华为PTN3900学习记录

TOC \o "1-3" \h \z \u 1.参考文档3

2.PTN网络中的几个基本术语3

3.几种业务模型图示3

3.1.基于MPLS 的PWE3 模型3

3.2.BGP/MPLS 模型4

3.3.作为P设备时的业务模型5

3.4.NNI侧关键层次的功能5

4.VPN技术概述5

5.3900设备支持的业务6

5.1.以太业务6

5.1.1.支持的以太业务形态6

5.1.2.E-LAN业务示例7

5.1.3.关于E-Line业务的几个疑问7

5.1.4.E-Lan业务示例8

5.1.5.关于E-Lan业务的几个疑问8

5.1.6.E-Aggr业务示例9

5.1.7.关于E-Aggr业务的几个疑问10

5.2.ATM业务10

5.3.CES业务10

5.3.1.概述10

5.3.2.应用模型10

5.3.3.仿真模式11

5.3.4.业务时钟12

5.4.L3VPN 业务12

5.4.1.基本概念12

5.4.2.组网应用12

5.4.3.业务转发13

6.MPLS13

6.1.MPLS产生背景13

6.2.MPLS基本概念14

6.2.1.转发等价类14

6.2.2.关于FEC的几个疑问14

6.2.3.标签14

6.2.4.标签分发协议15

6.2.5.标签交换路径15

6.2.6.关于LSP的几个疑问：15

6.2.7.MPLS体系结构15

6.3.MPLIS信令16

6.3.1.LSP信令16

6.3.2.PW信令16

7.PWE316

7.1.基本概念16

7.2.典型应用17

8.保护17

8.1.MPLS支持的保护方式17

8.2.关于保护的疑问17

9.网络应用18

10.IS-IS路由协议18

11.BGP协议18

11.1.基本概念19

11.2.四种BGP协议消息19

11.3.BGP属性20

11.4.BGP选择路由的策略20

11.5.BGP路由通告原则21

12.OSPF 的基本概念21

13.RIP协议21

1 参考文档

2 PTN网络中的几个基本术语

1. CE（Customer Edge）：用户网络边缘设备，有接口直接与服务提供商SP（Service Provider）网络相连。CE 可以是路由器或交换机，也可以是一台主机。通常情况下，CE 不需要支持MPLS。

2. PE（Provider Edge）：服务提供商边缘路由器，是服务提供商网络的边缘设备，与CE 直接相连。

3. P（Provider）：服务提供商网络中的骨干路由器，不与CE 直接相连。P 设备只需要具备基本MPLS 转发能力。

4. Site：指相互之间具备IP连通性的一组IP系统，并且，这组IP 系统的IP 连通性不需通过服务提供商网络实现。site 通过CE 连接到服务提供商网络，一个site 可以包含多个CE，但一个CE 只属于一个site。

5. PW PDU ：Protocol Data Unit（协议数据单元）。

6. MPLS：Multiprotocol Label Switching（多协议标签交换）。

3 几种业务模型图示

4.1 基于MPLS 的PWE3 模型

OptiX PTN 3900 作为PE 设备时，其基于MPLS 的PWE3 业务模型如图1 所示。

图1 基于MPLS 的PWE3 模型

4.2 BGP/MPLS 模型

OptiX PTN 3900 作为PE 设备时，其BGP/MPLS 业务模型如图2 所示：

图2  BGP/MPLS 模型

4.3 作为P设备时的业务模型

OptiX PTN 3900 作为P 设备时，其业务模型如图3 所示：

图3 OptiX PTN 3900 业务模型

4.4 NNI侧关键层次的功能

1. PWE3封装层： PWE3封装层针对不同的仿真业务采用各自的封装方式，统一封装成PWE3 报文，或者从PWE3 报文中解封装出不同的仿真业务。

2. MPLS 层：MPLS 层包括两层MPLS 标签：

a 外层MPLS 标签为Tunnel（隧道）标签，用于在业务两端的PE 站点之间建立和维护一条穿越MPLS 网络的Tunnel，以便承载PW。

b 内层MPLS 标签为PW 标签，用于在同一Tunnel 中区分不同的PW。

说明：业务通过PW来承载，PW通过Tunnel来承载。

4 VPN技术概述

VPN（Virtual Private Network）即指利用公共网络构建的私人专用网络。L2VPN 就是基于链路层技术实现的VPN。在公共网络上组建的VPN 可以跟企业现有的私有网络一样提供安全性、可靠性和可管理性。

