思博伦通信城域以太网测试解决方案

摘要：城域以太网技术作为新兴的城域网技术，正在被越来越多的运营商采用和部署。如何测试这种新的技术，称为迫切的问题。本文概述了城域以太网的主要技术，并全面介绍思博伦通信城域以太网测试解决方案。

城域网(MAN)是指能在某城市及其郊区范围内提供宽带数据及多媒体业务的公众多业务承载网络。传统的城域网中多种网络并存，包括SDH，IP，ATM,帧中继等等，用不同的网络承载不同类型的应用。随着IPTV,NGN等基于IP的视音频业务发展以及P2P业务的兴起，对城域网带宽和传输质量提出越来越高的要求，如何改造城域网使之适应业务发展成为运营商和设备商关注点。一种方案是SDH发展为MSTP，并得到了广泛的应用。但MSTP 本质上以TDM为基础，MSTP 并不能完全替代数据网，更多作为物理层网络存在，实现在数据网络的有效补充。而城域以太网(Metro Ethernet)正成为一种新兴的城域网技术。在城域网和接入网中使用以太网，有下列好处：

· 技术成熟简单，技术人员数量众多，方便安装，管理，维护，升级；

· 以太网已形成规模经济，价格低廉，成本低；

· 以太网带宽控制粒度小；

· 由于用户局域网以以太网技术为主，所以在城域网和接入网采用以太网技术，可以避免各种协议转换所带来的弊端。

但是传统以太网技术要应用到电信级以太网，也需要解决许多问题：

· 缺乏有效的网络管理和监控手段；

· 缺乏 QoS 机制，保障服务质量和SLA困难；

· 网络扩展性差，实现大规模组网困难；

· 缺乏保护和故障恢复能力，达到50ms以下故障恢复能力；

· 各类以太网业务的标准化不统一，存在互通性问题；

· TDM 承载能力弱；

为此城域以太网联盟(MEF)的定义，运营商以太网(Carrier Ethernet )包含以下5个模块：

· 保护模块：提供可靠的，50ms以下的业务保护；

· QoS模块：针对业务和用户提供QoS 保证；

· 扩展模块：提供业务和带宽的可扩展性，具有大规模部署能力；

· 业务管理模块：快速提供故障检测，降低大规模部署后的运维负担；

· TDM支持模块：提供传统业务向IP平滑迁移的手段，保障投资。

思博伦通信(SpirentCommnunication)城域以太网测试解决方案，提供了业界最全面和强大的运营商以太网验证测试的方法和手段，可以从性能和服务等级，承载网络基础架构，TDM业务承载，对网络的维护和管理等方面对城域以太网设备和网络进行全面的研发验证，选型验证和运维验证。

SpirentTestcenter综合数据网络测试平台是思博伦城域以太网测试解决方案的主要测试仪表。SpirentTestcenter 提供了极高的端口密度和超强的性能，可以完成运营级的OSI L2-L7 的性能，协议，应用，一致性等测试，是目前市场上应用最广的运营商以太网测试工具。

1. 端到端性能和服务等级测试

MEF 6 定义了两类主要以太网服务(Ethernet Services)，包括：

· 基于点到点以太网虚拟连接(Point-to-point EVC) 的E-Line 服务；

· 基于多点到多点以太网虚拟连接(Multipoint-to-Multipoint EVC)的E-LAN 服务；

这里的以太网虚拟连接(EVC)是指包含两个或者多个UNI(用户－网络接口)的连接。

图1， 左为基于点到点EVC的E-Line 服务，右为基于多点到多点EVC的E-LAN服务

运营商向用户提供一种Ethernet 服务，必须由一系列的服务质量指标来保证服务质量，所以MEF 10中，定义了以太网服务的参数，包括带宽参数(Bandwidth Profile)，性能参数(Performance Profile, 即QoS等级)，帧传送参数(Frames delivery)等等。

1.1.MEFEthernetService 功能和性能测试

针对MEF 6 和MEF 10 定义的Ethernet Service，MEF 定义了2个测试规范：

· MEF 9 : 规范测试UNI上部署以太网服务或者设备，是否符合MEF6 和MEF 10 的定义。此规范主要定义Ethernet Service 的基本功能测试。

· MEF14: 规范流量管理(MEF 10 定义)测试，包括性能，QoS, 流量监管等方面的测试。此规范定义了Ethernet Service之上的流量性能测试。

