MSTP概念详解

MSTP概念详解.txt你出生的时候，你哭着，周围的人笑着；你逝去的时候，你笑着，而周围的人在哭！喜欢某些人需要一小时,爱上某些人只需要一天,而忘记一个人得用一生MSTP概念

MSTP（基于SDH 的多业务传送平台）是指，基于SDH 平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。基于SDH的多业务传送节点除应具有标准SDH传送节点所具有的功能外，还具有以下主要功能特征。

（1）具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的接入功能；

（2）具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的传送功能包括点到点的透明传送功能；

（3）具有ATM业务或以太网业务的带宽统计复用功能；

（4）具有ATM业务或以太网业务映射到SDH虚容器的指配功能。

基于SDH 的多业务传送节点可根据网络需求应用在传送网的接入层、汇聚层，应用在骨干层的情况有待研究。

城域网是当前电信运营商争夺的焦点，目前城域网组网技术种类繁多，大致包括基于SDH结构的城域网、基于以太网结构的城域网、基于ATM结构的城域网和基于DWDM结构的城域网。其实，SDH、ATM、 Ethernet 、WDM等各种技术也都在不断吸取其他技术的长处，互相取长补短，即要实现快速传输，又要满足多业务承载，另外还要提供电信级的QoS，各种城域网技术之间表现出一种融合的趋势。

2 MSTP工作原理

MSTP可以将传统的SDH复用器、数字交叉链接器（DXC）、WDM终端、网络二层交换机和IP边缘路由器等多个独立的设备集成为一个网络设备，即基于SDH技术的多业务传送平台（MSTP），进行统一控制和管理。基于SDH的MSTP最适合作为网络边缘的融合节点支持混合型业务，特别是以TDM业务为主的混合业务。它不仅适合缺乏网络基础设施的新运营商，应用于局间或POP间，还适合于大企事业用户驻地。而且即便对于已敷设了大量SDH网的运营公司，以SDH为基础的多业务平台可以更有效地支持分组数据业务，有助于实现从电路交换网向分组网的过渡。所以，它将成为城域网近期的主流技术之一。

这就要求SDH必须从传送网转变为传送网和业务网一体化的多业务平台，即融合的多业务节点。MSTP的实现基础是充分利用SDH技术对传输业务数据流提供保护恢复能力和较小的延时性能，并对网络业务支撑层加以改造，以适应多业务应用，实现对二层、三层的数据智能支持。即将传送节点与各种业务节点融合在一起，构成业务层和传送层一体化的SDH业务节点，称为融合的网络节点或多业务节点，主要定位于网络边缘。

3 MSTP的特点

（1）业务的带宽灵活配置，MSTP上提供的10/100/1000Mbit/s系列接口，通过VC的捆绑可以满足各种用户的需求；

（2）可以根据业务的需要，工作在端口组方式和VLAN方式，其中VLAN方式可以分为接入模式和干线模式：

? 端口组方式：单板上全部的系统和用户端口均在一个端口组内。这种方式只能应用于点对点对开的业务。换句话说，也就是任何一个用户端口和任何一个系统端口（因为只有一个方向，所以没有必要启动所有的系统端口，一个就足够了）被启用了，网线插在任何一个启用的用户端口上，那个用户口就享有了所有带宽，业务就可以开通。

? VLAN方式：分为接入模式和干线模式。

其中的接入模式，如果不设定VLAN ID，则端口处于端口组的工作方式下，单板上全部的系统和用户端口均在一个端口组内。

如果设定了VLAN ID，需要设定“端口VLAN标记”。这是因为交换芯片会为收到的数据包增加VLAN ID，然后通过系统端口走光纤发到对端同样VLAN ID的端口上。比如某个用户口VLAN ID为2，则对应站点的用户端口的VLAN ID也应该设定为2。这种模式可以应用于多个方向的MSTP业务，这时每个方向的端口都要设置不同的VLAN ID。然后把该方向的用户端口和系统端口放置到一个虚拟网桥中（该虚拟网桥的VLAN ID必须与“端口VLAN标记”一样）。