对于服务提供商而言，向企业提供VPN 这种增值服务，可以充分利用现有网络资源，提高业务量，同时也加强了与企业的长期合作关系。

对于VPN 用户而言，使用VPN 可以缩减网络租赁费用，降低运维负担。VPN 组网的灵活性，也给企业的网络管理带来便利。同时随着网络安全和加密技术的发展，也使得通过公用网络传输私有数据的安全性得到保证。

5 3900设备支持的业务

6.5 以太业务

6.6.1 支持的以太业务形态

华为Optix PTN 3900设备支持的以太网业务形态：

Ø点对点的业务，即E-Line 业务

Ø多点对多点的业务，即E-LAN 业务

Ø多点对点双向汇聚业务，即E-Aggr 业务

6.6.2 E-LAN业务示例

图4 E-Line 业务示例

6.6.3 关于E-Line业务的几个疑问

1，不同的业务是独占物理端口？还是不同的业务可以在同一个Tunnel中传输？

答：

2，是否一个E-Line对应一个PW？

答：

3，上述两个问题在接口上报数据上如何体现？

答：

6.6.4 E-Lan业务示例

图5 所示为PTN 产品提供的E-LAN 业务示例。

Z 公司的总部在City3。Z 公司在City1，City2 建有部门A，在City1，City2，City3 建有部门B。部门A，B 之间无业务往来，需要进行数据隔离；总部与各部门之间有通信需求，同时总部还有接入Internet 网络的需求。

通过PTN 产品为Z 公司提供E-LAN 服务，用不同的VLAN 标识不同部门的业务数据，以达到部门内的数据互通和部门间的数据隔离。总部的上网数据也通过VLAN 与内部的业务数据隔离。

图5 E-LAN 业务示例

6.6.5 关于E-Lan业务的几个疑问

1，VLAN标识通过北向接口是否可以采集到？

答：

2，为了实现多点互通，应该有一个Vlan转发表，这个Vlan转发表能否采集到？

答：

6.6.6 E-Aggr业务示例

E-Aggr 是一种多点到点的双向汇聚业务。图6 所示为PTN 产品提供的E-Aggr 业务示例。

某移动运营商建设3G 网络，需要将各NodeB 的业务汇聚并传送至RNC 处。各NodeB与RNC 之间的数据被当作一条业务处理，在汇聚节点设定总的带宽保证QoS 等参数。

图6 E-Aggr 业务示例

6.6.7 关于E-Aggr业务的几个疑问

1，采集上来的PW数据中，有具体的业务类型信息吗？

答：

6.6 ATM业务

OptiX PTN 3900 在以包交换为核心的传送网络中，提供ATM 仿真业务。OptiX PTN 3900 在源节点接入ATM 业务，将ATM 信元封装在PW 中传送至宿节点，再还原出ATM 信元，完成ATM 业务的仿真。

6.7 CES业务

6.8.8 概述

CES 电路仿真技术在分组传送网络上实现TDM 电路交换数据的业务透传。OptiX PTN3900 支持对TDM E1 业务和通道化STM-1 业务的仿真透传。

6.8.9 应用模型

OptiX PTN 3900 使用PWE3 技术实现CES 业务。

CES 业务主要应用在无线业务和企业专线业务中。2G/3G 站点或企业专线通过E1/通道化STM-1 线路接入PTN 设备，设备再将E1 信号切片封装到数据包中，通过PW 在城域传送网中传送到对端，如图7 所示

