廣域乙太網

最近幾年，世界上的一些通信商開始提供將分布在不同城市、同屬於一個公司的多個LAN連線起來的服務。這種服務衝破了乙太網與生俱來的短距離、窄範圍的“局域”概念，使乙太網從“局域”的桎梏中解放出來，產生了廣域乙太網。

基本介紹

• 中文名：廣域乙太網
• 外文名：Wide area Ethernet                    
• 定義：將乙太網技術套用到廣域網中
• 別稱：光乙太網或城域乙太網
• 特點：簡單性、低價格、易配置和擴展性
• 領域：計算機、通信等

概述

乙太網技術作為一種最盛行的區域網路技術，不論在辦公室還是在家庭聯網方面都獲得了廣泛套用，速率從發展到，同時也出現了以為代表的多種無線乙太網技術，應該說在以計算機為主的客戶端方面 ，乙太網技術已經占據了統治地位。所以很自然，人們也希望乙太網技術能夠突破區域網路限制，套用到廣域互連，至少首先套用到城域網環境。

目前在無論在標準化組織還是相關國際會議上，如何將乙太網技術擴展到廣域網環境是目前的一個研究熱點。首先我們需要區分廣域乙太網技術和廣域乙太網業務，由於出現兩個區域網路之間互連或者一個乙太網終端遠程接入企業區域網路的需要，因此出現了諸如乙太網專線、乙太網專網、乙太網虛擬專線、乙太網虛擬專網等廣域互連業務，這些都稱為廣域乙太網業務，可以通過傳統的SDH技術或者改進後的MSTP技術來實現乙太網業務的承載，也可以通過廣域乙太網來承載。

廣域乙太網目前主要是指乙太網套用到城域接入和城域互連，有時候也稱為光乙太網或城域乙太網。通常由於套用環境與區域網路有很大不同，一般都在儘量兼容原有區域網路標準的基礎上，對乙太網技術做大量的改進，例如對幀結構進行擴展，增加運營商的專用VLAN和MAC，改變原有的廣播式業務模型和STP樹算法。廣域乙太網 指套用於廣域環境，又可以滿足運營商電信級要求又能很好地兼容原有的以太區域網路的新型乙太網技術。一個更 具體的定義是指通過802.lad和802.lah橋接協定形成的乙太網傳送。

發展廣域乙太網的原因

發展廣域乙太網有下面幾個原因。
1.IP和乙太網已經占據大多數終端套用，特別是出現乙太網專線和乙太網互連的需要。而乙太網是傳送這兩 類業務的最天然的技術手段。IP業務或者乙太網業務通過乙太網方式互連，廣域網設備處理開銷應該最小的。所以當一方面當廣域網上IP數據業務比重大大超過語音業務，而另一方面，乙太網在有線和無線區域網路中比重越來越大，很自然希望乙太網技術能夠擴展到區域網路之外。

2.現有的傳送手段還不能有效地傳送IP和乙太網業務。通過層2的ATM和FR技術傳送，儘管能夠有較好的QOS保證等，但是在效率、設備價格、易管理等方面與成熟的乙太網技術有較大差距。通過層1的SDH或者改進 的MSTP技術承載，固定的時隙結構又很難適應IP/乙太網業務的動態性要求。現有的傳送手段主要為以話音為主的電路型業務服務的，在廣域網上還沒有十分適合於傳送IP和乙太網業務的傳送手段 。

3.乙太網本身具有的簡單性、低價格、易配置和擴展性等特點對電信運營商有很大的吸引力。使得乙太網在區域網路環境下取得巨大成功的這些因素同樣可以考慮在新的廣域乙太網協定中繼承，並且乙太網對業務很好的適 配能力是符合當前廣域網的IP業務占主導地位的形勢需要。

問題與方法

儘管很自然地將乙太網技術套用到廣域網際網路中，但是，真正在城域網環境中廣泛使用乙太網技術還存在許 多問題，城域網論壇在這方面做了很多先導性的標準化工作。

擴展性

乙太網技術的一個重要特點是即插即用，這是以MAC地址預先配置和區域網路內廣播為代價，因此，一個大的區域網路里不可避免存在MAC廣播風暴和MAC地址表項數急劇增加。因此，即使在較大的區域網路也會採用層次化的結構，即採用VLAN，因此當將乙太網擴展到廣域網環境下，也需要增加適合運營商的VLAN堆疊。這是因為一方 面VLAN只有12位，另一方面，運營商不能對駐地網的VLAN分配做自己的要求。但是，即使是採用802.lad，仍然存在MAC表項劇增問題，當一 個客戶報文從一個交換機多個連線埠進出時，該交換機仍然需要學習該VLAN的所有MAC地址，因此，在802.lad基礎上，由提出802.lad在乙太網報文的上封裝一層運營商的專有源MAC地址和目的MAC地址。這樣可以將客戶層乙太網報文和運營商的乙太網報文完全隔離，兩者可以採用不同的業務模型，例如在客戶乙太網範圍內可以MAC地址學習和廣播，以及建立STP樹，而在運營商層次可以採用其他乙太網業務模型。

業務模型

通過Q-in-Q和Mac-in-Mac等改進使得廣域乙太網可以和局域乙太網很好地隔離，但是傳統乙太網跨交換機的橋接協定在廣域網環境下是不合適的，無論是基本的STP協定和改進後快速RSTP協定，在故障情況下重建新的無環路由匯聚時間太長，仿真發現即使對較快的協定在一節點網路配中，某些情況下仍然需要數秒鐘的穩定時間。因此需要改變原有的乙太網業務模型。考慮到運營商業務運營的要求，因此對Ethemet進行改進使能提供點到的業務連線能力，而且可避免使用STP協定等問題。

目前使廣域乙太網能夠提供點到點連線能力的方案有多種，有兩種比較典型，一種使結合MPLS提供連線能力，一種是使用802.lad以目的地址和VLAN ID結合起來作為建立連線的識別標誌，通過配置等手段建立連線。

乙太網OAM

原有區域網路環境下乙太網的OAM運營管理功能很弱，但是廣域網環境下乙太網也必須增強其OAM能力，特別是考慮到廣域乙太網採用面向連結的業務模型，因此乙太網OAM應該包括諸如配置、故障檢測和定位，遠端告警、連線驗證、性能檢測和管理等功能，能提供一些諸如乙太網環回、MAC ping以及SLA量測等基本能力。目前，乙太網OAM標準化主要在ITU Y.17ethoam和IEEE 802.lag框架中進行。

綜述

經過對局域乙太網技術的改進，廣域乙太網技術正逐步滿足實際運營的要求，特別是廣域乙太網一方面兼容 了原有的幀結構，另一方面改變原有的業務模式，採用面向連線的轉發機制，應該說技術演進是比較成功的，目前相關的標準、認證和設備已經開始出現。

但是，無論是MSTP還是廣域乙太網承載IP業務都或多或少地存在些不足，兩者各有所長，因此未來一段時間仍是兩者在競爭中共存發展的一段關鍵時期 。