Вступ

Ethernet операторського класу (Carrier Ethernet, або Carrier Grade Ethernet) — це порівняно новий термін, під яким ховається цілий спектр різних технологій.

У найбільш широкому змісті під Ethernet операторського класу розуміють як послуги Ethernet, які оператори зв'язку надають у глобальному масштабі, так і технології, на основі яких ці послуги організують. У ці технології й входить удосконалена версія Ethernet, а також MPLS і технологи первинних мереж, такі як SDH, OTN і DWDM .

Як ми знаємо, класична технологія Ethernet розроблялася винятково як технологія локальних мереж, і донедавна мережі цього класу й були єдиною областю її застосування. Однак безперечний успіх Ethernet у локальних мережах, де вона витиснула всі інші технології, привів до ідеї, що напрошується, про використання цієї технології у глобальних мережах (які по більшій частині є операторськими).

Потенційних переваг від експансії Ethernet за межі локальних мереж трохи.

Для користувачів важлива поява Ethernet як послуги глобальних мереж. Ця послуга може в різних провайдерів називатися по-різному — Carrier Ethernet, Ethernet VPN, VPLS, ELINE або ELAN — суть від цього не міняється: користувачі одержують можливість з'єднання своїх територіально розосереджених мереж так само, як вони звикли у своїх офісних мережах, тобто на рівні комутаторів Ethernet і без залучення протоколу IP. При цьому користувачі мають справу з добре вивченою технологією на інтерфейсах, що з'єднують їхнє прикордонне встаткування із прикордонним устаткуванням провайдера. Крім того, при з'єднанні мереж на канальному рівні користувачі вільні в Ip-Адресації своїх мереж, тому що при передачі трафіка між мережами користувачів послуги Ethernet операторського класу провайдер не застосовує Ip-Адреси. Таким чином, можна, наприклад, призначити адреси однієї й тієї ж Ip-підмережі для всіх мереж користувачів або ж задіяти частки Ip-Адреси. Це загальна властивість послуг VPN канального рівня, але сьогодні така послуга практично завжди виглядає як послуга з інтерфейсом Ethernet.

Дуже корисною властивістю є також мобільність мереж користувачів; так, при приміщенні якої-небудь мережі користувача в центр даних провайдера ( тобто при хостингу мережі Ethernet) її Ip-Адреси можуть залишатися тими ж, що й були колись, коли ця мережа була складовою частиною корпоративної мережі користувача .

Для провайдерів Ethernet операторського класу важлива і як популярна послуга, і як внутрішня транспортна технологія канального рівня. В останньому випадку ця технологія може використовуватися для реалізації глобальних послуг Ethernet або ж для створення надійних, швидких і контрольованих з'єднань між маршрутизаторами.

Привабливість Ethernet як внутрішньої транспортної технології для операторів зв'язку пояснюється відносно низкою вартістю встаткування Ethernet.

Порти Ethernet завжди мали найнижчу вартість у порівнянні з портами будь-якої іншої технології (природно, з урахуванням швидкості передачі даних портом) . Низька вартість споконвічно була результатом простоти технології Etherhet, яка пропонує тільки мінімальний набір функцій по передачі кадрів у режимі доставки по можливості (з максимальними зусиллями), не підтримуючи ні контроль над маршрутами трафіка, ні моніторинг працездатності з'єднання між вузлами . Низька вартість устаткування Ethernet при задовільній функціональності привела до домінування Ethernet на ринку встаткування для локальних мереж, ну а далі почав працювати механізм позитивного зворотного зв'язку : гарні продажі — масове виробництво — ще більш низька вартість і т.д.

Прагнення до унификації й також ставляться до сил, що ведуть до експансії Ethernet у глобальні мережі . Мережний рівень уже давно демонструє однорідність завдяки домінуванню протоколу IP, і перспектива одержати однорідний канальний рівень у вигляді Ethernet виглядає дуже привабливої.

Однак усе це ставиться до області бажань, а як йде справа з можливостями? чи Готова технологія Ethernet до нової місії? Відповідь очевидна — у своєму класичному виді технології локальної мережі не готова. Для того щоб успішно працювати в мережах операторів зв'язки, технологія ее встаткування, що й втілює, повинні мати певний набір характеристик, серед яких, у першу чергу, потрібно відзначити надійність, відмовостійкість, масштабованість і керованість. Еталоном такої технології може служити технологія SDH, яка довгі роки використовувалася (і усе ще використовується) як становий хребет мереж операторів зв'язки, з'єднуючи своїми каналами маршрутизатори, телефонні станції й будь-яке інше встаткування провайдера . MPLS також може виступати в якості еталона технології операторського класу, її основні властивості, дозволяють зробити такий вивід.

Для того щоб суперничати з SDH або MPLS, перетворившись у технологію операторського класу, Ethernet треба поліпшити свою функціональність, при цьому найбільш важливим є розв'язок двох завдань:

- Експлуатаційні й адміністративні характеристики повинні підтримуватися

протоколами адміністрування й забезпечувати моніторинг стану з'єднань,

а також локалізацію й усунення несправностей . Ці характеристики необхідні

для успішного застосування Ethetrnet у якості внутрішньої транспортної технології операторів зв'язку .