图7 CES 业务应用模型

6.8.10 仿真模式

OptiX PTN 3900 支持结构化仿真模式和非结构化仿真模式的CES 业务。

结构化仿真模式即CESoPSN（Structure-aware TDM Circuit Emulation Service over Packet

Switched Network），在此模式下：

Ø设备感知TDM 电路中的帧结构、定帧方式、时隙信息。

Ø设备会处理TDM 帧中的开销，并将净荷提取出来，然后将各路时隙按一定顺序放到分组报文的净荷中，因此在报文中每路业务是固定可见的。

非结构化仿真模式即SAToP（Structure-Agnostic TDM over Packet），在此模式下：

Ø设备不感知TDM 信号中的任何结构，而将TDM 信号看成恒定速率的比特流，对整个TDM 信号进行仿真。

ØTDM 信号中的开销和净荷都被透明传输。

在结构化仿真模式下，OptiX PTN 3900 可感知TDM 信号中的E1 结构，提供TDM E1信号中的空闲64Kbit/s 时隙压缩功能，节省传输带宽。

6.8.11 业务时钟

TDM 业务对时钟同步要求很高，OptiX PTN 3900 支持重定时同步方式。

6.8 L3VPN 业务

6.9.12 基本概念

BGP/MPLS L3VPN 是PPVPN（Provider Provisioned VPN）中一种基于PE 的L3VPN 技术。它使用BGP 在服务提供商骨干网上发布VPN 路由，使用MPLS 在服务提供商骨干网上转发VPN 报文。

BGP/MPLS L3VPN 组网方式灵活、可扩展性好，并能够方便地支持MPLS QoS 和MPLSTE，因此得到越来越多的应用。

6.9.13 组网应用

典型的组网应用如图9所示：

图9 BGP/MPLS L3VPN 的组网应用

6.9.14 业务转发

BGP/MPLS L3VPN 利用MPLS 技术，通过两层MPLS 标签实现业务报文的转发。在与CE 相连接的PE 设备上，通过内层MPLS 标签来区分业务报文所属的VPN。在穿越公共PSN 网络时，通过外层MPLS 标签完成业务报文在公共PSN 网络中的转发。

VPN 2 中的CE-C 有IP 报文需传送到与CE-B 相连的子网中，其报文转发过程如图10所示：

图10 BGP/MPLS L3VPN 的业务报文转发示意图

6 MPLS

7.9 MPLS产生背景

多协议标签交换MPLS 最初是为了提高路由器的转发速度而提出的。目前，MPLS 正向骨干路由和VPN 解决方案的方向发展。

由于MPLS 结合了IP 网络强大的路由功能和传统二层网络高效的转发机制，在转发平

面采用面向连接方式，与现有二层网络转发方式非常相似，这使得MPLS 能够很容易地实现IP 与ATM、以太网等二层网络的无缝融合，并为流量工程TE（Traffic Engineering）、虚拟专用网VPN（Virtual Private Network）、服务质量QoS（Quality of Service）等应用提供更好的解决方案。因此，MPLS 已经成为扩大数据网络规模、提高可运营能力的重要标准。

7.10 MPLS基本概念

7.11.15 转发等价类

MPLS 作为一种分类转发技术，将具有相同转发处理方式的分组归为一类，称为转发等

价类FEC（Forwarding Equivalence Class）。相同转发等价类的分组在MPLS 网络中将获得完全相同的处理。

7.11.16 关于FEC的几个疑问

1，一个FEC是否对应一个PW？

答：

7.11.17 标签

标签是一个长度固定、只具有局部意义（只在MPLS 域内有意义）的短标识符，用于唯一标识一个分组所属的转发等价类FEC。在某些情况下，例如要进行负载分担，对应一个FEC 可能会有多个标签，但是一个标签只能代表一个FEC。

