDH又是支持话音业务的最成熟最广泛的传输技术。所以，取代SDH设备是要花费运营商无法承受的金钱。所以从金钱上来讲，MSTP就已经注定了它作为SDH延续或发展的性质。

　　MSTP的兼容性是它最大的优点。一方面它支持各种速率从155Mb/s到10Gb/s甚至更高的各种速率话音业务，同时它又提供ATM处理、Ethernet透传以及Ethernet或RPR的L2交换功能来满足数据业务的汇聚、整合的需要。

　　MSTP经历了三个发展阶段，2001年国内行业标准《基于SDH多业务传送节点技术要求》中已经包含了“第一代”和“第二代”，两者之间的差别在于对二层交换的支持。而第三代就是基于RPR的MSTP，所增加的功能就在于增加了更公平的带宽分配、严格的业务分级CoS、服务质量QoS保障等功能。

　　由于RPR技术的保护功能是吸收了SDH保护方式，所以RPR技术和MSTP可以很好的融合，融合的形式也可以很简单，比如将RPR功能集成在一块单板上，并将RPR单板插入SDH设备的相应子架槽位。但是正如外表永远都不是最重要的一样，它们的融合形式是为了实现功能：

　　1、强大的保护能力：双环结构是这个能力的基石。可以说这是完全的吸收SDH的优点。采用双环结构，在双环结构中，可以有很多种的保护倒换方式，比较典型的就是二纤复用段共享保护环，由于这种保护方式使用广泛，并且效果很好，所以也成为了RPR的典型方式。

　　2、良好的可扩展性：这一功能的实现主要依靠RPR的自动拓扑识别功能。

时间: 2005-10-28 15:27

作者: legend8179

在RPR环中每个节点掌握着环的状态信息，平时节点没有任何拓扑更新的信息，当环初始化、新节点加入、环保护切换时，RPR自动识别模式启动。节点触发器向环中的所有具有逻辑地址的节点发出消息，各个节点根据这个消息判断发生状态变化的节点以及链路状态。这样在很短的时间内所有RPR环上的节点都收集到环的状态信息，从而实现环的变化的识别。

　　3、动态的带宽分配：这种功能的实现是基于LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme)链路容量调整方案、Vcat虚级联和RPR的统计空间复用技术SRP(Spatial reuse protocol)

　　LCAS这种方案提供了很优秀的容错功能：当虚级联组中的成员VC-n出现故障，那便根据相互的握手协议暂时将该VC-n删除，而其他成员继续传送业务。待故障排除后，再根据协议连接起来。这样已经将损失从逻辑上降到最低。这样带宽就变成了可以调整的。在这种设计思想下，VCG(虚级联组)可以参照业务需求来设定，带宽容量也因此改变。

　　虚级联是与LCAS相互配合的一种技术，它来源于SDH。虚级联本身是相对于连续级联的一种技术，是虚容器的一种组合方式。虚级联能比连续级联更好地利用带宽，提高了传送效率。虚级联更应该说是逻辑上的连接，虚容器的连接是通过VC容器序列号SQ，传送的重点也就是这些虚容器的序列号。虚级联实现了带宽颗粒度调整，通过虚级联实现业务带宽和SDH虚容器之间的适配。

　　RPR环通过空间复用技术SRP(Spatial reuse protocol)实现空间复用能力，SRP可以用于各种物理层技术之上。SRP的基本思想是在空间上没有重复的业务流可以互不影响地利用各自线路的带宽。这能够使业务从目的节点剥离下来，从而节省不必要的其他环路的占用，使空间的使用更接近最优化。与传统SDH环相比，SDH环是依靠点对点连接实现的，每一条线路都分配了固定宽度的带宽，当该线路处于空闲状态的时候，这个带宽就闲置不用，而不会提供给网络运营者用于其他业务。而RPR采用统计复用机制，在用户对带宽利用率很低的时候却可以对它进行重新利用，提高了网络利用率。

