一、第三代MSTP設備組網

　　第三代MSTP技術以支持以太網業務QoS為特色。為了能夠將QoS引入以太網業務，基于MPLS的第三代MSTP技術在以太網和SDH間引入一個中間的智能適配層來處理以太網業務的QoS要求;由此，不僅克服了以往MSTP技術所存在的缺陷，而且還使得新一代MSTP技術具備了許多特有的技術優勢。

　　1.基于MPLS的第三代MSTP技術特點

　　MPLS技術結合了第二層交換和第三層路由的特點，將第二層的基礎設施和第三層的路由有機地結合起來;第三層路由在網絡的邊緣實施，而第二層交換則由MPLS網絡的核心完成。這使得基于MPLS的第三代MSTP網絡具有以下技術特點：

　　1)網絡中的分組轉發基于定長標簽，簡化了轉發機制，使得轉發路由器容量很容易擴展到大比特級;

　　2)充分利用原有IP路由，并加以改進，保證了MPLS網絡路由具有靈活性;

　　3)利用ATM的高效傳輸交換方式，同時拋棄了復雜的ATM信令，無縫地將IP技術優點融合到ATM的高效硬件轉發中;

　　4)數據傳輸和路由計算分開，是一種面向連接的傳輸技術，能夠提供有效的QoS保證;

　　5)不但支持多種網絡層技術，而且是一種與鏈路層無關的技術，它同時支持X.25、幀中繼、ATM、PPP、SDH、DWDM……，保證了多種網絡的互連互通，使得各種不同的網絡傳輸技術統一在同一個MPLS平臺上;

　　6)支持大規模層次化的網絡拓撲結構，具有良好的網絡擴展性;

　　7)標簽合并機制支持不同數據流的合并傳輸;

　　8)支持流量工程、CoS、QoS和大規模的虛擬專用網;

　　MPLS是一種交換和路由的綜合體，它將鏈路層交換和網絡層路由融合在一起。現在，業界的幾乎所有主要廠商和技術專家都參與了MPLS的技術研究和產品開發，以便將IP交換技術和ATM技術的優勢充分體現在MPLS之中。

　2、基于MPLS的第三代MSTP設備的性能優勢

　　基于MPLS的第三代MSTP技術在以太網和SDH間引入了中間智能適配層，將以太網的業務要求適配、映射到SDH通道上，并采用GFP高速封裝協議，支持虛級聯和LCAS。如此，使得基于MPLS的第三代MSTP設備具備了以往MSTP設備所沒有的許多獨特優勢。

　　(1)完美的“端到端”流控機制

　　第三代MSTP設備通過使用新一代MSTP技術——MPLS，不但支持常規的802.3x Pause機制，而且使設備具有了對整個環路進行流量控制的獨特功能。在產生阻塞時，能夠根據權重因子調整每個Best Effort連接的帶寬，實現端到端的流量控制。

　　(2)獨特的QoS保障機制

　　第三代MSTP設備通過引入先進的MPLS技術，使得其不僅支持環網保護方式、支持拓撲自動發現，更可提供獨特的端到端業務QoS保障機制。當采用Packet Ring(PR)組網時，以太網共享環的容量可為4-8個VC4。PR單元板可利用所分配的時隙，通過采用MPLS的機制提供靈活并具備良好QoS性能的以太網業務功能，提供核心層的環網保護。基于Packet層面的保護倒換可保證小于50ms，真正的電信級質量。各連接承載的業務都允許具有保障(Guaranteed)/規整(Regulated)/盡力而為(Best Effort)等不同的業務SLA/QoS，可以同時承載多個QoS以太網業務流。目前，各業務流的帶寬粒度達到500kbps，不久各業務流的帶寬粒度將可小達100kbps;除了QoS業務流外，各Best Effort業務在網絡發生阻塞的情況下可以按照不同的權重因子(通過網管配置)公平競爭余下的可用帶寬。

