电信级以太网测试技术研究

1 电信级以太网的概念

以太网作为一种快速、简单和高带宽的局域网，在企业网中已经使用了30年以上，但是其应用多年来一直被电信运营商所低估。随着电信级以太网(CE)的出现，运营商逐渐意识到在城域网中，以太网既可以作为数据承载网接入、承载数据业务，也可以直接提供端到端的专线业务。

城域以太网论坛(MEF)是最早开始研究CE的产业联盟。CE的概念也是由MEF提出的。依据MEF的定义，CE具有以下5大特点：

可扩展性：业务可扩展，具备让数百万人使用同一网络服务的能力；带宽可扩展，可以从1Mb/s扩展到10Gb/s甚至更高，可以按一定的颗粒度逐步增加。

电信级可靠性：可提供50ms的保护倒换；具备端到端的通路保护能力；支持汇聚链路保护，还支持节点保护。

服务质量：提供有保证的端到端性能；支持端到端服务质量(QoS)等级的选择；适用于商业、移动以及接入汇聚等不同应用。

标准化的业务：可以提供以太网专线和虚拟局域网业务；无缝集成时分复用(TDM)业务；支持电路仿真业务；支持现有语音应用。

业务管理：支持快速业务提供；支持电信级运营维护管理(OAM)；可提供客户网络管理功能。

2电信级以太网的测试

目前，CE已经成为了业界研究的热点之一，ITU-T、IEEE、IETF、MEF等多家标准组织都已开始了相关的标准化工作，市场上也已有了多种解决方案。其中，比较有代表性的技术主要包括运营商骨干网桥/运营商骨干传输(PBB/PBT)技术、传送多协议标签交换(T-MPLS)技术、增强以太环网技术以及虚拟专用局域网(VPLS)技术等。那么，如何判断这些技术是否满足CE的需求？这就需要从MEF对CE所定义的可扩展性、可靠性、服务质量、业务支持能力以及业务管理这5个特征入手，进行相应的测试，评估这些技术是否符合这些CE的基本特征。

2.1可扩展性测试

可扩展性测试的目的是验证CE所能提供的带宽及隧道处理能力。

对于带宽测试，可以基于RFC2544的测试方法，测试被测方案是否支持快速以太网(FE)、千兆以太网(GE)以及万兆以太网(10GE)接口的线速转发。

隧道处理能力测试主要是验证被测方案可配置的内外层隧道数量。在进行隧道数量测试时，需要被测方案开启隧道保护机制，只有满足了50 ms保护倒换时间的测试结果才是有意义的数值。对于不同的解决方案，隧道的定义也不尽相同。对于PBT技术，外层隧道通过骨干网VLAN(B-VLAN)标识，内层隧道通过骨干网业务实例标识(I-SID)标识；对于T-MPLS技术和VPLS技术，内外层隧道可通过内外层多协议标签交换(MPLS)标签来标识；对于增强以太环网技术，内外层隧道则是通过运营商桥接(PB)技术的内外层VLAN标签来标识。在测试时需要验证被测方案支持的最大隧道数量以及在单隧道下支持的最大业务数量(即多业务复用隧道的能力)。

2.2可靠性测试

可靠性测试的目的是验证被测方案是否支持50 ms的电信级隧道保护倒换时间。

保护倒换时间是丢包数与数据包发送速率的比值。端到端隧道发生倒换的触发条件较多，包括链路故障、端口故障、节点故障等，在测试时对这些触发条件应分别进行测试，相应的操作可以包括拔出光纤、关闭转发端口、关闭设备电源、拔出设备主用主控板卡等。为了模拟真实的网络状况，在进行保护倒换测试时，应根据设备情况配置较大数量的隧道，加载较高的数据流量，并使这些流量尽量平均分布在不同的隧道中。

可靠性测试采用的网络拓扑可以根据技术实现采用环形、网状或双归连接等方式。在采用环形组网时，需对相交、相切等多环拓扑分别进行测试。

在测试时应针对单播隧道和组播隧道的保护倒换分别进行测试，以验证被测方案对单播业务和组播业务的保护情况。

在进行保护倒换测试时还应验证在隧道恢复回切时是否有丢包的现象发生。

2.3服务质量测试

QoS测试的目的是验证被测方案是否能满足电信级的服务质量要求。

服务质量测试主要包括访问控制策略、QoS流标记策略、接入控制策略以及队列调度机制等方面。

访问控制策略的测试是测试被测方案对二、三、四层流量是否能正确配置访问控制策略，同时还需要验证被测方案在配置了ACL后的转发性能是否受到影响。

流标记策略测试是测试被测方案是否能依据流标记策略对数据流进行QoS标记或重标记。QoS标记可以基于802.3、802.1ah、MPLS或IP 服务类别(ToS)/差分服务(DiffServ)来进行。

接入控制策略测试是测试被测设备是否支持对接入流量基于承诺信息速率(CIR)或峰值信息速率(PIR)进行接入速率控制以及所能控制的带宽粒度。

队列调度机制测试是测试被测方案是否支持优先级队列(PQ)、加权公平队列(WFQ)/加权轮循服务(WRR)等优先级队列调度机制。

在进行服务质量测试测试，需对单层QoS策略和层次化QoS策略分别进行测试。对服务质量的测试可以参见MEF14。


2.4业务支持能力测试

业务支持能力测试的目的是验证被测方案是否支持以太网专线(E-Line)、多点到多点以太网(E-LAN)、树形以太网(E-TREE)、时分复用(TDM)等业务类型。

在进行E-LAN业务测试时应重点关注被测方案创建E-LAN业务的方式并验证其对于远端媒体接入控制(MAC)地址的学习方式。

在进行E-TREE业务测试时应验证各叶子节点之间是否能实现相互隔离，并验证被测方案通过E-TREE业务实现组播的功能。

在进行TDM业务测试时，需对TDM的时延、抖动及误码性能进行测试，测试端口可以依据设备支持情况选择成帧E1、非成帧E1以及通道化STM-1等。

另外，还应对被测方案支持TDM时钟同步的功能进行测试，测试的内容包括对电路仿真业务(CES)业务的时钟同步功能、同步以太网的时钟功能以及IEEE 1588时间同步功能等方面的测试。对业务支持能力的测试可以参见MEF9、MEF18、MEF19。