符士侃

（南京供電公司電力調度中心，江蘇南京210008）

近年來，由于通信技術的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)通信已經形成以光纖傳輸通信為主，微波、載波等多種通信方式為輔的綜合傳輸方式。隨著網絡之間互聯(lián)的協(xié)議（IP）技術的發(fā)展，電網企業(yè)對業(yè)務的精細控制，使得業(yè)務層對大容量以太網業(yè)務的需求不斷增加，光纖傳輸設備已逐漸由多業(yè)務傳送平臺（MSTP）替代傳統(tǒng)的同步數(shù)字體系（SDH）設備。在SDH向MSTP技術演進的過程中，出現(xiàn)過幾種解決方案。

（1）網橋方案。在SDH設備內嵌或外置網橋，采用通用網橋、點對點協(xié)議（PPP）或連續(xù)虛級聯(lián)技術，占用1個或數(shù)個 E1（2.048 Mb/s電路）專用電路，實現(xiàn)IP業(yè)務的接口轉換和點到點透傳功能。這一方案兼容各種SDH設備，但屬于SDH和IP網絡有縫連接技術，是初級階段的過渡方案。

（2）二層交換方案。在SDH設備內嵌低成本的IP二層交換模塊，采用硬件位置交換技術，實現(xiàn)網絡側N:1端口匯聚和帶寬共享功能。但不支持IP業(yè)務的服務質量（QoS）和快速自愈，對改善SDH技術和IP技術的缺陷和兼容沒有技術上的突破。

（3）增加中間智能適配層方案。在SDH設備內嵌中間智能適配層模塊，在SDH的環(huán)網帶寬上劃分出獨立的通道來支持IP業(yè)務，這一方案兼具IP技術和SDH技術的優(yōu)點，成為MSTP的熱門技術。MSTP系統(tǒng)提供的以太網接口相對于傳統(tǒng)SDH設備的2 M專線通過網橋提供以太網接口有明顯區(qū)別。一方面，使得傳輸網能夠提供的業(yè)務層面得到擴展，能夠提供給以太網接口的帶寬明顯增大；另一方面，使得原來位于物理層和傳輸鏈路層的設備有了網絡層的功能，增加了設備的復雜性。

1 MSTP技術的概念和特點

MSTP指基于SDH，同時實現(xiàn)時分復用（TDM）、異步傳輸模式（ATM）、IP等業(yè)務接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網管的多業(yè)務傳送平臺。

MSTP技術可以快速收斂，也能使不同虛擬局域網（VLAN）的流量沿各自的路徑轉發(fā)，從而為冗余鏈路提供了更好的負載分擔機制。MSTP設置VLAN映射表（即VLAN和生成樹的對應關系表），把VLAN和生成樹聯(lián)系起來。通過增加虛級聯(lián)管道（VcTruck）或稱為實例，將多個VLAN整合到一個集合中，以節(jié)省通信開銷和資源占用率。MSTP能夠把一個交換網絡劃分成多個域，每個域內形成多棵生成樹，生成樹之間彼此獨立。MSTP將環(huán)路網絡修剪成為一個無環(huán)的樹型網絡，避免報文在環(huán)路網絡中的增生和無限循環(huán)，同時還提供了數(shù)據轉發(fā)的多個冗余路徑，在數(shù)據轉發(fā)過程中實現(xiàn)VLAN數(shù)據的負載分擔。在MSTP傳輸設備的以太網口配置中，需要分別在物理端口和內部端口進行配置。內部端口的配置主要完成光路的時隙與以太網口內部時隙的對應和分組，物理端口的設置完成與端口連接的設備物理端口的匹配[1]。

2 MSTP設備以太網端口的技術與設置

（1）數(shù)據的封裝和拆片。SDH幀要求嚴格同步，但是數(shù)據業(yè)務具有突發(fā)和不定長的特性，因此需要引入合適的數(shù)據鏈路層適配協(xié)議來完成以太數(shù)據封裝，包括數(shù)據緩存、隊列調度等，實現(xiàn)以太網數(shù)據到SDH VC層的幀映射。

以太網幀到SDH幀中的映射一般有2種方式。第1種方式，發(fā)端首先將以太網幀拆成N個64字節(jié)長度的分片，然后采用多鏈路點對點協(xié)議（ML-PPP）等協(xié)議對各個分片進行封裝并依次輪循映射到綁定的VC12中，每個分片對應1個VC12。接收端首先從VC12中恢復出完整的分片，然后再將N個分片合成1個完整的以太網幀。第2種方式，發(fā)端不對以太網幀進行拆片，而是采用SDH上的鏈路接入規(guī)程（LAPS）或通用成幀規(guī)程（GFP）等協(xié)議將整個以太網幀進行封裝，然后以字節(jié)流依次輪循映射到綁定的虛通道（VC）中。接收端首先從VC中取出數(shù)據，然后去掉封裝恢復成一個完整的以太網幀。2種方式都是將數(shù)據業(yè)務幀通過封裝協(xié)議按照合適的長度映射到SDH幀中，在接收端分拆SDH幀組裝原數(shù)據業(yè)務幀。

