Эволюция транспортной инфраструктуры оператора...
-
Upload
cisco-russia -
Category
Technology
-
view
997 -
download
2
Transcript of Эволюция транспортной инфраструктуры оператора...
Эволюция транспортной инфраструктуры оператора связи: Cisco Carrier Packet Transport
Андрей Идлис Системный Инженер-консультант
Аннотация
• В докладе представлено решение Cisco Carrier Packet Transport, предназначенное для построения транспортной инфраструктуры оператора связи, основанной на технологии MPLS-TP. В презентации освещены вопросы миграции традиционных транспортных сетей операторов связи на транспортные сети нового поколения, построенные на базе пакетных технологий. Подробно рассказано о технологии MPLS-TP – какие задачи решаются на базе этой технологии, в какой части она опирается на существующие возможности MPLS, как реализуются функции OAM, как решаются задачи управления, провиженинга и обеспечения отказоустойчивости сетей на базе MPLS-TP и как осуществляется взаимодействие сетей MPLS и MPLS-TP. Также, слушатели познакомятся с архитектурой решения Cisco CPT, его компонентами и функциональными возможностями, узнают, как применять решение Cisco CPT для построения транспортных сетей оператора связи.
Содержание
• Эволюция транспортной архитектуры ... • Обзор технологии MPLS-TP • Решение Cisco Carrier Packet Transport • Функционал • Сценарии использования • Заключение
• Появление и быстрое развитие новых пакетных приложений и сервисов:
§ IP Video, VoIP, Mobile Data § L2 и L3 VPN
§ Новые возможности получения дохода для оператора § Новые требования к сетевой инфраструктуре оператора
• Эволюция: § Необходимость замены устаревшего оборудования и сетей § Конвергенция сетевой инфраструктуры и сервисов § Гибкие скорости передачи и статистическое мультиплексирование полосы § Удовлетворение растущих потребностей за меньшие деньги
Зачем переходить на пакетные технологии?
TDM Transport Packet Data Network
Connection mode Connection oriented Connectionless (кроме TE)
OAM In-band Out-of-band (кроме PW, TE)
Обеспечение резервирования Data Plane Control plane
Эффективность использования
полосы Фиксированная полоса Статистическое
мультиплексирование
Скорость передачи Жесткая иерархия Гибкие скорости
QoS Один класс обслуживания Механизмы QoS
Packet Transport
Взять лучшее из двух миров
Обзор технологии MPLS-TP
Цели разработки стандартов MPLS-TP
Адаптировать технологию MPLS для внедрения в традиционных транспортных сетях обеспечивающей операционный уровень аналогичный существующим технологиям (SONET/SDH) Расширить технологию MPLS для поддержки паркетных сервисов с уровнем предсказуемости, надежности и функциями OAM аналогичными существующим в традиционных транспортных сетях
• MPLS-TP – MPLS Transport Profile § Расширение и подмножество протокола MPLS § Connection-oriented транспорт на базе MPLS, использующий привычные «транспортному цеху» механизмы OAM и защиты
Плоскость коммутации § Стандартная MPLS коммутация § Bidirectional P2P и P2MP LSP § Стандартные PW (SS-PW, MS-PW)
Плоскость управления § Статический провиженинг с помощью NMS § Опционально GMPLS § Опционально LDP для динамических PW
OAM § In-band OAM channel (GACH) § Connectivity Check (CC): proactive (BFD) § Connectivity Verification (CV): reactive (BFD) § Alarm Suppression and Fault Indication with AIS (новые механизмы), RDI (BFD), and Client Fault Indication (CFI) § Performance monitoring, proactive and reactive (новые механизмы)
Отказоустойчивость § <50ms переключение на основе OAM (без динамической плоскости управления) § 1:1, 1+1, 1:N path protection § Linear protection § Ring protection
Что такое MPLS-TP
Working LSP
PE PE Protected LSP
NMS для управления сервисами*
CE CE
MPLS-TP LSP (Static или Dynamic)
Pseudowire
Client Signal
In-band OAM (e2e и для каждого
сегмента) Section Section
*или динамический Control Plane
Connection Oriented, предопределенные рабочий и резервный LSP Транспортный туннель с защитой 1:1, которая активируется интегрированными средствами OAM, без участия Control Plane Cтатический провиженинг с помощью NMS или динамический control plane
Компоненты MPLS-TP
• Статическая конфигурация LSP
• Bidirectional - двунаправленный
• Co-routed (LSP «туда» и «обратно» по одному и тому же маршруту)
• In-band Generic Associated Channel (G-ACh)
• Ultimate hop popping (explicit/implicit null не используется)
• Балансировка по равнозначным путям (ECMP) не поддерживается
• Понятие Tunnel – контейнер для LSP MPLS-TP LSP
G-ACh MPLS-TP Tunnel
Label Switched Path
• In-band OAM (fate sharing)
• OAM в сети MPLS-TP должен работать в отсутствии динамических протоколов управления
• Фокус на управление производительностью и отказами (fault and performance management)
• OAM независим от канальных технологий (Ethernet, SDH, etc.)