　　(3)公平的接入機制與合理的帶寬動態分配機制

　　基于MPLS的第三代MSTP設備支持帶寬公平接入機制和擁塞控制機制，采用加權公平算法來控制帶寬的利用，保證每個節點都獲得自己應得的環路帶寬份額;由此，既保證了接入的公平性，又具備帶寬動態分配的合理性。這種機制能充分滿足電信運營商進一步細分業務的特殊需要。圖1為基于MPLS的第三代MSTP設備支持帶寬公平接入機制和合理帶寬動態分配機制的一個例子。

　　另外，現有的MSTP設備的多用戶/業務的帶寬共享是對本地接口而言，不能對整個環業務進行共享。而基于MPLS的第三代MSTP設備可對整個環業務進行帶寬共享。

　　

　　圖1 第三代MSTP設備的公平接入機制與合理帶寬動態分配機制

　　(4)強大的VLAN支持能力

　　基于MPLS的第三代MSTP設備具有強大的VLAN支持能力。通過嵌入二層MPLS技術(Martini MPLS)，從根本上解決了常規MSTP技術中4096的VLAN地址空間限制，允許不同的用戶使用同樣的VLAN ID，使設備所支持的VLAN數目達到現有設備的256倍。這是實現用戶隔離并最終實現光城域公網的最新技術。圖2顯示了基于MPLS的第三代MSTP設備對VLAN的強大支持能力。

　　

　　圖2 基于MPLS的第三代MSTP設備對VLAN的強大支持能力

　　上海貝爾阿爾卡特的第三代MSTP設備(基于MPLS)具有對以太網的QoS質量保證機制、小于50ms的分組環保護功能和最新一代VLAN用戶隔離技術等優越特性，為電信運營商開展“高質量租線”等各種新業務、建立新一代可贏利光城域網奠定了技術基礎。

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　　(5)ATM方面的獨特優勢

　　基于MPLS的第三代MSTP設備在ATM方面具有獨特的優勢：

　　(ⅰ)具有大范圍的VPI/VCI 值：VPI = 0 ~ 255，VCI = 32 ~ 4095。

　　通常，隨著業務的發展一臺DSLAM上會有更多的用戶接入，由此也需要設置更多的VC用于傳輸ADSL業務;因此，用于連接BAS和DSLAM的MSTP須支持較大范圍的VPI/VCI值，特別是VCI值的范圍。

　　基于MPLS的第三代MSTP設備具有完全的ATM業務交換能力，且單盤交換容量可以達到1.2G的規模。設備具有的強大ATM交換能力給其應用帶來了極大的靈活性。它不但極其適合寬帶接入的業務匯聚層，同時也可用于ATM業務傳輸層。用戶的組網結構可采用多級多層結構或對等的平面式結構。帶ATM單盤的第三代MSTP設備完全可以組建功能完善的ATM網而不需要其他設備。如圖3所示。

　　

　　圖3 由第三代MSTP設備組成的ATM網

　　(ⅱ)實現Soft PVC配置。

　　在網管的配合下可以實現Soft PVC配置。一條VP/VC的建立過程由設備自動實現，無須人為干預。即：設備完全支持PNNI信令，實現端到端的VP/VC自動配置，無須人為設置路由。該項功能的實現使得MSTP網既是SDH網絡又是ATM網絡。在網管的支持下，端到端的業務配置可以輕松完成，端到端的SDH和ATM業務的管理也得以實現。

　　(ⅲ)細粒度、多等級的映射帶寬配置。

　　設備支持ATM業務映射入VC4， VC4-4C， VC3， VC12。這樣剩余帶寬的利用率大大提高，并且ATM業務也可從2M，34M，155M及622M接入，方便與不同類型、不同端口的ATM接入設備的對接;并且，接入端口與MSTP的PDH或SDH端口共用，這既節約用戶成本，也便于用戶靈活配置。

　　(ⅳ)支持流量整型。

　　設備支持流量整型，UNI 接口的匯聚接入設備的流量規程;同時支持多種業務合同(traffic contract)。特別，流量整型功能可對突發性數據業務(如：Internet訪問)做到平滑響應，而不會給用戶以響應時快時慢的感覺。