（2）VLAN的作用在于業(yè)務匯聚功能時用作路由標志，即通過配置VLAN路由實現(xiàn)以太網業(yè)務的匯聚功能。對于能夠支持二層交換的以太網板卡，VLAN的另一個作用在于隔離，即通過VLAN過濾表實現(xiàn)端口的隔離，再在VLAN過濾表內通過二層交換實現(xiàn)幀的轉發(fā)。多數(shù)MSTP設備都是根據端口劃分VLAN。同一VLAN可以跨越數(shù)臺設備，并在以太網端口上分配相同的VLAN號。例如，環(huán)網上包含5臺MSTP設備，如果某種業(yè)務需要從其中4臺設備傳輸至第5臺設備，那么對于該種業(yè)務可以在每臺設備的以太網口上定義一致的VLAN號，即是根據端口劃分VLAN的方式。

（3）端口屬性為標簽（TAG）的端口能夠識別含有TAG標簽的數(shù)據包。數(shù)據包上加上TAG標識，端口屬性設置同樣的TAG標識，以保證數(shù)據包的正確接收。通常，以太網端口與交換機等設備的TAG端口對接時，需要設置TAG屬性；不支持802.1Q的設備（如計算機、HUB等），可以將板卡以太網IP端口的TAG屬性設置為無TAG標簽（UNTAG），并設置端口默認的VLAN ID號，而內部端口側的TAG屬性仍設置為TAG。一般以兩端端口及數(shù)據包TAG屬性設置一致為原則，TAG屬性一定要按照規(guī)定來設置，如果TAG屬性設置錯誤則可能導致業(yè)務不通。

3 MSTP以太網物理端口的匹配

以太網端口的工作模式可分為：10 M半雙工、10 M全雙工、100 M半雙工、100 M全雙工、自協(xié)商[2]。2臺互聯(lián)的設備以太網端口需要進行匹配設置，設置匹配時常常導致帶寬的損失。分別使用2臺華為、阿爾卡特傳輸設備進行光路互連，形成同品牌設備的點到點鏈路互連，并分別在鏈路的2臺設備上開通以太網通道，使用2臺筆記本電腦對連接2路的2端以太網端口，使用QCheck軟件進行測試，得到的數(shù)據如表1、表2所示。

經過實驗數(shù)據比對，可以確認2端的以太網端口設置應該一致；在以太網端口設置不一致時，會產生一定的帶寬損耗。

根據IEEE 802.3的規(guī)定，當自協(xié)商的端口與固定模式的端口對接時，自協(xié)商一方應通過并行檢測機制工作于同等速率的半雙工模式下,此時通道業(yè)務數(shù)據量少時，所有業(yè)務能通，例如ping業(yè)務能通，但是數(shù)據量大時，就會造成業(yè)務完全中斷，根據實驗中測試的數(shù)據，大約流量達到約15%及以上時，以太網中就會出現(xiàn)沖突、錯包，直至完全中斷。此時網此ping的手段不能保證以太網通道能夠符合數(shù)據傳輸?shù)男枨?。在對端設備使用固定的全雙工模式時，不能夠將端口設置為自協(xié)商模式[3]。當不能確定對端設備的端口屬性，根據分析以太網性能，參考實驗數(shù)據比較，查閱IEEE 802.3及其他協(xié)議規(guī)定，得出一個分析對端設備端口屬性的方法。

表1 筆記本電腦以太網口設置為自適應的測試數(shù)據

表2 筆記本電腦以太網口設置為10 M全雙工的測試數(shù)據

（1）本端為全雙工。本端工作在全雙工不監(jiān)聽信道，不會直接丟棄碰撞后的數(shù)據包。如果對收到的所有數(shù)據包進行循環(huán)冗余校驗（CRC)校驗，因此會產生大量CRC校驗錯的包，并在網管上出現(xiàn)相關的告警，那么對端為半雙工。

（2）本端是自適應。網管性能檢測中，若與碰撞相關的幾個性能事件的值是0，此時通道處于全雙工模式下。那對端端口設置為自協(xié)商，并且2端口實際都自適應到了全雙工模式，若與碰撞相關的幾個性能事件不斷有數(shù)據上報，說明通道數(shù)據不斷碰撞，根據以上結論，可確認此時通道處于半雙工模式下。

（3）本端是半雙工。性能檢測中與碰撞相關的值不為0，那么說明對端很可能工作在全雙工模式下。

4結束語

工作中配置以太網通道，不但對通道本身的連通性能要有所確定，對于通道傳輸?shù)臄?shù)據類型，下級設備端口類型也必須要得到確認。在設置MSTP設備的以太網端口時，需要完成通道鏈路內部的VLAN，TAG標志等設置的一致性；也需要針對下級設備的端口進行以太網端口的模式匹配設置。杜絕實際端口模式處于全雙工對應半雙工的現(xiàn)象。當不能確定對端設備的端口類型，可以先將端口設置在全雙工模式下，進行大數(shù)據包試驗，如果數(shù)據損耗大，網管性能檢測有告警，則將端口設置為半雙工。

必須說明的是：目前，網管性能檢測不能夠對全部的以太網板卡進行檢測，部分傳輸廠家的網管只能對大容量以太網板監(jiān)控。因此，以太網的配置在不能確定對端設備端口類型時，通過數(shù)據包的實驗是非常必須的。

[1]王建全，萬 春，張 杰，等.城域MSTP技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[2]COMER D E.用TCP/IP進行網際互連[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[3]Ethernet LAN Protocols as Defined in IEEE 802.3 suite[S],2000.