• ОАМ независим от сервисов (PW, etc.)
Принципы работы OAM в MPLS-TP
• MPLS-TP OAM сообщения передаются через generic associated channel (G-ACh)
• G-ACh является расширением концепции VCCV (RFC 5085) • G-ACh Label (GAL) – специальная метка (13) для обозначения OAM пакетов • G-ACh используется для реализации Network Management функций TMN в
MPLS-TP (OAM, automatic protection switching (APS), signaling communication channel, management communication channel, etc)
ACH OAM
Payload
GAL Label
Associated Channel Header Generic Associated Channel Label (GAL)
PW Associated Channel Header (ACH)
ACH OAM
Payload
Label PW Label
0 0 0 1 Version
RFC 5586
RFC 5085
LSP
G-ACh
PW G-ACh
Reserved Channel Type
MPLS Generic Associated Channel
Задачи OAM
Функция Описание Continuity Check
Проактивное детектирование проблем и нарушений SLA
Connectivity Verification ..and Path Trace
Реактивная локализация проблем
Alarm Suppression / Fault Notification
Распространение алармов, предотвращение шторма алармов
Performance Monitoring Delay and loss measurements
Проактивное определение нарушений SLA
Функция Описание Инструмент
Continuity Check Проверка коммутации трафика по LSP BFD
Connectivity Verification Проверка связанности двух узлов
BFD (proactive)
LSP Ping (on-demand)
Diagnostic Tests Диагностика (например, заворот трафика - loop) New
Route Tracing Проверка пути коммутации трафика LSP Ping
Lock Instruct Инициация блокировки на удаленном MEP (только тестовый/OAM трафик обрабатывается) Новый механизм
Lock Reporting Информирование MEP об административных блокировках Новый механизм
Alarm Reporting Информирование MEP об отказах Новый механизм
Remote Defect Indication Информирование удаленного MEP об отказах BFD
Client Failure Indication Передача сообщений об отказах между MEP PW Status
Packet Loss Measurement Измерение процента потерь пакетов Новый механизм
Packet Delay Measurement One-way / two-way delay Новый механизм
IETF
Механизмы OAM
• Проверка связанности между двумя узлами
• Bidirectional Forwarding Detection (BFD) поверх G-ACh без IP/UDP заголовков
• Асинхронный режим BFD • LSP в состоянии UP если BFD сессия в состоянии UP
• RDI (remote defect indication) функция выполняется при помощи поля «Diagnostics» в BFD заголовке
BFD CC (Interval x Multiplier)
BFD CC (Interval x Multiplier)
Bi-directional, co-routed MPLS-TP LSP
BFD (Down)
BFD (Init)
BFD (Up/Poll)
BFD (Up/Final) BFD (Up)
BFD (Up) BFD (Up) BFD (Up)
P1 PE1 PE2 P2
Проактивный Continuity Check (CC)
• Извещение об аварии • Генерируется локальным узлом и отправляется удаленному узлу
• Отправляется в направлении, противоположном неисправности
• Используется существующее поле «diagnostics» протокола BFD
– 0 - No Diagnostic – 1 - Control Detection Time Expired – 3 - Neighbor Signaled Session Down – 4 - Forwarding Plane Reset – 5 - Path Down – 7 - Administratively Down
• Причина последнего изменения состояния BFD сессии
Bi-directional, co-routed MPLS-TP LSP
BFD (Up / 0) BFD (Up / 0)
P1 PE1 PE2 P2
Oper Up
Oper Up
X
X
BFD (Up / 0) BFD (Up / 0) X BFD (Up / 0) X
BFD (Down / 1) BFD (Down / 3) X
BFD (Down / 1) BFD (Init / 3)
BFD (Down / 1) X
Remote Defect Indication
Односторонний Black hole
RDI
RDI
Односторонняя неисправность