　　(ⅴ)很小的ATM業務信元處理時延。

　　設備具有很小的ATM業務信元處理時延，兩個配置ATM盤的MSTP節點間的ATM業務信元傳輸延遲為86μs，這對于日后開展實時ATM業務(如VDSL)處理極其有利。

　　(ⅵ)務接入端可以是UNI和NNI接口，并可配置。

　　設備的業務接入端可以是UNI和NNI接口，并可配置;如此可以方便地用于ATM接入設備(如DSLAM)和網絡設備(骨干ATM交換機)的連接。

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　　3.基于MPLS的第三代MSTP設備的組網特點

　　1)MSTP承載了多種業務，它不但需要承載單純的TDM業務，還需承載寬帶ATM、以太網等各種數據業務，業務速率從2Mbit/s、155Mbit/s向10Gbit/s、GE甚至子波長演進。采用MSTP組網必須關注多種業務類型。

　　2)由MSTP組建的光網絡同時涉及兩個層面：傳送層(SDH)和數據業務層(ATM，以太等業務)，這與傳統的SDH組網只作為業務的承載網絡大不相同。兩個層面在物理上不再完全分離，它們之間的正確對應關系非常重要。

　　3)由于MSTP設備一般應用于城域網，因此業務流量有一定的不確定性，受用戶和應用驅動較大，靈活性和迅速性十分重要。電路調度多，變動次數多，需要有比較強的調度和電路配置能力。

　　4)MSTP組網與業務更加貼近，基于單點設備的網元管理已經不能滿足需要，加強各種業務的維護管理能力是必須的。

　　二、路由器組網

　　路由器是完成網絡在IP層互連的設備。以應用范圍分，路由器可分為運營級路由器和企業級路由器。企業級路由器主要完成企業內部網互聯功能，主要作用就是連接企業內多個局域網和企業網接入Internet，其任務比較簡單，主要就是轉發報文，對安全性、可靠性、轉發性能、業務生成能力等方面要求都不是很高。運營級路由器，作為新一代電信網絡的基礎部件，需要滿足電信業務所提出的嚴格要求。

　　1、路由器的功能

　　路由器是OSI協議模型第三層(網絡層)中的分組交換設備，它的主要功能包括：

　　1)協議轉換：能對網絡層及其以下各層的協議進行轉換。

　　2)路由選擇：當分組從互聯的網絡到達路由器時，路由器能根據分組的目的地址按某種路由策略，選擇最佳路由，將分組轉發出去，并能隨網絡拓撲的變化，自動調整路由表。

　　3)能支持多種協議的路由選擇：路由器與協議有關，不同的路由器有不同的路由器協議，支持不同的網絡層協議。多協議路由器能支持多種協議，如IP，IPX及X.25協議，能為不同類型的協議建立和維護不同的路由表。這樣不僅能連接同一類型的網絡，還能用它連接不同類型的網絡。

　　4)流量控制：路由器不僅具有緩沖區，而且還能控制收發雙方數據流量，使兩者更加匹配。

　　5)分段和組裝：路由器能將接收的大分組分段并封裝成小分組后轉發，或將接收的小分組組裝成大分組后轉發。當多個網絡通過路由器互聯時，各網絡傳輸的數據分組的大小可能不相同，這就需要路由器對分組進行分段或組裝。

　　6)網絡管理：路由器是連接多種網絡的匯集點，網間分組都要通過它，在這里對網絡中的分組、設備進行監視和管理是比較方便的。因此，高檔路由器都配置了網絡管理功能，以便提高網絡的運行效率、可靠性和可維護性。

　　2.路由器組網特點

　　路由器組網具有以下特點：

　　1)網絡的互聯：多協議路由器可以完成以下互聯：LAN---LAN，LAN---WAN，WAN---WAN。

　　2)網絡的隔離：隔離子網，防火墻，避免廣播風暴。

　　3)流量的控制：采用優化的路由算法來均衡網絡負載，有效控制網絡阻塞。

　　4)網絡和信息安全維護：路由器通過身份認證、加密傳輸、分組過濾等手段對路由器自身及所連網絡提供安全保障;對進出網絡的信息進行安全控制;同時還具有安全管理功能，包括安全審計、追蹤、告警和密鑰管理。