另外，目前思博伦通信作为唯一一家测试解决方案厂商，正在参与MEF UNI Type 2 测试规范定义。

思博伦通信Spirent Testcenter 提供了完整的MEF 9 和MEF 14 测试套，是MEF 认证的标准化测试工具。图2是Spirent Testcenter MEF 9 和 MEF 14 测试的界面。

图2SpirentTestcenterMEF9 和MEF 14

1.2. 性能和扩展性测试

MEF 9 和MEF 14 是设备厂商通过MEF 认证必须要通过的测试，但是通过了MEF 9 和MEF 14 并不代表设备能直接用于城域以太网部署，还要进行很多其他功能，性能和扩展性方面的验证。在城域以太网测试中，关键要解决两个问题：如何产生大量运营商级别的真实测试流量和如何在海量测试结果中快速评估结果和诊断问题。Spirent Testcenter 提供了最完善的性能验证和分析功能。

1.2.1. 测试流量产生

电信级网络和设备的测试，要求测试仪表能够仿真多样化的测试场景和大量真实的测试业务，达到真正电信级的测试。Spirent Testcenter 测试平台提供了极高的性能，在一个测试端口上能产生业界最高的32768 条独立的测试流(Stream)，每条测试流都可以定义独立的协议头，净荷，标签，QoS参数等等。Spirent Testcenter 可以线速同时发送这些测试流，流量调度以测试流为单位，不同测试流之间可以进行轮询方式或者基于优先级方式的调度。

· 每端口可以支持32k条独立的EVC 测试，并且由于测试卡的高端口密度，Spirent Testcenter 能够产生电信级的城域以太网业务，并能验证设备或者网络支持的EVC数量，非常适合扩展性测试。

· 基于XML的帧定义方式，具有良好的扩展性，可以编辑承载于EVC 之上的各种用户业务，验证城域以太网或者设备对各种业务的处理性能。

· 能产生点到点，多点到多点以及全网状等测试流量拓扑，全面验证E-Line, E-LAN等各种Ethernent Service 服务。

图3SpirentTestcenter支持的测试流量拓扑结构

· 能够产生经过QoS调度的测试流量(即CBR，VBR，UBR组合业务)，用现网真实场景来验证网络和设备。

Spirent Testcenter的以上特性，能够非常好的完成电信级以太网的功能，性能和扩展性测试，是目前进行电信级以太网测试的首选标准化工具。

1.2.2.城域以太网测试结果分析

MEF 规范对城域以太网的性能进行了详细和规范的定义。在测试中，既要对电信级量的测试业务，记录众多MEF定义的指标以及其他有用的指标，又要能快速定位特定的业务或者问题业务情况。这两个方面是一对矛盾。Spirent Testcenter 每端口能实时分析65535条独立的测试流(Stream)，为每条流提供了包括收/发帧总数和速率，丢包，时延，时延分布，抖动，抖动分布，顺序/乱序，各种类型错包等超过50个统计量，并提供了灵活的结果过滤方式，帮助用户在测试中能全面有快速灵活的记录和查找结果：

· 每端口能同时支持65535条EVC的实时分析，为每条EVC提供超过50个统计量，统计结果包括表和图的方式显示，具备电信级的城域以太网业务的实时分析能力。

· 强大的过滤器(Filter)功能，可以让用户根据任意字段，把最关心的业务状况显示出来。

图4SpirentTestcenter高级Filter 功能

· Interesting Stream： 在电信级的业务中，按测试结果快速找到问题业务。

图5根据测试结果过滤出问题业务

1.2.3.抖动(Jitter)

在传统的数据测试中，抖动并不是一个被广泛重视的指标，因为对纯数据业务，抖动的影响并不是非常明显，所以过去不同的测试仪表对于抖动的定义也是各不相同。但是抖动对于视频和语音业务的质量影响非常大。城域以太网技术的驱动之一在于基于IP的视频和音频业务，所以MEF 论坛和RFC 3393 对抖动做了非常明确的定义：

Jitter 为顺序传递的相邻两个帧的转发时延之差的绝对值。Jitter值恒为正。

图6是抖动计算的原理图。

图6Jitter定义

Spirent Testcenter 是目前市场上所有测试仪表中唯一支持MEF 10/RFC3393定义的Jitter测试的仪表。在Spirent Testcenter 中，能为每条测试流给出最大/最小/平均Jitter, 过去1s内平均Jitter, Jitter分布等指标，对设备和网络承载抖动敏感业务的能力进行衡量。

