Обзор технических решений построения городской операторской сети на базе технологии «Optical Ethernet»

2004 г

Сравнение технических решений L2 и L3

Геннадий Купинский (Отдел Сетевых решений «Инфосистемы Джет»)
Информационный бюллетень "Jet Info 07(134)/2004"

В Таб. 1 приведено сравнение технических решений L2 и L3 с точки зрения их структуры и соответствия требованиям, предъявляемым при создании городской сети оператора.

Среди основных преимуществ технологии L2 можно выделить:

Простота эксплуатации и взаимодействия с пользовательскими системами и магистральной сетью. Добавление нового узла сети и нового сервиса с отсутствием или минимальным влиянием на конфигурацию остальных узлов сети;
Масштабируемость. Возможность постепенного наращивания количества узлов, независимых пользовательских систем и типов сервиса;
Независимость от структуры, протоколов маршрутизации и адресных пространств клиентских сетей и магистральной сети;
Безопасность, разделение подсистем Пользователей на канальном уровне.

Таблица 1. Сравнение технических решений L3 и L2

Параметр сравнения	L3	L2
Предоставляемые услуги	Маршрутизация и передача IP-пакетов между элементами пользовательских систем	Прозрачная передача Ethernet пакетов между элементами
Обеспечение качества услуг	Механизмы приоритизации и контроля трафика на третьем уровне модели OSI	Механизмы приоритизации и контроля трафика на втором (канальном) уровне модели OSI
Коммутатор Доступа (КД)	Маршрутизирующий коммутатор Ethernet третьего уровня или коммутатор Ethernet второго уровня	Коммутатор доступа к операторской сети Ethernet
Узловой Коммутатор (УК)	Маршрутизирующий коммутатор Ethernet третьего уровня	Коммутатор Ethernet второго уровня или пограничное устройство сети MPLS
Сервисный узел	Функции управления сервисами выполняются средствами каждого из узлов сети и ПО системы управления	Выделенный сервисный узел/узлы
Структура системы управления	Централизованная или иерархическая	Централизованная или иерархическая
Взаимодействие с магистральной сетью	Магистральная сеть предоставляет услуги по передаче IP пакетов	Магистральная сеть предоставляет услуги по прозрачной передаче пакетов Ethernet или сервис MPLS
Взаимодействие с внешними сетями	Может осуществляться с использованием магистральной сети	Только через выделенные сервисные коммутаторы городской сети оператора
Отказоустойчивость	Выход из строя одного из узлов приводит к перестроению динамических таблиц маршрутизации на других узлах сети	Выход из строя КД не влияет на другие узлы сети
Протокольная зависимость	Ethernet, IP	Ethernet Поддерживаются любые протоколы передачи трафика, которые в качестве канального уровня используют Ethernet
Сложность эксплуатации	Требуется большее количество операций по настройке оборудования при введении нового узла и/или новой клиентской сети, включая настройку сервиса магистральной сети Требуется тщательное планирование схем маршрутизации	При введение нового КД настройка остальных узлов не требуется. При введении новой пользовательской системы не требуется настройка УК и не требуется настройка сервиса магистральной сети Необходимы дополнительные средства контроля качества предоставляемого сервиса
Универсальность с точки зрения стыковки с другими автоматизированными системами	Необходимо согласование адресных планов. Стыковка возможна с использованием протокола IP	Независимость от протоколов, начиная с третьего уровня. Не требуется согласований адресных планов
Разграничение трафика различных пользовательских систем	Обеспечивается за счет использования технологий виртуальных сетей и маршрутизаторов на уровне маршрутизирующих устройств	Обеспечивается за счет использования КД с блокировкой коммутации между портами подключения различных пользовательских систем. В сети в целом обеспечивается на уровне виртуальных частных сетей второго уровня (VLAN)
Многоадресная рассылка	Поддерживается	Поддерживается
Качество сервиса	на уровне IP	на уровне Ethernet
Гарантия доставки данных	TCP/IP	Если это необходимо, то может быть использован любой специализированный протокол пользовательской системы
Характерные требования к оборудованию	Основную нагрузку несут коммутаторы третьего уровня Поддержка технологии виртуальных маршрутизаторов, протоколов динамической маршрутизации	Основная функциональная нагрузка на устройства доступа и Сервисные коммутаторы. В качестве УК агрегирующего трафика КД может использоваться обычный коммутатор Ethernet второго уровня Поддержка качества сервиса на уровне Ethernet
Возможность дальнейшего структурного и функционального расширения с минимальными временными и финансовыми затратами	При подключении новой пользовательской системы необходимо дополнительное планирование схем марщрутизации и адресных пространств	Подключение новой пользовательской системы обеспечивается настройкой соответствующих КД
Возможность введения дополнительных услуг	При стыковке с внешними информационными источниками требуется дополнительная настройка узлов сети в части маршрутизации и контроля прав доступа	Введение дополнительных услуг реализуется и контролируется Сервисным коммутатором

Сложность реализации решения L2 услуг состоит в том, что на втором уровне модели OSI не поддерживается маршрутизация. Применение технологии Spanning Tree (STP) для организации кольцевых структур территориальных сегментов городской сети доступа обусловливает значительную нагрузку на центральные процессоры сетевых устройств. Поэтому в настоящее время ведущими производителями оборудования для операторских сетей Ethernet предлагаются решения, позволяющие избежать использования STP — вместо STP используются технологии устойчивых пакетных колец, позволяющие строить кольцевые структуры с временем восстановления до 50 мс, характерным для сетей SDH, ATM, Frame Relay операторского класса.

Применение протокола MPLS для организации соединений между узлами городской сети доступа через магистральную сеть в решении L2 услуг означает, что виртуальным локальным сетям городской сети доступа ставятся в соответствие маршруты, коммутируемые по меткам (Label Switched Path, LSP). Каждый из них получает в магистральной сети MPLS гарантированную полосу пропускания и определенное качество сервиса. Протокол MPLS позволяет ограничить пиковую полосу пропускания, достичь времени восстановления работоспособности сети, сопоставимого с таковым для сетей SONET/SDH (порядка 50 мс), гибко планировать резервные емкости сети и устанавливать для клиентов дифференцированную плату в зависимости от уровня доступности услуг. При использовании технологии MPLS в качестве технологии магистрали возможно использование услуг магистральных сетей других городских операторов, что может на этапе строительства городской сети оказаться более выгодным, чем построение собственных сети доступа и магистральной сети.

Экономические аспекты

Экономическая сторона выбора технического решения немаловажна. Решение L2 услуг (по сравнению с решением L3 услуг) имеет более низкую стоимость эксплуатации, за счет упрощения процедур конфигурации оборудования и упрощения взаимодействия с магистральной сетью и другими внешними сетями и информационными системами. Решение L2 услуг имеет и другие экономические преимущества, например, более низкая стоимость оборудования по сравнению с вариантом, когда в решении L3 услуг используются коммутаторы третьего уровня в качестве КД.

содержание назад вперед