　　在MSTP发展的初期，由于没有非常完善、严格界定的封装协议，有三种可以使用PPP/LAPS/GFP。不同的厂家采取不同的协议，这样就产生了严重的问题——全网互联互通非常困难。现在这个问题终于得到了解决，第三代的MSTP全部采用GFP(GenericFramingProcedure)通用成帧封装协议(是一种将高层用户信息流适配到传送网络的通用机制)，这样所有生产厂家就都遵从在ITU-TG.7041 GFP通用成帧格式封装定义的严格要求之下，互联互通也就迎刃而解了。

　　任何的运营商都无法忽视的还有网络的QoS(服务质量)。在ITU-T建议E.800中把QoS定义为“决定用户满意程度的服务性能的综合效果”。在此我们可略见QoS对于用户的重要程度。

　　对于QoS，新一代的MSTP吸收了IP数据网中的信号等级划分，并且由于RPR本身并不排斥二层交换功能，所以二层交换的对于端口和信号的QoS支持能够得到充分的利用。二层交换它通过识别信号中的IEEE802.1p帧结构，来判定信号的优先级，然后实现对信号的优先等级划分，需要补充的是除此之外还有基于端口的QoS。另外二层交换还有实现对VLAN标志的识别的功能。所以RPR可以借二级交换实现所具有的这些重要功能。

　　RPR技术可实现VLAN地址扩展和重用，突破传统以太网二层交换的4096个地址的限制。它通过实现双VLAN标签的强大功能，以区分运营商和用户自定义的VLAN标签。而VLAN是以太网用来建立用户隔离的最有效手段。

　　MSTP的前景是美好的，它最终会结合ASON(自动交换光网络)的标准，利用自动选路和指配功能增强自身的灵活性和传输能力。

时间: 2005-10-28 15:44

作者: legend8179

mstp技术的演进

信息产业部电信研究院  刘册

摘要：MSTP作为一种新兴的承载多种业务的SDH接入设备，在近几年得到了快速发展和大量应用。本文对MSTP的发展过程进行了阐述和分析，介绍了其中的关键技术和不同阶段的特点。

关键词：SDH、MSTP、级联、LCAS、RPR、MPLS

一、MSTP的引入

在以话音业务为主体的通信时代，SDH作为承载网，通过时隙映射和交叉连接功能以及端到端的质量保证机制很好确保了话音业务的实时性。然而，随着以包交换为传送机制的IP数据业务的大幅度、高速发展，以时分交换为机制的SDH网络很难在满足话音业务的同时，再实现高效率的承载IP业务。摒弃SDH技术重新建设承载网还是引入一些新的技术对SDH进行改造，将问题解决在网络的边缘（接入端），使IP业务在SDH网络中也能有良好的通过性，曾经是业界人士讨论的焦点。无疑，后者具有更大的操作价值，因为这不仅可以使现有的网络资源得到更为合理的利用，而且SDH本身具有的一些特性也可以弥补以太网的一些不足，例如QoS问题。于是MSTP的概念出现了，MSTP（Multi-Service Transport Platform）——基于SDH的多业务平台（基于SDH的多业务节点），还有人称其为新一代的SDH。总之，它有别于传统的SDH设备。从网络定位上讲，MSTP应处在网络接入部分，用户侧——面向不同的业务接口，网络侧——面向SDH传输设备；形象的讲，MSTP就象一个长途客/货枢纽站，如何有效的将客货分离，按照不同的需求安全、快捷的运送到目的地，是其追求的目标。

二、第一代MSTP

最初的MSTP只是为了解决IP数据包在SDH上实现端到端的透传，机理是将以太帧直接映射到SDH的容器（C）中。众所周知，SDH的不同容器的净荷装载单元大小是固定的，如表1