1.2.4. 复杂业务的服务等级协议(Service Level Agreement, SLA)

在MEF 14 测试例中，提供了服务等级测试的测试例，但这些测试例均是在单一环境下的一致性验证测试，通常只使用1－2条EVC。这对于电信级以太网的服务质量真实评估来说，是远远不够的。Spirent Testcenter Service Class Builder工具，提供了方便的复杂环境下电信级的服务等级验证手段：

· 定义SLA及其参数，SLA 参数包括丢包，时延，抖动，顺序/乱序等等众多指标以及它们之间的逻辑组合；

· 创建复杂的验证流量(场景)，并把不同的流量映射到不同的服务等级上；

· 运行测试，根据测试结果，观察被测设备或者网络能否按照SLA参数保证服务质量，给用户直观的Pass/Fail 结果，并记录详细的统计。

图7SpirentTestcenterSLA 测试配置

图8SpirentTestcenterSLA测试结果

2. 承载网络基础架构测试

MEF 定义了EVC 和 E-Line, E-LAN 等以太网服务，从用户角度勾画出城域以太网应该提供什么样的服务。但是EVC和Ethernet Service 具体如何实现，也就是说采用哪种技术实现，MEF 并没有明确，也就是说，Ethernet Service 是一个独立于技术实现的概念。目前在核心承载网络层面上，通常有三种技术:

·传统的IP/MPLS技术，及基于此的PWE3，VPLS等技术。

·PBB/PBT技术，此技术由Nortel 和英国电信(BT) 联合倡导；

·T-MPLS技术，此技术由Alcatel-Lucent 和Cisco等倡导。

SpirentTestcenter为以上三种技术均提供了测试解决方案。

2.1. 传统的IP/MPLS 架构测试

传统的IP/MPLS 技术，特点是技术成熟，互通性良好。但相比另外两种新兴的以太网传输技术来说，成本还是比较高。传统的IP/MPLS 测试对象主要包括：

·设备的传统路由协议，如BGP,OSPF，ISIS 等协议

·设备的传统MPLS协议，如LDP， RSVP-TE等协议

·实现E-Line和E-LAN等以太网服务的技术，如PWE3, VPLS等。

·设备转发性能测试

这类设备或者网络，测试内容主要包括：

· 协议基本功能测试。比如，路由协议能否建立邻居关系? 能否正确发布，学习和计算路由表? 伪线能否正确建立？VPLS的MAC学习和洪泛功能是否正常? 是否存在VPN泄漏？能否自动发现PE等等；

· 扩展性测试。比如,路由表的容量有多大? 设备最多能建立多少个路由协议邻接关系? 等等；

· 性能测试。集成协议平面和数据平面的测试，验证路由和MPLS协议交互对于正常业务转发的影响；

· 高可靠性测试。MEF 要求运营商以太网具备50ms以下的故障恢复时间，所以需要验证网络或者设备的快速收敛速度和故障恢复时间；

· 一致性测试。不同厂家对于协议的理解也不尽相同，所以会造成互通性问题。一致性测试验证厂家设备对于协议的实现是否符合标准；

· 负面测试。实验室环境是理想的环境，在这种环境下，设备可能工作良好。但现网是一个复杂的环境，其中存在很多异常的网络事件，这些时间会给设备的正常运行造成影响。比如，邻居路由器执行一次撤销路由和通告路由的行为，就会要求设备的CPU重新计算路由表。频繁的这种行为，会给设备造成负担，对其稳定性是一个挑战。负面测试就是通过测试仪表仿真各种网络事件，观察被测设备在长时间复杂环境下的稳定性，从而减少安设到现网以后的工程故障。