　　基于網絡的層次結構(可分為核心層和邊緣層)，路由器可分為核心路由器和邊緣路由器，二者地位不同，作用也不一樣。

　　在核心層，核心路由器主要完成IP報文的交換轉發。核心路由器必須知道到達所有下層網絡的路徑，這需要維護龐大的路由表，并對連接狀態的變化作出盡可能迅速的反應。路由器故障將會導致嚴重的信息傳輸問題。

　　在邊緣層，邊緣路由器主要任務是為運營商接入用戶，向用戶提供業務。邊緣路由器除了應具有強大的用戶管理和匯聚功能以及多樣業務提供能力。

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　　3、路由器組網的優缺點

　　(1)優點

　　 適用于大規模的網絡;

　　 復雜的網絡拓撲結構，負載共享和最優路徑;

　　 能更好地處理多業務;

　　 隔離不需要的通信量;

　　 節省網絡的帶寬;

　　 平衡網絡流量。

　　(2)缺點

　　 它不支持非路由協議;

　　 安裝復雜;

　　 價格昂貴。

　　三、MSTP設備組網與路由器組網的比較

　　基于MPLS的第三代MSTP設備組網與路由器組網比較，主要具有以下優勢：

　　(1) MSTP設備對于提供以太網透傳業務具有先天優勢，尤其對于點到多點業務、VLAN堆疊應用、端口綁定等可以提供良好的性能服務;而傳統路由器對L2起到終結作用，無法提供L2透傳業務;

　　(2) MSTP網絡可為業務提供快速保護倒換，達到電信級要求(50ms);而路由器組網的鏈路恢復時間還不夠理想，難于滿足電信級要求。

　　(3) MSTP接近物理層，可方便地實現對網絡設備的性能監測;路由器因位于網絡層而不及MSTP設備。

　　(4) MSTP網絡可為客戶提供具有高度保密性能的L2 VPN業務，能更好地滿足客戶的高保密性要求，如：銀行客戶等;而路由器因位于網絡層，其所提供VPN業務的保密性不及MSTP網絡。

　　(5) MSTP設備最大可提供端口線速;而路由器由于需要處理的信息量大，所能提供的速率難于達到端口線速;

　　(6) MSTP網絡支持大規模層次化的網絡拓撲結構，具有良好的網絡擴展性，易于網絡升級;路由器的硬件通常只能支持當前已經標準化的功能與協議，而無法保證可以支持未來的功能與協議。在傳統的路由器網絡中，運營商為了應用一個新的協議，則往往可能需要更新其全部的現有設備，這極大地增加了網絡成本。

　　(7) MSTP設備的“性價比”要大大高于路由器：第三代MSTP設備最大限度地利用了成熟而得到普遍應用的SDH技術，結構簡單、價格低廉，可廣泛應用于城域網的核心、邊緣和接入層，具有極高的性價比;路由器盡管具有較強的功能，但其結構復雜、價格昂貴，其性價比一般難于和MSTP設備相比;只有在大規模的核心網中，路由器的功能優勢才能逐漸彌補其價格昂貴的高成本缺陷。

　　需要說明的是，隨著科學技術的進步，MSTP技術和路由器技術在各自發展的基礎上將會不斷相互滲透，兩種組網設備之間的性能差別也將相應逐步縮小，有些甚至會模糊化，尤其在應用于大規模核心網的高端產品領域，如：新一代的IP/MPLS核心路由器的開發等。但就目前而言，由于基于MPLS的第三代MSTP網絡有機結合了第二層快速交換和第三層靈活路由的優勢，MSTP設備組網和純路由器組網比較，前者的“性價比”要高于后者;特別在城域網邊緣和接入層，MSTP設備組網的優勢將尤為突出。