LDI
Неисправность линка
LDI LDI
Shutdown линка
LDI LKR
Oper Down
Oper Down
Oper Down
Oper Down
Oper Down
Oper Up
Oper Up
Oper Up
Oper Down
AdminDown
Oper Down
Oper Down
Oper Down
Oper Down
Oper Down
Oper Down
MPLS-TP LSP Data link
X X
X
X
X X
Информирование о неисправностях
• Используется LSP Ping поверх G-ACh • Пакеты LSP Ping с использованием IP/
UDP инкапсуляции, как в сетях IP/MPLS • Не требуется поддержка IP маршрутизации
• Ответ всегда отправляется через G-ACh
• Запросы генерируются только end point • End point и mid point может отвечать • Для трассировки пути используется механизм MPLS TTL
• Определены новые FEC для static LSP и static pseudowire
• LSP Ping работает независимо от состояния LSP (up/down)
Bi-directional, co-routed MPLS-TP LSP
LSP Ping Echo Request
TTL=255
P1 PE1 PE2 P2
LSP Ping Echo Reply TTL=255
LSP Ping Echo Request
TTL=255 LSP Ping Echo Reply TTL=255
Connectivity Verification (CV) и Route Tracing
• Два независимых пути: working и protect между двумя узлами
• Защита 1:1 в режиме revertive • Эквивалентно механизму path
protection в IP/MPLS • Переключение может быть инициировано:
– Получение AIS/LDI, LKR – Административно (lockout) – Локальная авария (LOS) – Revertive таймер (wait-to-restore)
• Функция Lockout – pre-standard
PE1 PE2
P2
P1
Working LSP (Up, Active)
Protect LSP (Up, Standby)
PE1 PE2
P2
P1
Working LSP (Down, Standby)
Protect LSP (Up, Active)
Working LSP (Up, Active)
Protect LSP (Up, Standby)
Working LSP (Down, Standby)
Protect LSP (Up, Active)
Нормальное состояние
Неисправность
Linear Protection (1:1)
MPLS-TP MPLS-TP IP/MPLS
Агрегация Доступ Ядро Агрегация Доступ
• L2 сервис поверх multi-segment pseudowire (MS-PW) через MPLS-TP и IP/MPLS инфраструктуру
• S-PE соединяет статический PW (MPLS-TP) и динамический PW (IP/MPLS)
• Статические LSP и статические PW в сети MPLS-TP domain uses static LSP as PSN tunnel and static PW segment
• Динамические LSP (LDP или RSVP-TE) и динамические PW в сети IP/MPLS
T-PE S-PE S-PE S-PE
Static PW Static Tunnel
Signaled PW Signaled Tunnel
Static PW Static Tunnel
MPLS-TP и IP/MPLS
Cisco Packet Transport (CPT)
Mobile Backhaul
FTTX & TDM
CPT 600
CPT 200
Fixed config satellite 44xGE, 4x10GE
Hardware Unique satellite architecture HA: SSO, ISSU, MDR Active-Standby Control Plane
6 slots (480G) Up to 352 ports
2 slots (160G) Up to 176 ports
Software MPLS-TP, 802.1ad, H-QoS, E-OAM, MPLS OAM, Sync-E, 1588, LAG, REP, MVR,IGMPv3
Ethernet Services
MPLS-TP
DWDM
Ethernet
OTN
Industry’s first, standards-based, unifying packet transport
CPT 50 CPT 50
CPT 50 CPT 50
Cisco Carrier Packet Transport
Aggregation Pre-Aggregation Access CPT 600 CPT 200 CPT 50
Satellite - hub and spoke, mesh, rings*
240G 80G 40G
24*10GE 8*10GE 44GE + 4 10GE E1/T1 via RAD SFPs
MPLS-TP, IP/MPLS, EVC MPLS-TP, IP/MPLS, EVC MPLS-TP, IP/MPLS, EVC
ANSI/ETSI Sync-E, 1588 ( HW ready), SW after FCS*
ANSI/ETSI Sync-E, 1588 ( HW ready), SW after FCS*
ANSI/ETSI Sync-E, 1588 ( HW ready), SW after FCS*
CPT 600 6 RU
CPT 200 2 RU
CPT 50 1 RU
ITEMP
Cisco Carrier Packet Transport
Umbrella Element Mgmt. Cisco ANA
Mgmt by Satellite Discovery Protocol
Central Unit
Packet Intelligent by Packet Modules: • VLAN Handling • L2/MPLS forwarding • L2 Security • MPLS Control Plan • SNMP • ……