SpirentTestcenter为以上测试提供了业界最全面的解决方案。

2.1.1.Spirent Testcenter IP/MPLS 测试方案

Spirent Testcenter 提供全面的IP/MPLS 网络测试方案：

路由协议测试，包括RIP,OSPF,ISIS,BGP, PIM-SM/PIM-SSM等，以上路由协议支持IPv4和IPv6版本；

MPLS信令协议，包括LDP，RSVP-TE,MP-BGP；

支持Martini和Kompella仿真；

支持PWE3仿真；

支持基于LDP的VPLS和基于MP-BGP的VPLS仿真；

支持L3VPN和6PE仿真；

支持以上协议和技术的功能测试；

支持以上协议和技术的协议扩展性测试；

通过CommanderSequencer调度各种协议和链路的网络事件，长时间对设备施加负面测试压力，观察设备在异常网络环境下的稳定性和健壮性；

支持以上协议和技术的一致性测试。

协议测试都是比较复杂的测试，特别是在进行电信级的大规模仿真测试时，更需要测试人员有一定的路由和MPLS技术基础，所以Spirent Testcenter 为所有单播和组播路由协议，MPLS信令协议，各种MPLS VPN的测试都提供了配置向导，可以方便用户快速准确生成测试。

图9SpirentTestcenter路由和MPLS测试配置向导

另外 Spirent Testcenter 提供了最好的协议平面和数据转发平面集成测试手段，在协议平面建立起来的网络拓扑结构上直接生成验证流量，通过数据转发平面来验证协议平面工作的正确性，以及协议平面计算对于数据转发性能的影响。

图10SpirentTestcenter数据平面和协议平面集成测试

2.2. PBB/PBT 测试方案

PBT技术的基础是IEEE 802.1ah定义的PBB（Provider Backbone Bridge，运营商骨干桥接）技术，IEEE把PBT技术称为PBB-TE（Provider Backbone Bridge Traffic Engineering，支持流量工程的运营商骨干桥接技术）。PBB又称为MAC-in-MAC，是一种基于MAC堆栈的技术，用户MAC被封装在运营商MAC内，通过二次封装对用户流量进行隔离，增强了以太网的可扩展性和业务的安全性。在运营商网络中，用运营商MAC进行交换。PBB的关键是在MAC-in-MAC封装中引入了24 bit的I-TAG（业务实例标签），可以支持2^24次方的服务实例，达到电信级以太网规模。图11 是PBB封装图。

PBT技术基于PBB技术，其核心是对PBB技术进行改进，通过网络管理和控制，使CE中的业务事实上具有连接性，以便实现保护倒换、OAM、QoS、流量工程等电信网络的功能。相对于PBB, PBT技术做了一些简化，包括：

不支持洪泛，对未知目的地址数据帧直接丢弃。

PBT关闭了PBB的组播功能，不转发而是丢弃组播数据；

预先配置PBT通路，关闭了广播学习功能

不支持生成熟协议，关闭了用于阻止网络内出现环路的协议。

运营商可以管理不同路由上的负载，防止负载不均衡情况的发生。

PBT技术采用外层MAC加上外层VID（B-DA+B-VID）来表示一条隧道，进行业务转发，使CE受到运营商的控制并能隔离用户流量。到某一个目的B-DA MAC 地址的通路，可以对应多个隧道，每个隧道有唯一的B-VID, 其中一条隧道为工作隧道, 其他隧道为备用隧道。

图11PBB封装图

目前PBT没有定义控制层面，隧道的建立主要依赖于人工配置。

PBT技术支持带宽管理和CAC（ConnectionAdmissionControl，连接接纳控制）功能，以实现对网络资源的管理，通过网管配置或NC（NetworkController，网络控制器）建立连接，可方便实现灵活的交换和TE。

PBT技术采用IEEE802.1ag中的CFM（ConnectivityFaultManagement，连接性故障管理）机制来持续地监视网络中的隧道状态。当主用隧道失效时会把业务自动转移到预先建立的备用电路上。有些厂商声明可以获得15 ms的故障倒换时间。

PBT技术兼容传统以太网桥的架构，不需要对网络中间节点进行更新即可基于对数据帧进行转发，数据帧也不需要修改，转发效率高。

2.2.1. PBB/PBT 测试

Spirent Testcenter PBB/PBT测试在业界第一个通过了Nortel 运营商以太网生态系统兼容产品认证。该认证于2008年1月31日在Nortel位于加拿大的运营商以太网创新中心颁发。

通过Spirent Testcenter，用户可以获得下列PBB/PBT 测试能力：

· 每端口支持32k条独立的测试流，并通过任意字段(如B-SA,B-DA, B-VLAN, ISID, C-SA/C-DA, C-VLAN等等)的变化，形成无数flow(每端口512Billion)，能最真实的仿真“Carrier Grade”级别的Tunnel和用户数。