表1 SDH净荷装载单元

C-11
1.600Mbit/s

C-12
2.176Mbit/s

C-2
6.784Mbit/s

C-3
48.384Mbit/s

C-4
149.760Mbit/s

C-4单元的级联


C-4-4C
0.599Gbit/s

C-4-16C
2.396Gbit/s

C-4-64C
9.584Gbit/s

C-4-256C
38.338Gbit/s

从表1中不难看出，无论是10/100M Base-T还是GE(千兆以太网)都很难理想的装载到SDH的容器中。而且作为端到端的透传机制，也无法实现流量控制、以太业务QoS、不同以太业务流的统计复用等功能，所以不具备任何商用价值。

针对以上问题，如何实现SDH更有效的承载IP数据业务就是第一代MSTP要解决的。

1、  虚级联技术的引入

要是能将VC单元级联起来组成适合的装载单元是一个有效的方法，例如将5个VC-12单元绑定即可以很好的承载10M以太业务。但新的问题同时产生，如果将相临的容器C级联形成VC-n-Xn，其只具有一列POH指示比特，级联后的装载单元在整个传输过程中将不得不保持相同的路由和连续的带宽，同时还要求途径设备也必须支持级联功能，确保整个级联后的装载单元端到端的传输。这无疑给长距离传输提出了过高的要求，并不利于业务的实际发展。

虚级联技术的引入使这个问题得到了彻底的解决，它与相临级联技术不同之处在于：VC-n单元可分属于不同的STM-N中，具有自己独立的结构和相应的POH序列；通过虚级联的复帧标示符（MFI）、序列标示符（SQ）加以标示（其属于LCAS和VC控制帧），形成一个虚拟的大容器（VC-n-Xv）（或称为虚容器组）进行传输。这样每个独自的VC-n作为虚容器组的不同成员，可以通过不同的路径传输，只要在目的端汇聚即可，无须途径设备提供级联功能。回到表1可以发现，VC-n装载单元从2M到140M不等，这就好比我们可以将人员编组，货物打散装到大大小小不同容量的汽车中，通过不同的公路运到目的地再通过组号/货物编号重新集合。这种灵活的机制刚好可以最大限度的利用网络带宽。

2、  LCAS技术的引入

然而，虚级联技术只是提供一个更为有效的组合装载单元的可能方案，保证IP数据业务在SDH承载网上实现端到端的高效传送还需要一种真正的管理机制。就象有了四通八达的公路，有了各式各样的汽车，没有一个好的调度站，依然无法形成一个良好的运输体系一样，关键的环节在于如何有效的管理和调配，特别是虚级联不象相邻级联，虚容器VC-n可以属于不同的STM-N中，存在着各种各样的组合方式，没有一种良好的调配机制，后果将不堪想象。这就引入了LCAS技术（Link Capacity Adjustment Scheme）——链路容量调整机制。简单的说，LCAS技术，就是建立在源和目的之间双向往来的控制信息系统。这些控制信息可以根据需求，动态的调整虚容器组中成员的个数，以此来实现对带宽的实时管理；从而在保证承载业务质量的同时，大大提高了网络利用率。其帧结构如图1

MFI
SQ
CTRL
GID
RS-AcK
MST
CRC








复帧标示符
序列标示符
控制命令域
组鉴别比特
返回序列确认比特
成员状态码
差错校验码

VC（虚级联）信息
LCAS信息

图1 LCAS和VC控制帧结构

在高阶虚级联（VC-3/4）过程中LCAS和VC控制帧被H4字节中传输，在低阶虚级联（VC-12）采用K4字节传输LCAS和VC控制帧。

LCAS工作机理

虚级联的建立/清除、成员的增加/减少是通过改变LCAS和VC控制帧中控制命令域里状态字段中的指令，在源和目的间建立通信进程来实现的。其中命令状态包括：IDLE（空闲状态）、NORM（正常状态）、ADD（增加指令）、REMOVE（删除指令）、EOS（结束状态）、DNU（路径失效状态）。

至此，从整体技术角度讲，虚级联技术和LCAS机制使得SDH高效承载IP业务成为了可能，也就形成了具有实际应用价值的第一代MSTP，其功能结构见图2。然而在细节上，为了使IP业务无缝的映射到VC容器中还存在一个不可或缺的过程——IP包的封装，即图2中红色方框部分。封装方式目前大致有以下三种：