- Повинна бути забезпечена ізоляція адресних просторів мережі Ethernet провайдера від адресних просторів мереж Ethernet користувачів . Як ви знаєте, простір Мас-Адрес Ethernet є плоским, тому якщо мережа Ethernet провайдера з'єднати безпосередньо (а не через маршрутизатор) з мережами Ethernet користувачів, те всім комутаторам мережі Ethernet провайдера прийде мати справа з Мас-Адресами користувацького встаткування, а у великого провайдера їх може налічуватися сотні тисяч. Тут потрібно якийсь принципово інший розв'язок, інакше провайдер не зможе надавати послуги приватних віртуальних мереж Ethernet, будуючи їх на власному встаткуванні Ethernet .

1.Технологія Ethernet операторського класу

Як ми побачимо далі, розроблювачі технології Ethernet на шляху перетворення її в технологію операторського класу намагаються розв'язати обидві завдання . Однак через те, що така робота почата порівняно недавно, для надання глобальних послуг Ethernet першими в мережах операторів зв'язки стали застосовуватися технології, відмінні від Ethernet . І тільки останнім часом до них приєдналася властиво технологія Ethernet.

Ситуацію в області Ethernet операторського класу ілюструє мал.1. Він показує, що незалежно від внутрішньої реалізації для користувача глобальна послуга Ethernet завжди надається за допомогою набору стандартних інтерфейсів Ethernet (Ethernet UNI) на каналах доступу до мережі провайдера.

Мал.1 Варіанти реалізації послуги Carrier Ethernet

Ці інтерфейси підтримують одну зі специфікацій Ethernet фізичного рівня, наприклад 100Base-fx або 1000Base-lx, а також стандартні кадри Ethernet . Крім того, існує деякий опис послуги, який визначає її основні параметри, такі як топологію взаємодії мереж користувачів (наприклад, двоточкову, як показано на малюнку, зіркоподібну або повно зв'язну), пропускну здатність логічного з'єднання або ж гарантований рівень якості обслуговування кадрів.

Однак якщо зовні послуги Ethernet операторського класу в різних провайдерів виглядають більш-менш однотипно, внутрішня організація такої послуги в межах мережі провайдера може відрізнятися значно.

Сьогодні можна виділити три основні варіанти подібної організації залежно від використовуваної внутрішньої транспортної технології .

- Ethernet поверх MPLS (Ethernet over MPLS, Eompls) . У цьому випадку Mpls-Тунелі (з деякою надбудовою) використовуються як основний транспортний механізм провайдера, що дозволяє емулювати послугу Etheret для клієнтів . Такі властивості MPLS, як підтримка детермінованих маршрутів, наявність механізму швидкої перемаршрутизації, що забезпечує швидке (порівнянне з SDH ) перемикання з основного маршруту на резервний, розвинені засоби контролю працездатності з'єднань, зробили цю технологію досить привабливого для операторів зв'язку . Крім того, MPL S — це досить зріла технологія з більш ніж 10- літньою історією ; вона

використовується сьогодні в магістральних мережах дуже багатьох великих провайдерів зв'язки для різних цілей, так що її надійність і ефективність перевірені практикою . Група IETF, що займається розробкою стандартів MPLS, випустила кілька документів RFC, що описують деталі процесу емуляції Ethernet за допомогою цієї технології . Сьогодні даний підхід є одним з найпоширеніших при реалізації послуги Ethernet VPN у мережах операторів зв'язки .

- Ethernet поверх Ethernet (Ethernet over Ethernet), або транспорт Ethernet операторського класу (Carrier Ethernet Transport, СЕТ) . Цей варіант надання глобальної послуги Ethernet заснований на використання в мережі провайдера поліпшеної версії Ethernet. Кілька назв цього варіанта свідчать про його молодість, коли термінологія ще не встоялася й фахівцям і користувачам доводиться на початку обговорення витрачати час на те, щоб домовитися про взаємно прийнятне вживання назв і абревіатур .

Зусилля розроблювачів технології РЄ Т ( надалі будемо використовувати цю найбільш коротку абревіатуру) і послуг на її основі стандартизує комітет 802 IEEE . Через молодість цього напрямку не всі його стандарти ще прийняті, але прихильники Ethernet можуть назвати його «дійсною» технологією Carrier Ethernet, тому що тут технологія Ethernet не тільки видна споживачам послуг ззовні, але й працює усередині мережі провайдера. Назва транспорт Ethernet операторського класу саме й відбиває той факт, що Ethernet операторського класу функціонує як транспортна технологія провайдера.

Для будь-якої пакетної технології непросто наблизитися до функціональності SDH, а для Ethernet це зробити складніше, чим, скажемо, для MPLS, тому що Ethernet споконвічно була задумана як дейтаграмна технологія з мінімумом функцій . Проте прогрес у цій області спостерігається .

- Ethernet поверх транспорту (Ethernet over Transport, EOT) . Це найбільш традиційний для оператора зв'язку варіант організації, тому що під транспортом тут розуміється транспорт, заснований на техніку комутації каналів, яка завжди використовувалася для створення первинних мереж операторів, тобто транспорт PDH, SDH або OTN . Для того щоб емулювати послуги Ethernet, необхідні деякі надбудови над базовими стандартами цих технологій, стандартизацією таких надбудов займається ITU-T.