（3）可以工作在全双工、半双工和自适应模式下，具备MAC地址自学习功能；

（4）QoS设置：

QoS实际上限制端口的发送，原理是发送端口根据业务优先级上有许多发送队列，根据QoS的配置和一定的算法完成各类优先级业务的发送。因此，当一个端口可能发送来自多个来源的业务，而且总的流量可能超过发送端口的发送带宽时，可以设置端口的QoS能力，并相应地设置各种业务的优先级配置。当QoS不作配置时，带宽平均分配，多个来源的业务尽力传输。

QoS的配置就是规定各端口在共享同一带宽时的优先级及所占用带宽的额度。

（5）对每个客户独立运行生成树协议。

4 MSTP的优势

（1）现阶段大量用户的需求还是固定带宽专线，主要是2Mbit/s、10/100Mbit/s、34Mbit/s、155M bit/s。对于这些专线业务，大致可以划分为固定带宽业务和可变带宽业务。对于固定带宽业务，MSTP设备从SDH那里集成了优秀的承载、调度能力，对于可变带宽业务，可以直接在MSTP设备上提供端到端透明传输通道，充分保证服务质量，可以充分利用MSTP的二层交换和统计复用功能共享带宽，节约成本，同时使用其中的VLAN划分功能隔离数据，用不同的业务质量等级（CoS）来保障重点用户的服务质量。

（2）在城域汇聚层，实现企业网络边缘节点到中心节点的业务汇聚，具有节点多、端口种类

多、用户连接分散和较多端口数量等特点。采用MSTP组网, 可以实现IP 路由设备10M/100M/1000M POS和2M/FR业务的汇聚或直接接入，支持业务汇聚调度，综合承载，具有良好的生存性。根据不同的网络容量需求，可以选择不同速率等级的MSTP设备。

5 MSTP的应用

MSTP技术在现有城域传输网络中备受关注，得到了规模应用，并且即将作为业界的一项行业标准而发布。它的技术优势与其他技术相比在于：解决了SDH 技术对于数据业务承载效率不高的问题；解决了ATM/IP 对于TDM业务承载效率低、成本高的问题；解决了IP QoS不高的问题；解决了RPR技术组网限制问题，实现双重保护，提高业务安全系数；增强数据业务的网络概念，提高网络监测、维护能力；降低业务选型风险；实现降低投资、统一建网、按需建设的组网优势；适应全业务竞争需求，快速提供业务。

MSTP使传输网络由配套网络发展为具有独立运营价值的带宽运营网络，利用自身成熟的技术优势提供质高价廉的带宽资源，满足城域带宽需求。由于自身多业务的特性，利用B-ADM 设备构建的城域传输网可以根据用户的要求提供种类丰富的带宽服务内容，MSTP技术体制下的B-ADM设备在网络调度、设备等一些方面融入运营理念、智能特性，实现业务的方便、快捷的建立，从而进一步保证带宽运营的可实施性，满足市场对于城域传输网络的需求。 6 小结

综上所述，由于MSTP广泛应用于城域传输网络，激发了城域传输网络的活力，带给运营商更大的利益空间。各大设备供应商也在不断地针对MSTP进行研究与开发，MSTP的内涵也在逐步得到丰富。相信MSTP的发展依然存在巨大的空间，本身技术的能量也同样具有巨大的潜力等待挖掘。MSTP将在城域建设中起到决定性的作用，成为网络建设的首选方案。

新一代MSTP技术及其应用

一、新一代MSTP技术的产生背景

多业务传送平台（MSTP）是指基于SDH、同时实现TDM、ATM、IP等业务接入、处理和传送，提供统一网管的多业务传送平台。作为传送网解决方案，MSTP伴随着电信网络的发展和技术进步，经历了从支持以太网透传的第一代MSTP到支持二层交换的第二代MSTP再到当前支持以太网业务QoS的新一代（第三代）MSTP的发展历程。