标签由报文的头部所携带，不包含拓扑信息，只具有局部意义。标签的长度为4 个字节，封装结构如图5-1 所示。

图5-1 标签的封装结构

标签共有4 个域：

ØLabel：20 比特，标签值字段，用于转发的指针。

ØExp：3 比特，保留，用于试验，现在通常用做CoS（Class of Service）。

ØS：1 比特，栈底标识。MPLS 支持标签的分层结构，即多重标签，S 值为1 时表明为最底层标签。

ØTTL：8 比特，和IP 分组中的TTL（Time To Live）意义相同。

标签与ATM 的VPI/VCI 类似，是一种连接标识符。

7.11.18 标签分发协议

标签分发协议是MPLS 的控制协议，它相当于传统网络中的信令协议，负责FEC 的分

类、标签的分配以及LSP 和PW 的建立和维护等一系列操作。MPLS 可以使用多种标签分发协议：

Ø专为标签分发而制定的协议，例如：LDP、CR-LDP（Constraint-Routing Label Distribution Protocol）。OptiX PTN 3900 采用LDP 协议建立和维护PW。

Ø现有协议扩展后支持标签分发的协议，例如：BGP（Border Gateway Protocol）、RSVP（Resource Reservation Protocol）。OptiX PTN 3900 采用RSVP-TE 协议建立和维护LSP。

7.11.19 标签交换路径

一个转发等价类在MPLS 网络中经过的路径称为标签交换路径LSP（Label Switched  Path）。LSP 是从入口到出口的一个单向路径。LSP 中的每个节点由LSR 组成，根据数据传送的方向，相邻的LSR 分别称为上游LSR 和下游LSR。

标签交换路径LSP 分为静态LSP 和动态LSP 两种。静态LSP 由管理员手工配置，动态LSP 则由标签发布协议动态产生。

7.11.20 关于LSP的几个疑问：

1，在北向接口上报的数据中，LSP如何体现？

答：

7.11.21 MPLS体系结构

MPLS 分为控制平面（Control Plane）和转发平面（Forwarding Plane）。

MPLS 的控制平面基于无连接服务。在控制平面，MPLS 利用三层网络强大灵活的路由功能，可以满足各种新应用对网络的要求。

转发平面也称为数据平面（Data Plane），是面向连接的，可以使用ATM、以太网等二层网络。MPLS 使用短而定长的标签封装分组，在转发平面实现快速转发。

7.11 MPLIS信令

7.12.22 LSP信令

LSP 信令负责分发LSP标签。

OptiX PTN 3900 采用RSVP-TE（Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering）协议作为LSP 信令。RSVP 最初是为了网络的QoS 功能提出的。RSVP 给网络上的特定业务预留资源，以保障业务的服务质量。后来，因为TE 的产生，RSVP 进行了针对性的扩展，以让RSVP可以建立LSP，更好实现TE 的目的。

7.12.23 PW信令

OptiX PTN 3900 采用LDP（Label Distribution Protocol）协议作为PW 信令。LDP 是MPLS 的一种控制与信令协议。

7 PWE3

PWE3 是在分组交换网（IP/MPLS）上提供隧道，以便仿真一些业务（TDM，ATM， Ethernet 等）的二层VPN 协议，通过此协议可以将传统的网络与分组交换网络互连起来，从而实现资源的共用和网络的拓展。

8.12 基本概念

PWE3（Pseudo Wire Edge to Edge Emulation）是一种端到端的二层业务承载技术，属于点到点方式的L2VPN。在网络的两个PE（Provider Edge）节点中，它以LDP（Label Distribution Protocol）作为信令，通过隧道模拟CE（Custom Edge）端的各种二层业务，如各种二层数据报文、比特流等，使CE 端的二层数据在网络中透明传递。

PWE3 建立的是一个点到点通道，通道之间互相隔离，用户二层报文在PW 间透传。对于PE 设备，PW（Pseudo Wire）连接建立后，用户接入接口和PW 的映射关系就已经完全确定了；对于P 设备，只需要完成依据MPLS 标签进行MPLS 转发，不关心MPLS报文内部封装的二层用户报文。

8.13 典型应用

PWE3 可以将原有的接入方式与现有的IP 骨干网很好的融合在一起，减少网络的重复建设，节约运营成本。

图6-1 PWE3 的典型应用

8 保护

9.14 MPLS支持的保护方式

待整理

9.15 关于保护的疑问

1，设备保护的数据接口可以采集到吗？

答：

2，MPLS Tunnel保护数据接口可以采集到吗？

答：

9 网络应用

图8-1 OptiX PTN 3900 的网络应用

10 IS-IS路由协议

IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）路由协议是一种链路状态协议，属于内部网关协议，用于自治系统内部。OptiX PTN 3900 采用IS-IS 路由协议，与标签分发协议RSVP-TE 配合，实现动态创建MPLS LSP。