80KM 80KM
Inter chassis Connectivity by 10G Ethernet I/F (colored and Grey)
10GBaseF
Satellite Chassis 1GE; GPON, 10G EPON
Satellite Chassis 1GE; GPON, 10G EPON
Packet Forwarding by Satellite Chassis: • L2 QoS • VLAN Handling • MPLS PWE • Auto Inband Channel Mgmt. • .... Media Adaptation • ITU-T G.984.x • IEEE 802.3x 1:1, ring или
mesh
Uplink: • ETH 10G Tunable • ETH 10G Grey/DWDM
CPE CPE
Connection According: • Gigabit Ethernet 802.3x • GPON ITU-T G.984.x • 10G EPON IEEE 802.3av
Концепция Cisco Carrier Packet Transport
Carrier Packet Transport 600
Два блока питания DC или AC
Блок вентиляторов
Два контроллера • Резервирование источников синхронизации (Stratum 3)
• Резервирование базы данных конфигурации
Сменный LCD • Управление корзиной • Резервирование базы данных
Electronic Connection Unit
Bits In/Out Timing, External Alarm, USB, EMS
Packet Transport Module
• 4x10GE UNI/NNI/Satellite Inter-Connect
Cable Guide и AirFilter
Packet Transport Fabric • 2x10GE UNI/NNI/Satellite Inter-Connect • 2x10GE G.709 Enabled • 256G Active-Active Switch Fabric
Carrier Packet Transport 200
Контроллер • Резервирование источников синхронизации (Stratum 3)
• Резервирование базы данных конфигурации
Packet Transport Fabric • 2x10GE UNI/NNI/Satellite Inter-Connect • 2x10GE G.709 Enabled • 256G Active-Active Switch Fabric
Cable Guide и AirFilter
Сменный LCD и блок вентиляторов
• Управление корзиной • Резервирование базы данных
Electronic Connection Unit
Bits In/Out Timing, External Alarm, USB, EMS
Блок питания DC или AC
Carrier Packet Transport 50
Блок питания AC, -24vDC, -48vDC
44xGE/FE UNI • Лицензирование портов • GE and FE SFP available
Сменная панель вентиляторов • Redundant Fans • ToD/PSS • Bits Out
4x10G Inter-Connect Ports • Автоматическое обнаружение и провижининг
Температурный режим: • -40C to +65C Operational Temperature • -40C to +70C Storage Temperature
Category Feature
Interface 2 port 10GE XFP (OTN enabled) 2 port 10GE SFP+
HW building blocks
Switching fabric Packet processor Traffic Manager Route Processor CPU
Switching Capacity
256G
System Level Service Scale
16K Point-to-Point EVC 4K Point-to-Multipoint EVC with 8K members 16K Point-to-Point EoMPLS psuedowires 2K multicast Groups 8K Policers 2-rate 3-color (2R3C) 64K Queues (3-level H-QoS) 256K MAC address
Route Processer
Distributed forwarding plane architecture Dual RP to provide an active-active switch fabric
Category Feature
Interface 4 port 10GE SFP+
HW building blocks
Packet Processor Traffic Manager Distributed OS CPU
Local Switching Capacity
40G
System Level Service Scale
4K Point-to-Point EVC 4K Point-to-Multipoint EVC with 8K members 4K Point-to-Point EoMPLS psuedowires 2K multicast Groups 8K Policers 2-rate 3-color (2R3C) 64K Queues (3-level H-QoS) 256K MAC address
Category Feature
Interface 44 ports 10/100/1000Mbps SFP 4 ports 10Gbps SFP+
HW Building Blocks
Packet Processor Distributed OS CPU
Local Switching Capacity
40G
System Level Service Scale
4K Point-to-Point EVC 4K Point-to-Multipoint EVC with 8K members 4K Point-to-Point MPLS-TP Circuits 2K multicast Groups 8K Policers 2-rate 3-color (2R3C) 64K Queues (3-level H-QoS) 256K MAC address