· 每端口可以实时分析64k条独立stream，提供详细的统计，包括带宽，丢包，时延，抖动，乱序等等，超过45个统计量。

· 高级Filter功能，实时跟踪帧中任意位置一个字段或者几个字段组合，可以提供从Per-Tunnel, Per-servicde, Per-host 的不同层次的QoS的详细分析。

· 可以和802.1ag CFM OAM 结合起来，进行协议平面和数据平面的集成性能测试。

· 和802.1ag CFM OAM结合，进行隧道备份倒换测试。

· 提供了强大的PBB/PBT 测试配置向导，快速仿真运营商级的测试拓扑和测试流量，并可在向导中同时完成EOAM 配置。

图12PBT配置向导

2.3. T-MPLS 测试方案

2006年2月ITU-T在G8110.1等3个标准中定义了T-MPLS。该系列建议力图从MPLS的协议体系结构业已存在的功能中，识别认定那些必须而且是足够充分的一个子集，以提供一种面向连接的分组传送网络技术。T-MPLS将具有和传统传送网络相似的OAM&P能力，端到端的维护，保护和性能监测，能够融合任何L2和L3的协议，构建于统一的数据传送平面。

ITU-T所制定的3个标准都聚焦在T-MPLS的数据平面，包括：

· G.8110.1T-MPLS架构；

· G.8112T-MPLS接口规范；

· G.8121T-MPLS设备功能规范。

T-MPLS 控制层面尚未定义。目前的LSP建立方式主要为人工配置，或者利用ASON/GMPLS 协议。

T-MPLS和传统MPLS的主要区别是：

· MPLS 使用单向LSP，T-MPLS 使用双向LSP；

· T-MPLS 移去了MPLS 中的倒数第二条标签弹出(PHP) 和ECMP(Equal Cost Multiple Path) 功能；

· T-MPLS 移去了 LSP 合并(LSP Merge) 功能, 以简化 OAM 和性能监控(Performance Monitor)过程。

2.3.1.T-MPLS测试

Spirent Testcenter 提供了全面的T-MPLS 测试能力：

· 基本性能测试和RFC 2544 测试。

· 基于Per-Tunnel 和Per-subscriber 的性能和QoS 分析

· T-MPLS 封装/解封装功能和性能验证。

· 和传统MPLS 的互通性和互操作性验证。

· 设备的LSP容量测试。

· 故障恢复时间测试。

2.4. 高可用性测试

运营商以太网的对于设备和网络的可靠性要求很高，要求达到99.999%的可用性和发生故障时50ms以下的保护倒换时间。传统以太网设备很难达到这个要求，所以在城域以太网设备上采用了很多高可用性技术，来达到这个要求。在运营商以太网测试中，需要对设备和网络的可靠性进行验证。

2.4.1. IP/MPLS网络的高可靠性测试

IP/MPLS 采用了多种技术来提高可靠性，主要包括Graceful Restart，BFD，RSVP Fast Re-Route 等等技术。

2.4.1.1. 优雅重启(Graceful Restart) 测试

路由器控制层面故障包括设备重启，主备切换等。路由器故障后，其路由协议层面的邻居会检测到它们之间的邻居关系Down掉，过段时间再次Up，这个过程被称之为邻居关系震荡。这种邻居关系的震荡将最终导致路由震荡的出现，使得重启路由器在一段时间内出现路由黑洞或者导致邻居将数据业务从重启路由器处旁路，从而导致网络的可靠性大大降低。采用GracefulRestart技术避免不必要的SPF计算，当一台路由器重启时，会通知与它邻接的路由器它只是关闭几秒钟，马上就会恢复正常。这样，邻接路由器就不会将进行优雅重启GracefulRestart的路由器从邻居列表中删除，其他路由器也不会知道有路由器重启。

Spirent Testcenter 提供最全面的Graceful Restart：

· 支持仿真Restarter和Helper两种模式。

· 支持最全面的路由和MPLS协议的Graceful Restart 仿真。包括BGP, OSPF(Cisco LLS & RFC 3623) ，ISIS，LDP，RSVP-TE等路由和MPLS协议，验证GR的各种能力。