11 BGP协议

BGP（Border Gateway Protocol）属于外部网关协议（Exterior Gateway Protocol，EGP），在自治系统AS（Autonomous System）间控制路由的传播和选择最佳路由。【说明：AS 指由同一个技术管理机构管理、使用相同内部路由策略的一些路由器的集合。】

12.16 基本概念

BGP协议的基本概念包括：

ØSpeaker：发送BGP 消息的PTN 设备称为BGP 发言者（Speaker），它接收或产生新的路由信息，并发布（Advertise）给其它BGP Speaker。当BGP Speaker 收到来自其它AS 的新路由时，如果该路由比当前已知路由更优、或者当前还没有该路由，它就把这条路由发布给AS 内所有其它BGP Speaker。

ØPeer：相互交换消息的BGP Speaker 之间互称对等体（Peer）。

ØI-BGP（Internal BGP）：当BGP 运行于同一AS 内部时，称为I-BGP。

ØE-BGP（External BGP）：当BGP 运行于不同AS 之间时，称为E-BGP。

ØMP-BGP（Multiprotocol Extensions for BGP-4）：是BGP-4 的多协议扩展，能够对多种网络层协议提供支持，运行于同一AS 内。

12.17 四种BGP协议消息

BGP 协议通过BGP 报文在网络中传递BGP 消息，通过BGP 消息来完成路由信息的通告、维护和中断连接。OptiX PTN 3900 支持以下四种消息类型：

ØOpen 消息：TCP 连接建立后发送的第一个消息，用于建立BGP 对等体之间的连接关系。

ØUpdate 消息：在对等体之间交换路由信息。Update 消息可以发布多条属性相同的可达路由信息，也可以撤销多条不可达路由信息。

ØKeepalive 消息：BGP 会周期性的向对等体发出Keepalive 消息，用来保持连接的有效性。对等体在接收到Open 消息后，将发送Keepalive 消息确认并保持连接的有效性。确认后，对等体间可以进行Update、Notification 和Keepalive 消息的交换。

ØNotification 消息：当BGP 检测到错误状态时，就向对等体发出Notification 消息，之后BGP 连接会立即中断。

说明：路由发送遵循增量更新的原则，变化了的路由才会再次通告。

12.18 BGP属性

BGP 路由属性是一套参数，它对特定的路由进一步的描述，使得BGP 能够对路由进行过滤和选择。

OptiX PTN 3900 支持的BGP 属性有：

ØOrigin 属性：Origin 属性定义路径信息的来源。

ØAS_Path 属性：AS_Path 属性按矢量顺序记录了某条路由从本地到目的地址所要经过的所有AS 编号。AS_Path 属性可以防止路由环路。通常情况下，BGP 不会接收AS_Path 中已包含本地AS 编号的路由，从而避免了形成路由环路的可能。

ØNext_Hop 属性：Next_Hop 属性为消息传递过程中信宿地址所使用的下一跳的地址。

ØMED（Multi-Exit-Discriminator）属性：MED 属性仅在相邻两个AS 之间传递，用于判断流量进入AS 时的最佳路由。优先选择MED 值较小者作为最佳路由。

Ø团体（Community）属性：团体属性用来简化路由策略的应用和降低维护管理的难度。

12.19 BGP选择路由的策略

当到达同一目的地存在多条路由时，BGP 采取如下策略进行路由选择：

1. 首先丢弃下一跳（Next_Hop）不可达的路由

2. 优选最高本地优先级(local-preference)的路由

3. 优选本路由器始发的路由

4. 优选经过AS(AS-Path)最少的路由

5. 优选起点类型(origin)最低的路由

6. 优选MED 值最低的路由

7. 优选从E-BGP 学来的路由

8. 优选AS 内部最短的路径可以到达的路由

12.20 BGP路由通告原则

12 OSPF 的基本概念

13 RIP协议