6.4 Е-mpls

Однако и в сетях доступа технологии ATM, возможно, придется в скором времени потесниться, уступив место Ethernet. Желание многих участников телекоммуникационного рынка расширить рамки применения Ethernet, превратив ее в решение широкополосного доступа, а также в технологию для построения магистральных сетей операторов связи нового поколения, демонстрировалось на протяжении довольно большого времени, практически с момента появления стандарта Fast Ethernet с его скоростью 100 Мбит/с, благодаря которому технология встала на один уровень производительности с ATM и SDH.

Рисунок 6.4 Рост пропускной способности телекоммуникационных

сетей различного типа

Динамика развития — рост скорости на порядок каждые пять лет (см. Рисунок 6.4) и низкая стоимость решений, уже сейчас далеко опережающих по производительности магистральные сети многих традиционных операторов, — делает Ethernet очень привлекательной для создания территориальных сетей.

Оконечное оборудование Ethernet, оборудование агрегирования и обработки, использующее в своей основе принципы неблокирующей коммутации и единый формат кадра на скоростях от 10 Мбит/с до 10 Гбит/с, уже сейчас может обеспечить уровень надежности сетевых решений порядка 99,999% и при этом обходится в десятки раз дешевле сетей SDH с аналогичными характеристиками.

Особенно заманчивым представляется применение Ethernet в сетях современных операторов мегаполисов (сети MAN). Этот рынок насыщен большим количеством крупных локальных сетей на базе Ethernet, владельцы которых хотят экономично объединить их в единую корпоративную сеть. Конечно, объединение возможно и с помощью стандартных услуг IP, т. е. на третьем уровне, но такой вариант всегда стоит дороже.

Однако до недавнего времени, несмотря на все свои достоинства, сфера применения Ethernet ограничивалась только локальными сетями. Интерес к этой технологии со стороны операторов продолжал носить чисто теоретический характер, поскольку оставались открытыми вопросы гарантии надежности и обеспечения качества обслуживания. При этом все члены операторского сообщества прекрасно отдавали себе отчет, с какими проблемами им придется столкнуться в случае «допуска» пользовательского трафика Ethernet в свои магистральные сети: начиная от отсутствия аппаратных реализаций обработки гигантских пакетов до банальных проблем переполнения таблиц MAC-адресов, атак arpoison и широковещательных штормов, которым подвержены «плоские», т. е. не разделенные маршрутизаторами, сети (при предоставлении услуг на третьем уровне эти проблемы отсекает пограничный маршрутизатор, просто в силу логики работы протоколов третьего уровня).

Первой «ласточкой» стало утверждение стандартов IEEE 802.1Q и IEEE 802.1p, благодаря которым, несмотря на их ориентированность на задачи корпоративных сетей, те из операторов, кто ведет агрессивную политику на телекоммуникационном рынке в области широкополосного доступа в Internet и предоставления услуг Extranet, смогли сделать колоссальный шаг вперед.

А сравнительно недавно неожиданная помощь пришла со стороны разработчиков MPLS. Предложенная ими инкапсуляция Martini позволяет решить многие проблемы. С одной стороны, она обеспечивает взаимодействие магистрали оператора с пользовательской сетью на втором уровне без привлечения третьего, а с другой — избавляет внутренние устройства магистрали, поддерживающие IP/MPLS, от необходимости быть в курсе адресации и структуры пользовательской сети, так как кадры передаются через магистраль на основе не МАС-адресов, а меток путей LSP.

Инкапсуляция Martini позволяет использовать для отображения на нужный путь LSP не только МАС-адреса, но и внутренние метки виртуальных локальных сетей (VLAN). Это обеспечивает предоставление масштабируемых услуг VPN второго уровня, для чего администратору не требуется задавать таблицы большой размерности, в которых участвуют МАС-адреса узлов. Такие услуги получили название «виртуальных частных локальных сетей». Простота решения и полная совместимость с существующими пользовательскими сетями Ethernet сулят новой технологии VPN большое будущее, так что более традиционным решениям VPN второго уровня на основе АТМ придется потесниться, особенно в сетях мегаполисов.