· 可以和路由/MPLS 协议仿真以及流量验证结合起来，验证快速收敛，并给出量化的收敛时间。

· 在路由和MPLS 协议配置向导中包含Graceful Restart 仿真配置项，方便完成路由和GR的组合测试。

图13SpirentTestcenterGraceful Restart 测试原理

图14SpirentTestcenterGR 配置实例－OSPFv2 GR 配置

2.4.1.2. BFD 测试

传统以太网无法实现端到端的检测，路由协议一般采用慢Hello机制，检测时间会很长（例如：OSPF需要2秒的检测时间，ISIS需要1秒的检测时间）。这对于运营商以太网50ms以下保护倒换时间要求相去甚远。BFD(Bi-DirectionalForwardingDetection，双向转发检测)能够在系统之间的任何类型通道上进行故障检测，这些通道包括直接的物理链路、虚电路、隧道、MPLS LSP、多跳路由通道，以及非直接的通道。同时正是由于BFD实现故障检测的简单、单一性，致使BFD能够专注于转发故障的快速检测，帮助网络达到50ms 以下的故障保护恢复。

从本质上讲，BFD是一种高速的独立HELLO协议。BFD能够与相邻系统建立对等关系，之后，每个系统以协商的速率监测来自其他系统的BFD速率。监测速率能够以毫秒级增量设定。当对等系统没有接到预先设定数量的数据包时，它推断BFD保护的软件或硬件基础设施发生故障，不管基础设施是标记交换路径、其他类型的隧道还是交换以太网络。

BFD是一种独立于路由和MPLS协议的一种协议，路由和MPLS协议均可认为是BFD的客户层。当BFD检测到故障时，通过控制报文通知路由协议，不同的路由协议自行决定收到告警后的行为，比如快速重路由。

BFD部署在路由器和其他系统的控制平面上，BFD检测到的网络故障可以由转发平面恢复（例如在MPLS快速重启路由中）或由控制平面恢复（例如当BFD用于加快路由协议运行速度时）。

SpirentTestcenter 提供了完成的BFD 测试方案：

· 支持基本BFD功能和性能测试，包括BFD 会话建立，时钟等参数协商，并按一定的间隔定期发送检测报文并检测故障，检测和发送精度可达到10ms；

· 支持多seesion；

· 支持Asynchronous模式和On-demand 模式；

· 支持Echo mode 和Non-Echo mode；

· 能和Spirent Testcenter 支持的所有路由协议，MPLS 协议，Graceful关联起来，进行高可用性和快速收敛测试；

· 支持独立的与控制层面无关的BFD 测试和与控制层面(路由)关联的BFD测试；

· 支持单跳和多跳BFD session。

图15显示了SpirentTestcenterBFD 故障检测和快速恢复测试。

图15SpirentTestcenter3端口 BFD 测试拓扑和配置

2.4.1.3.RSVP-TE快速重路由

快速重路由是一套用于链路保护和节点保护的机制。当LSP链路或者节点失败时，在发现失败的节点进行保护，这样可以允许流量继续从保护链路或者节点的隧道中通过以使得数据传输不至于发生中断。同时头节点就可以在数据传输不受影响的同时继续发起主路径的重建。FRR的最终目的就是利用Bypass隧道绕过失败的链路或者节点从而达到保护主路径的功能。

MPLSTE快速重路由是基于RSVPTE的实现，实现快速重路由有两种方式：One-to-one Backup方式和Facility Backup方：

· Detour 方式：One-to-one Backup 方式，分别为每一条被保护LSP提供保护，为每一条被保护LSP创建一条保护路径，该保护路径称为Detour LSP。

· Bypass方式：Facility Backup，用一条保护路径保护多条LSP，该保护路径称为Bypass LSP。

Spirent Testcenter 同时支持以上两种RSVP-TE 快速重路由方式,验证MPLS LSP 快速故障切换能力。图16 是Spirent Testcenter 快速重路由测试原理：

图16SpirentTestcenterRSVP-TE FRR 测试

2.4.2. PBT 保护倒换测试

PBT 传输中，到每个B-DA 有2个或以上通路，其中一条为工作通路(Working Path)，其他的为保护通路(Protection Path)。 每条通路由唯一的B-VLAN标识。

通路的故障由IEEE 802.1ag 连续性检测报文发现，发现时间可以低于10ms。设备一旦在一定时间内没有收到连续性检测报文，就切换到保护通路上。

Spirent Testcenter 结合IEEE 802.1ag CFM 协议仿真功能和PBB/PBT业务测试功能，可以对单台设备或者整个PBT 网络进行保护切换时间测试。图17和图18 分别标识了测试原理。