第一代MSTP。第一代MSTP以支持以太网透传为主要特征。以太网透传功能是指将来自以太网接口的信号不经过二层交换，直接映射到SDH的虚容器(VC)中，然后通过SDH设备进行点到点传送。第一代MSTP保证以太网业务的透明性，包括以太网MAC帧，VLAN标记等的透明

传送。以太网透传业务保护直接利用SDH提供的物理层保护。第一代MSTP的缺点在于：不提供以太网业务层保护；支持的业务带宽粒度受限于SDH的虚容器，最小为2Mbps；不提供不同以太网业务的QoS区分；不提供流量控制；不提供多个业务流的统计复用和带宽共享；不提供业务层(MAC层)上的多用户隔离。第一代MSTP在支持数据业务时的不适应性导致了第二代MSTP解决方案的产生。

第二代MSTP。第二代MSTP以支持二层交换为主要特点。MSTP以太网二层交换功能是指在一个或多个用户以太网接口与一个或多个独立的基于SDH虚容器的点对点链路之间，实现基于以太网链路层的数据帧交换。第二代MSTP保证以太网业务的透明性，以太网数据帧的封装采用GFP/LAPS或PPP协议；传输链路带宽可配置，数据帧的映射采用VC通道的相邻级联/虚级联或ML-PPP协议来保证数据帧在传输过程中的完整性；实现转发/过滤以太网数据帧的功能；提供自学习和静态配置两种可选方式维护MAC地址表；支持IEEE802.1d生成树协议STP；支持流量控制，包括半双工模式下背压机制和全双工模式下802.3x Pause帧机制。

第二代MSTP相对于第一代MSTP的优势主要在多用户/业务的带宽共享和隔离方面，包括：提供基于802.3x的流量控制；提供业务层上的多用户隔离和VLAN划分；提供基于STP/RSTP等的以太网业务层保护倒换；一些还提供基于802.1p的优先级转发。但是，第二代MSTP的缺点也是明显的，包括：不提供QoS支持；基于STP/RSTP的业务层保护倒换时间太慢；所提供的业务带宽粒度受限于VC，一般最小为2Mbps；VLAN的4096地址空间使其在核心节点的扩展能力很受限制，不适合大型城域公网应用；节点处在环上不同位置时，其业务的接入是不公平的；MAC地址的学习/维护以及MAC地址表影响系统性能；基于802.3x的流量控制只是针对点到点链路，不能提供端到端的流量控制；多用户/业务的带宽共享是对本地接口而言，还不能对整个环业务进行共享。

第三代MSTP技术的诞生。第三代MSTP技术以支持以太网业务QoS为特色。它的诞生主要源于克服现有MSTP技术所存在的缺陷。从现有MSTP技术对以太网业务的支持上看，不能提供良好QoS支持的一个主要原因是现有的以太网技术是无连接的，尚没有足够QoS处理能力，为了能够将真正QoS引入以太网业务，需要在以太网和SDH/SONET间引入一个中间的智能适配层来处理以太网业务的QoS要求。由此，以多协议标记交换（MPLS）为技术特点的新一代MSTP技术——第三代MSTP技术应运而生。

二、第三代MSTP技术——MPLS

多协议标记交换（MPLS）是一种可在多种第二层媒质上进行标记交换的网络技术。它吸取了ATM高速交换的优点，把面向连接引入控制，是个介于2~3层的2.5层协议。它结合了第二层交换和第三层路由的特点，将第二层的基础设施和第三层的路由有机地结合起来。第三层的路由在网络的边缘实施，而在MPLS的网络核心采用第二层交换。

1．基本原理

在基于MPLS的第三代MSTP网络中，当IP 数据包进入网络时，由网络标记边缘路由器LER 对IP包头的信息进行分析，并且按它的目的地址和业务等级加以区分，通过转发等价类FEC将输入的数据流映射到一条LSP上，如此，FEC定义了一组沿着同一条路径、有相同处理过程的数据包。IP数据包分配到一个FEC后，LER就根据标记信息库LIB为其生成一个标记。通常，MPLS标记由32位组成，其中：20比特确定标记值、3比特的试验域EXP、1比特的栈底标志S和8比特的生存时间TTL，如图1所示。