Работы по стандартизации объединения пользовательских сетей на втором уровне через магистраль MPLS сегодня активно продолжаются. Новая рабочая группа IETF под названием «Pseudo Wire Emulation Edge to Edge» (pwe3) разрабатывает спецификации для туннелирования трафика через MPLS различных технологий второго уровня — Ethernet, ATM, frame relay. Спецификации используют подход, аналогичный инкапсуляции Martini, но добавляют к ней такие недостающие элементы, как гарантия сохранения упорядоченности кадров/ячеек, возможность фрагментации, перенос служебного трафика ATM/FR и т. п.

6.5 Усовершенствование ATM

    Желание операторов продлить жизнь ATM на магистрали быстро уловили крупнейшие производители телекоммуникационного оборудования. Они стали активно совершенствовать коммутаторы ATM сразу в нескольких направлениях, чтобы операторы могли улучшить характеристики своих сетей ATM без необходимости срочного перехода на MPLS. В результате на рынке появилось новое поколение коммутаторов ATM с очень высокой общей производительностью — от 1,2 Гбит/с для применения в качестве пограничного устройства до 480 Гбит/c (Marconi BXR-48000) в устройствах, ориентированных для работы на магистрали. В своем обзоре компания Optical Oracle включила в число мультисервисных коммутаторов нового поколения целый ряд устройств (см. Таблица 6.1).

Таблица 6.1 Коммутаторы нового поколения для магистрали и границы

Кроме повышенной суммарной производительности эти коммутаторы позволяют также организовать высокоскоростные магистральные линии на скоростях, раньше казавшихся для ATM недостижимыми. Так, большинство магистральных продуктов поддерживает скорость в 2,5 Гбит/с, которую совсем не давно могли обеспечить в пакетных сетях только маршрутизаторы уровня Cisco GSR или Juniper M160 с интерфейсами для передачи непосредственно по SDH/Sonet (Packet over Sonet, PoS). Появление аналогичных высокоскоростных интерфейсов у коммутаторов ATM даст возможность операторам нарастить пропускную способность ядра своей сети ATM за счет введения узлов нового уровня иерархии без необходимости срочного перехода на IP/MPLS. А потребность в модернизации существующих сетей ATM/FR у операторов есть, об этом говорят и они сами, например в интервью «АТМ & IP Report», и свидетельствует непрекращающийся рост трафика данных: все-таки удвоение трафика за год — конечно, не десятикратный рост, но тем не менее требует постоянного повышения производительности сетей, которые в случае ATM долго бы оставались на уровне 622 Мбит/с.

Некоторые производители решили догнать самые скоростные устройства IP, способные работать на скорости 10 Гбит/с (STM-64 или 10GE). В начале октября компания Marconi объявила о начале выпуска новой интерфейсной карты ATM на 10 Гбит/с для своего маршрутизирующего коммутатора BXR 48000.

Еще одной особенностью коммутаторов нового поколения является их повсеместная поддержка IP/MPLS помимо АТМ. Таким образом, оператор, устанавливающий эти устройства в своей сети, может в будущем перейти к IP/MPLS без замены магистральных устройств. В том случае, когда он решит поддерживать MPLS с форматом ячейки ATM (т. е. A/MPLS), ему не понадобится даже менять аппаратуру, а достаточно будет только активизировать программное обеспечение IP/MPLS, которое будет работать на тех же интерфейсных картах. В новых коммутаторах обеспечивается полная поддержка всех функций IP, что делает их действительно мультисервисными и освобождает оператора от необходимости устанавливать в сети отдельные маршрутизаторы IP для связи с Internet.

Одновременная поддержка в магистральных коммутаторах ATM и IP/MPLS дает возможность операторам реализовать еще одну схему их взаимодействия — смешанную. Собственно, это даже не схема, а стратегия постепенной миграции магистрали АТМ к магистрали IP/MPLS. По мере установки в сеть АТМ все большего количества коммутаторов нового поколения с поддержкой в том числе MPLS, оператор сможет увеличить и количество путей LSP между пограничными устройствами, не отказываясь в то же время от уже работающих виртуальных соединений АТМ. При этом производители таких коммутаторов (например, Equipe Communications, WaveSmith) в своих статьях рекомендуют операторам начать с перевода на MPLS не требовательного к качеству обслуживания трафика, для которого оператор не обязан гарантировать клиентам каких-либо количественных характеристик QoS. И только попрактиковавшись с трафиком подобного класса и накопив опыт работы с MPLS, следует обратиться к переводу на пути LSP других классов трафика, в том числе и чувствительных к задержкам, передающихся сегодня с помощью служб CBR и VBR-RT ATM.