HDLC（High Level Data Link Control）——高级数据链路控制

GFP（Generic Framing Procedure）——通用成帧规程(ITU- T标准号为G.7041)

LAPS（Link Access Procedure SDH）——在SDH上的链路接入规程协议帧(ITU- T标准号为X.86)

作为封装方式，三种协议都有各自的特点，无可厚非，但就应用范围来讲GFP应用更为广泛，其成帧方式也更有效一些，因为其采用类似于ATM信元的帧定界封装方式，可以透明的封装各种数据信号，具有良好的扩展性。

3、小结

MSTP设备的出现，促进了SDH网络的进一步发展，同时其本身作为一种很有效的城域组网技术，在网络的接入段也发挥了重要的作用，特别是它秉承了SDH良好的质量保证特性，大大提升了IP业务的可靠性。LCAS配合MAC层的流量控制功能，在网络正常状态下，人工增减虚容器组中的成员个数，不会使网络造成IP业务丢包；即便当光接收端判断光信号强度达不到光接收灵敏度（或断纤故障）或误码率高于门限的时候，借助SDH本身所具有的保护倒换能力，系统也能在50ms内实现保护倒换，利用LCAS动态带宽调整机制和流量控制仅会造成少量丢包，不会影响业务正常进行，这是以太网络所不具备的。

一、现有MSTP技术——第二代MSTP

得益于MSTP高品质的商用价值，也使MSTP技术本身得到了进一步发展。

1、  RPR技术的引入

RPR（Resilient Packet Ring）弹性分组环，RPR工作于MAC层，它的出现是为了更好的解决在环状拓扑结构上传送数据流的问题。众所周知，环状网络与星型网络、总线型网络或树型网络比较，具有节约投入成本，便于管理等优点。其实，早期的令牌环技术就是为了解决这个问题。但在令牌环网络中数据包将漫游整个网络，随着网络中的节点增加，网络中的共享带宽就会急剧下降，这就制约了它的发展。RPR技术很好的解决了这个问题，在结构上它采用双环结构，每两个相临节点间都存在两条物理路径，保证了高可靠性；在传送机制上它采用环路带宽空间重用机制，单播数据可在环的不同部分同时传送，这样整个环的容量将被增加，从某种程度上缓解了因加入节点带来的带宽下降问题；而在环的拓扑结构发生变化的时候，它具有网络拓扑结构自动发现、更新能力，可避免手工配置带来的人为错误，便于管理和维护；另外，在带宽管理方面，它采用带宽动态分配和统计复用原则，每个节点维护通过自身的数据负载量，并把相应数据发送给环上相临节点，这样其他节点根据这些信息就可以获得在源节点上有多少可利用带宽。还有一点要说明的是，由于RPR采用双环结构，单播数据在环上不同部分同时传送，因此环上任意两个节点间最大路由也仅为半个环，这样大大减少了数据流在环上的运行过程；而它的网络拓扑发现、更新能力是通过采用类似OSPF（Open Shortest Path First）——开放式最短路径优先的算法交换拓扑识别信息实现的，这样可以有效的避免分组死循环，增加环路自愈能力，可谓一举两得。

将RPR引入MSTP，可以增加MSTP的健壮性，使MSTP的组网方式更为灵活。其关键特性是将以太网业务适配到RPR MAC层，然后在映射到SDH的VC通道中传送。

现在，我们已经可以在http://www.RPRallinance.org网站上看到RPR在北美应用的商业范例，通过与传统的SDH比较，其大大降低了接入成本。

2、MPLS技术的引入

MPLS（Multiprotocol Label Switching）多协议标签交换

MPLS是一种结合三层路由、二层交换的数据传送技术，基于标签交换分组的机制，把路由选择和数据转发分开，由标签来规定一个分组通过网络的路径，实现了由面向无连接的IP业务到面向连接的标签交换的转变。