Shelf Standard
1RU ANSI / ETSI
Power AC 80/240v 60Hz DC -48v @ 10Amps DC -24v @ 10Amps 200 Watts
Timing Output
RJ-45 IEEE 1588v2 Time of Day output
Линейные карты
Архитектура решения CPT
Passive Backplane ONS 15454-M6 (non blocking 600G)
Switching Fabric
LC0 LC1
Memory
Perf. CPU
Memory
Perf CPU
SAT 1
Opt. Memory
Opt. CPU
Shelf Cont. Time&Clocking
Shelf Cont. Time&Clocking
Active – Standby
SAT 0
Opt. Memory
Opt. CPU
Multicast Replication CoS Scheduler / HW Queues
Switching Fabric
Active – Active
Active – Standby
Power Supply
Power Supply
Active – Active
CG HA
CG HA
CG HA
PPU PPU PPU PPU
Opt. Memory
Opt. CPU
Opt. Memory
Opt. CPU
1:1 config w/ 40GE Throughput 2:1 w/ Redundant 10GE uplinks
4:1 config Non-Redundant uplinks
CO
Remote Access Location
CPT: варианты подключения
EoMPLS VPLS
L2, ELINE L2, ELAN
STB
STB
MPLS-TP P2P Corporate
Corporate
Business
Residential
Business
Residential
MPLS-TP P2MP
L2, ETREE
H-QoS
Flexible VLAN
Translation 1:1, 1:2 2:1, 2:2
Push/Pop (1/2) IEEE 802.1ad
OAM
Сервисные уровни CPT
Services
Сценарии применения CPT
IP MPLS Service Core
GW (Internet)
Ethernet Based Service Core
TDM Based Service Core
CPT CPT
CPT
CPT
Cisco CPT Metro Core / Aggregation
DWDM
Triple Play
Ethernet Service
Mobile (BTS)
Business TDM Premium Service
Non Premium Service
Применение 1 Миграция от EoSDH к пакетным сервисам
MPLS Core
IP/MPLS Service Edge
L3 Services
L3 Services
L2 Services
Core Agg Acc
MPLS-TP
MPLS-TP
Применение 2 Сервисы для Residential FTTX
• Синхронизация: Sync-E, 1588v2
BSC
BTS
FE FE
Voice & Data
BSC / RNC
BTS
eNB
IP/MPLS Core
Circuit Network MPLS-TP
MME S- GW / P-GW
Mobile Backhaul
IP/ATM/TDM
IP
Применение 3 Сеть агрегации для мобильных операторов
NGMWR
CPT-600 Network
MPLS-TP Domain
Ethernet Service Networs Island 1
Ethernet Services Network Island 2
Ethernet Services Network Island 3
IP MPLS Network Island 1
IP MPLS Network Island 2
Attachment circuit (AC), LSP, or PW segment PW, PW segment, or LSP MPLS transport (MPLS, MPLS-TP) LSP tunnel
Client Network Transport Server Network
(e.g. Metro/Medium Haul. Long Haul)
UNI
DWDM
Client Network
UNI
Применение 4 Транспортная сеть MPLS-TP
Aggregation MPLS-TP Network
MPLS-TP Aggregation!
IP/MPLS Core
Core!
Business
Corporate
Residential
STB
2G/3G/4G Node
RBS
GE/Legacy/Utility Satellite
PON Satellite
GE Satellite CPT
CPT
Access Metro Core
Any Access Technology Mapped into MPLS-TP
Legacy
Utility
IP/MPLS!
CPT
End to End CTC/ANA/Cisco PRIME Management
Aggregation Node!
Access Node!
Pseudowire over MPLS-TP
MPLS-TP
L3VPN
7600, ASR 9K
IP/MPLS Domain
CRS-1/3
Distributed Architecture
Aggregation Node
Cisco CPT: общая архитектура
Заключение
• Миграция к полностью пакетным сетям неизбежна • MPLS-TP обладает всеми необходимыми характеристиками для построения транспортных сетей нового поколения
• Платформа Cisco CPT позволяет упростить эксплуатацию транспортной пакетной сети
• Cisco CPT поддерживает DWDM, MPLS-TP и MPLS, что позволяет оказывать сервисы L1/L2 на единой платформе
• Cisco CPT – надежная и эффективная платформа операторского класса
• Единая система управления, контролирующая весь процесс создания сервиса от А до Я
Спасибо! Просим Вас заполнить анкеты. Ваше мнение очень важно для нас!