MSTP上以太网业务的端到端性能探讨

zjol

(2003-04-10 08:41:49)

以太网接口作为一种局域网接口，自出现以来，以其优良的性价比和广泛的适用性在全球局域网应用中占据了绝对的优势，为各种应用所接受。正由于以太网接口巨大的用量，因而其端口价格相比于其他技术（如Fiber－channel、ATM、POS、DDN、FR等）具有很大的优势。目前随着宽带城域网的普及，很多新的大客户应用，如VPN专线、局域网互联等也日益倾向于使用各种以太网接口来连接，以降低成本，提高效率。尤其是作为SDH升级设备出现的MSTP设备更是利用了SDH平台的广泛性和可靠性，在其上接入以太网业务（EOS），提供以太网电路（类似于2M电路）用于连接路由器/接入服务器/交换机等节点设备，提供城域网的应用。

从原理上讲，以太网连接并不是一条TDM电路，之所以称之为以太网电路是由于在MSTP中，是将以太网的MAC帧通过PPP/LAPS/GFP封装后映射到VC通道中实现传输的，其物理上占用了固定的VC带宽资源。如果以太网接口是具有二层交换功能的接口，则其中的以太网电路就具有统计复用的功能，应该称为以太网虚电路更为恰当。在后面的表述中，我们将统称为以太网电路。

对于在SDH传输网中运行的端到端的以太网业务，在整个传输网中的性能监测包括两个部分：在SDH传输网上，仍以G826中的性能目标来保证，而对于VC中的包净荷将以丢包数/丢包率来监测。

对于端到端的以太网电路，通过在网络中的监测，可以观察到电路的丢包性能的劣化情况，用于判断电路可能存在的故障。但仅仅丢包还不能反映出电路的可用性。对于一条端到端的以太网电路，应使用丢包率、通透率、时延和时延抖动等项指标来综合评价电路的性能。

丢包率：丢包率是指电路在稳定的持续负荷下由于资源缺少在应该转发的数据包中不能转发的数据包所占的比例。所谓“稳定的持续负荷”，作者个人认为以该电路的通透率的90％为宜，因为以太网电路和其他包电路一样，受电路中缓存，冲突等时变因素影响，长时间在通透率下观察，一般都会有丢包，这一点和TDM电路不一样。故以90％流量观测，其结果更有可比性，即从原理上讲，如果一切正常，在此情况下不应有丢包。至于说何种丢包率下电路认为可用的问题，目前并无定论，个人以为这和业务类型有关，不同的业务对可用性的要求是不一样的，语音和图像业务要求可能高些，比如小于2％～20％，而电子邮件业务要求可能很低，甚至可以达到75％。当然，这样一来可能会较复杂，那也可以统一给一个最坏值。

通透率：通透率是指在一定负荷下，端到端电路可以正确转发帧的速率。由于在端到端以太网电路中，SDH的带宽是可调的，包交换中也可能存在冲突，因此，电路的实际带宽和接口类型并无对应关系，需要进行测量，该指标和丢包率是相关的。通透率应是没有丢包（短时间）情况下的最大转发速率。只要电路中带宽没有变化，其值就不应有变化。

时延：时延对于不同的转发方式定义稍有不同，对于存储转发方式，时延为从被测节点收到最后一比特到发出第一比特的时间间隔。对于按比特转发方式，时延为被测节点收到第一比特到发出第一比特的时间间隔。这里转发的帧都应是指正确转发的帧，而非丢弃帧。以太网电路对于时延的要求目前也还有待确定，对于不同的业务应用，时延要求也不一样，对于VOD点播应用，时延要求较松，因为该业务是连续性广播，只要通透率足够即可，但对于FTP等应用，由于需要收发双方应答确认重发，如果时延较大就会延缓传输时间，从而相当于带宽降低。

时延抖动：时延抖动是指端到端电路的时延变化范围。时延抖动会影响到收发端的收发缓冲器的选择，如TCP的应用中其重发定时器门限的确定，可能会导致不必要的重发等问题，进而影响到传输通透率。而对于一些图像等实时业务，过大的抖动会影响业务质量。对于可用的时延抖动大小，应该是和业务类型相关的，目前也还有待研究。

这里需要指出的是，由于以太网在MSTP上传输，目前倾向于采用VC虚级联方式，以便灵活组织带宽的使用，但如果端到端的以太网电路其组成虚级联通道的VC是走具有不同时延的路由，则可能会导致端到端时延的加大和时延抖动的加大，进而影响到传输质量。故个人以为在实际应用中，虚级联的VC以走相同路由为宜，以满足端到端以太网电路对各种业务的质量保证。

上面我们从MSTP上的端到端以太网电路模型入手，分析了关于以太网电路的丢包率、通透率、时延和时延抖动等性能指标。对于端到端以太网业务的性能要求应该结合丢包率、时延和时延抖动三项指标统一考虑（通透率和丢包率相关），同时考虑业务的分类特性。


(朱宇霞 人民邮电报)