图17SpirentTestcenterPBT 设备保护切换时间测试

图18SpirentTestcenterPBT网络保护倒换时间测试

2.4.3. T-MPLS 网络保护倒换测试

T-MPLS 通过G.8113/G.8114定义的T-MPLS OAM 来检测路径故障，并支持两种保护方式：

·G.8131/Y.1382定义的线性保护倒换，为每条T-MPLS 路径提供1：1，1＋1和1：n保护。

·G.8131/Y.1382定义的共享保护环。

图19显示了SpirentTestcenterT-MPLS 保护倒换原理。

图19SpirentTestcenterT-MPLS 保护倒换时间测试

2.4.4.倒换时间计算

Spirent Testcenter 提供了两种倒换时间和收敛时间的计算方法：

·传统的基于丢包和发包速率的计算方法

·高精度采样图形方式

2.4.4.1. 传统基于丢包和发包速率的计算方法

在倒换时间或者收敛时间测试中，有一个端口用来发送验证流量，我们称此端口为源端口。其他端口为接收端口。从源端口以比较小的速率持续发送测试流量，比如100 帧/s。在切换过程中流量会从一条路径切换到另外一条路径，在这个过程中，会有少量业务丢失。所以整个测试过程中所有接收端口收到的流量会少于源端口发送的流量。切换时间可以按如下公式计算：

切换时间 ＝ (源端口发送的所有帧数- 接收端口收到的所有帧数)/ 帧发送速率

2.4.4.2. 高精度采样

Spirent Testcenter 另外提供了一个高精度采样手段，采样过程可以由特定事件触发，比如触发条件可以是”接收速率<100 帧/s ”。采样精度可以达到1ms，以图形化的方式精确的把整个倒换过程和时间显示给用。

3. OAM测试

OAM（Operations Administration and Maintenance，操作管理和维护）是监控和解决网络问题的工具。它能够报告网络的状态，使网络管理员能够更有效地管理网络。Ethernet OAM 主要包括以下3个方面：

图20高精度采样触发条件设置

图21高精度采样显示倒换过程和时间

·IEEE802.1ag 和 ITU-T Y.1731: 连通性故障管理(CFM， Connectivity Fault Management)， 提供端到端的以太网管理；

·IEEE 802.3ah: 提供点到点链路的故障检测，又称为Link OAM；

·E-LMI:定位于用户网络接口（UNI）的OAM协议，主要工作于用户边缘设 备和提供商边缘设备之间。

Spirent Testcenter 业界第一个而且是最完整的提供了802.1ag 和802.3 ah 测试解决方案。

3.1. IEEE 802.1 ag Link OAM测试

Spirent Testcenter 提供了完整的802.1ag Link OAM测试能力，包括：

· 支持有状态的802.1ag 协议仿真；

· 可以工作在主动模式(Active) 和被动模式(Passive) ；

· 支持链路状态监控，用户可以设置错误信号事件阀值，错误帧事件阀值，错误帧周期事件阀值和错误帧秒事件阀值，当上述事件发生时，通过事件通知方式通知对端OAM实体(被测设备)；

· 支持Link Fault， Dying Gasp和Critical Event 紧急链路事件仿真；

· 支持远端环回仿真(Loopback)；

· 支持远端MIB变量请求和响应仿真；

· 支持用户编辑Local Information TLV 和Organization Specific TLV；

· 支持单向模式；

· 提供本端和远端链路状态，802.1ag 协议帧，链路状态统计；

· 解析远端信息(Remote Information)；

· 支持协议一致性测试；

图22SpirentTestcenter提供最强大的802.3ah 统计和解析能力

3.2. IEEE 802.1ag / Y.1731 CFM 测试

Spirent Testcenter 提供了强大的802.1ag/Y.1731 测试配置向导，帮助用户快速仿真复杂的运营商以太网拓扑结构，验证被测设备和网络的CFM 功能和性能：