其技术特点主要体现在以下几个部分：流量工程、负载均衡、故障恢复、路径优先级等。

其在以太网中的典型应用是基于MPLS的VPN，优点是：可为用户内部网提供无缝连接；可限制VPN路由信息的传播，只在VPN成员内部采用MPLS前转，保证安全性；通过嵌入二层MPLS技术，允许不同的用户使用同样的VLAN ID，扩展了VLAN的地址空间；并且能够实现VPN内部的多级业务，建立VPN间不同的优先级等。

笔者认为将MPLS引入MSTP除了能使MSTP具备MPLS以上的优势外，更为重要的是MSTP具有MPLS功能，将不需要在IP网络的边缘进行添加标签/去除标签的过程，直接与具有标签交换功能的核心路由器相连，实现真正意义的端到端标签交换。

二、总结

在MSTP的演进过程中，从最初的传统SDH不能有效承载IP业务，到第一代MSTP能够“胜任”承载IP业务，再到支持RPR、支持MPLS逐渐“健壮”的MSTP，都是以实际应用为推动力的。可以想象，只要这种设备还有其存在的实用价值，就一定还会有其他功能或技术融入到MSTP中。但是，并不是功能越完善的网络就越具有先进性和竞争力，功能完善往往意味着高额的投入，高复杂度的维护、管理，可以说这就象一柄双刃剑。所以，我们不希望看到MSTP最终成为一个“全能的鸭子”，而是希望它能形成一个不断吸纳新技术的开放性的技术体系，使用户有多种选择方案。而真正投入到商业运行中可以根据实际情况选择最为贴切的一部分，这样才能保证MSTP的生存力。

另外，我们可以看到在网络的接入部分存在着太多的技术解决方案，有线接入有：城域以太网、MSTP、CWDM、XDSL等；无线接入有：3.5G、5.8、26G、点对点红外传输设备等。可以说，为我们构造了一个全方位立体性的接入技术体系。但我们喊了多年的“最后一公里”问题并没有得到明显的解决。所以很明显，技术现在并不是主要问题，而是我们应该为这些技术找到更好的应用点，使它们都能很好的发挥自己的作用，更好的为我们服务。

参考文献：

ITU-T G.7070 Network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH)

ITU-T G.7042 Link capacity adjustment scheme (LCAS) for virtual concatenated signals

IEEE 802.17 Resilient packet ring access method and physical layer Specifications

YD/T 1162.1-2001 多协议标记交换（MPLS）总体技术要求

时间: 2005-10-29 21:52

作者: ChenRomeo

谢谢

时间: 2005-10-30 19:13

作者: llkllk

强！！！在这先谢了！！！~！

时间: 2005-10-30 21:33

作者: tjtelejianzw

呵呵，好东西，基本上是把MSTP的发展历史和概述将清楚了

时间: 2005-10-31 15:28

作者: 摇摇摆摆的心

顶一个，每次看到MSTP我总是第一个想到的Multi Spanning Tree Protocal，呵呵

时间: 2005-11-4 15:51

作者: cute_119

有收获，但还是迷迷糊糊~~~~~~

时间: 2006-9-7 23:53

作者: wwei_2001

ding

时间: 2006-9-12 17:17

作者: shuchuang

唉，我们一般都没有搞得这么深入

时间: 2007-10-12 09:01

作者: shiruo

求助:有无SDH/MSTP具体的应用实例???

时间: 2007-10-19 12:21

作者: bellss

<div class="msgheader">QUOTE:</div><div class="msgborder"><b>以下是引用<i>摇摇摆摆的心</i>在2005-10-31 15:28:00的发言：</b><br/>顶一个，每次看到MSTP我总是第一个想到的Multi Spanning Tree Protocal，呵呵</div><p>这个兄弟肯定对数据传输比较熟悉，呵呵。</p>

时间: 2007-11-7 13:29

作者: xhjin

hehe

时间: 2007-12-22 15:54

作者: gbj1982

通信人家园 (https://www.txrjy.com/)