标记信息库将每一个FEC都映射到LSP下一跳的标记上。转发数据包时，LER检查标记信息库中的FEC，然后将数据包用LSP的标记封装，从标记信息库所规定的下一个接口发送出去。当一个带有标记的包到达核心标记交换路由器LSR时，LSR提取入局标记，同时以它作为索引在标记信息库中查找。当LSR找到相关信息后，取出出局的标记，并由出局标记代替入局

标签，从标记信息库中所描述的下一跳接口送出数据包。当IP数据包到达MPLS域的另一端、并要退出MPLS网络时，位于此处的LER再剥去数据包的封装标记，并继续按照IP数据包的路由方式到达目的地。图2是MPLS的标记分组转发示意图。

2．网络结构

基于MPLS的第三代MSTP网络分为两层：边缘层和核心层，如图3所示。其中，边缘层完成IP数据包的分类、过滤、安全和转发功能，同时将IP数据包转换为采用标记标识的流连接，提供服务质量、流量控制、虚拟专网、组播等功能，针对不同的流连接，MPLS边缘节点采用标记分配协议LDP进行标记分配/绑定，LDP具有标记指定、分配和撤消的功能，它在MPLS网内分布和传递。而在MPLS的核心层同样需要LDP，但它只提供高速的标记交换，面向连接的服务质量、流量工程、组播控制等功能。这里尤其值得注意的是，MPLS网络采用了许多ATM的思想，如ATM 的服务质量分类和控制机制等。如果采用ATM作为MPLS的连接基础，那么MPLS 实际上可以继承ATM的诸多好处。

3．技术特点

MPLS技术结合了第二层交换和第三层路由的特点，将第二层的基础设施和第三层的路由有机地结合起来；第三层路由在网络的边缘实施，而第二层交换则由MPLS网络的核心完成。这使得基于MPLS的第三代MSTP网络具有以下技术特点： 1) 网络中的分组转发基于定长标签，简化了转发机制，使得转发路由器容量很容易扩展到大比特级；

2) 充分利用原有IP路由，并加以改进，保证了MPLS网络路由具有灵活性；

3) 利用ATM的高效传输交换方式，同时抛弃了复杂的ATM信令，无缝地将IP技术优点融合到ATM的高效硬件转发中；

4) 数据传输和路由计算分开，是一种面向连接的传输技术，能够提供有效的QoS保证； 5) 不但支持多种网络层技术，而且是一种与链路层无关的技术，它同时支持X.25、帧中继、ATM、PPP、SDH、DWDM??，保证了多种网络的互连互通，使得各种不同的网络传输技术统一在同一个MPLS平台上；

6) 支持大规模层次化的网络拓扑结构，具有良好的网络扩展性； 7) 标签合并机制支持不同数据流的合并传输；

8) 支持流量工程、CoS、QoS和大规模的虚拟专用网；

MPLS是一种交换和路由的综合体，它将网络层路由和链路层交换融合在一起。现在，业界的几乎所有主要厂商和技术专家都参与了MPLS技术标准的制定，以便将目前的IP交换技术和ATM技术的优势充分体现在MPLS之中。

三、基于MPLS的第三代MSTP设备的性能优势

基于MPLS的第三代MSTP技术在以太网和SDH间引入了中间智能适配层，将以太网的业务要求适配、映射到SDH通道上，并采用GFP高速封装协议，支持虚级联和LCAS。如此，使得基于MPLS的第三代MSTP设备具备了以往MSTP设备所没有的许多独特优势。

1．完美的“端到端”流控机制

传统的MSTP设备的流控机制主要基于802.3x的Pause机制或背压控制，只是针对点到点链路，没有端到端的流量控制能力。

第三代MSTP设备通过使用新一代MSTP技术——MPLS，不但支持常规的802.3x Pause机制，而且使设备具有了对整个环路进行流量控制的独特功能。在产生阻塞时，能够根据权重因子调整每个Best Effort连接的带宽，实现端到端的流量控制。 2．独特的QoS保障机制

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