· 支持IEEE 802.1ag 和Y.1731 CFM 协议仿真，验证被测设备和网络的功能和性能；

· 每端口支持仿真1024个MP和1024 MA/MEGs，每个MEP可带最多10个MIPs，并形成不同复杂的网络拓扑，测试被测设备作为MEP和MIP的能力；

· 提供测试配置向导，并可预览仿真的拓扑结构，仿真的拓扑结构可以存成图片文件；

· 支持环回，Link-Trace, 连续性检测，RDI, AIS等等OAM功能；

· 用户可以定义MAC addresses, VLANs, MEG IDs/MAID, MEP IDs， levels和各种TLVs；

图23SpirentTestcenter802.1ag/Y.1731 测试配置向导

· 能够和PBB/PBT 测试结合起来，激活/关闭隧道，验证保护倒换和故障恢复事件测试；连续性检测的间隔最小可以到3.3ms，详见2.4.2 PBT 保护倒换测试；

· 支持CFM OAM 帧模版的编辑，发送CFM OAM流；

· 提供详细的统计，基于端口，MP和MA/MEG的包括各种OAM报文的收发个数，各种告警的统计，提供对端状态等；

· 支持一致性测试。

4. TDM 业务承载测试

NGN网络不会是一朝一夕就能建成的，现存的服务于PSTN公共语音通信业务的PDH/SDH网络还将会长期存在，网络上大量存在的用户TDM设备还将继续使用。为了保护用户在TDM设备上已有的投资，在下一代包交换网络中提供TDM业务接入和TDM数据透传能力是十分必要。

目前有几种在包交换网络中承载TDM业务的方案：

· RFC4553 SAToP提供针对E1/T1/E3/T3等较低速率的PDH电路业务的仿真功能。SAToP是用来解决非结构化，也就是非帧模式的E1/T1/E3/T3业务传

图24测试拓扑预览

图25802.1ag/Y.1731结果统计示例-CC统计

送。它将TDM业务都作为串行的数据码流进行切分和封装后在PW隧道上进行传输。

· RFC 5086 CESoPSN提供结构化的TDM业务仿真传送功能，也就是具有帧结构和TDM帧内信令的识别处理和传送功能。以E1为例，结构化的E1由32个时隙组成，除0时隙外，其他的31个时隙分别可以承载一路64Kbps的话音业务。0时隙用于传送信令和定帧符。CESoPSN协议可以识别TDM业务的帧结构，对于空闲时隙信道可以不传送，只将CE设备有用的时隙从E1业务流中提取出来封装为PW报文进行传送。同时提供对E1业务流中CAS和CCS信令的识别和传送功能。

· 在MEF 8.0定义了裸以太封装的TDM电路仿真报文，通过不同的ECID（电路仿真标识符）来区分不同的TDM电路仿真数据流。

另外MEF 也推出了MEF 18认证，作为在以太网上曾在TDM 业务的一致性测试规范。

思博伦通信的ANUE网络损伤仿真仪提供了MEF 18 测试套。ANUE是思博伦公司在损伤仿真方面推出的一个全新平台，它采用FPGA芯片架构，可支持双向100%全线速的流量， 在L1-L7 完成仿真丢包，延时，包抖动，包复制，包错误，带宽限制等功能。其主要特点包括：

· 能提供双向100%全线速性能损伤；

· 可支持随时间变化的时延损伤仿真，并能提供精确到1比特的时延损伤；

· 具有实时的数据统计和告警显示；

· 具有16个过滤器，通过与或组合可根据用户需求生成损伤；

· 提供了2000个字节的可编辑范围；

· 提供对现有网络损伤情况进行捕获并回放的功能；

· 提供G.1050标准的损伤模版。

图26ANUE网络损伤仿真仪

ANUE 通过对MEF 18 的支持，为客户进行认证测试前所进行的基准测试提供便利。该功能有如下特点：

完全遵循MEF18/G.8261规范：借助可复制的网络模型，用于MEF-18认证测试，测试完全遵循MEF18/G.8261规范。

预置的测试场景：与MEF-18测试例相对应的网络场景

简单快速完成测试：每一个测试模型通过“损伤表格”文件（.ait格式），导入到仪表，配合NetworkPlayback功能完成测试。

5. 总结

城域以太网技术正在越来越快的被部署，如何在研发，验证，工程建设和运营维护等各个阶段全面评估运营商以太网设备和网络，称为非常迫切的问题。思博伦通信城域以太网和运营商以太网解决方案，全面支持从传输，服务，管理等方面测试，是目前业界最为完整的城域以太网测试方案，正在帮助大量厂商，运营商完成下一代网络和业务的部署。