作者：畢立波  葛堅

    以太網技術自發明以來，取得了前所未有的成功。

    現在有成千上萬的用戶在使用以太網業務，而且這個數字還在快速的增長。以太網最初是用來提供網絡連接而不是用來提供業務的。隨著城域以太網業務的提出，業務供給商開始采用這種以太網“連通性”技術來提供以太網“業務”。因為IEEE802．3以太網協議還在繼續使用，因此為了生成一個以太網業務，需要加上和業務有關的屬性以及參數，本文將重點講述一下以太網業務屬性中的帶寬輪廓屬性。

    帶寬輪廓使得用戶可以按需購買帶寬，而業務供給商則可以根據帶寬的使用情況來收費并且為在帶寬輪廓內的業務幀提供性能保證并且根據帶寬輪廓來更加有效地規劃網絡資源。通過帶寬輪廓，業務供給商在每個用戶網絡接口(UNI)上可以提供多種業務同時每種業務都具有它們自己的帶寬輪廓。和基于時分多路復用(TDM)的業務相比，這種靈活性為業務供給商帶來了更高的利潤，同時降低了運營成本而且提供給用戶的是性價比更好的業務。

    一、帶寬輪廓參數

    城域以太網論壇(MEF)定義的帶寬輪廓參數包括：承諾信息速率(CIR)、承諾突發量(CBS)、極端信息速率(EIR)、極端突發量(EBS)、顏色模式(CM)、耦合標志(CF）。

    從用戶的角度，帶寬輪廓定義了在UNI答應進入供給商網絡的滿足“承諾信息速率(CIR)”以及“超額信息速率(EIR)”的以太網業務幀。答應沒有超過“承諾”信息速率的業務幀進入供給商網絡并且根據業務性能指標進行傳遞，例如時延、丟失率以及可用性等。這些業務幀屬于“輪廓內”或者和帶寬輪廓“一致的”業務幀；到達時高于CIR但是沒有超出EIR的業務幀也答應進入網絡，但是它們沒有任何性能保證，這些業務幀屬于“輪廓外”或者和帶寬輪廓“不一致的”業務幀。

    1．CIR和GBS

    CIR是業務幀根據業務性能進行傳遞的平均速率，CIR必須大于等于0。把和CIR一致的業務幀標記為綠色。平均速率超過CIR的業務幀與CIR不一致，可以把它們標記為黃色(假如EIR非0)，也可以丟棄(假如EIR等于O)。CIR為0意味著業務供給商沒有提供帶寬或者沒有為傳遞用戶業務幀提供性能保證。這就是通常所說的“盡力而為”業務，此時所有的業務幀都被標記為黃色。非O的CIR可以定義為小于或者等于UNI速率。假如在UNI上應用多個帶寬輪廓，那么每個帶寬輪廓的CIR值的總和必須小于或者等于UNI速率。

    CBS是和CIR一致的業務幀的最大字節數。CBS的值和應用的類型或者業務支持的的流量有關系。例如，對于一個支持具有突發性的基于TCP的數據應用來講，CBS會遠遠大于支持速率比較恒定的基于用戶數據報協議(UDP)的應用的業務，例如Voip。

    2．EIR和EBS

    EIR定義了大于等于CIR的可以進入供給商網絡的業務幀。注重這些業務幀和CIR不一致因此它會沒有任何性能保證地進行傳遞。EBS是指和EIR一致的業務幀最大的字節數。和EIR一致的業務幀被標記為黃色。平均速率大于EIR的業務幀屬于和EIR不一致的業務幀，會被丟棄。可以把EIR設置為低于或者等于UNI速率。非0的EIR必須高于CIR。

    3．CM

    CM是顏色模式參數說明了UNI是否支持顏色。MEF定義了“ColorBlindUNI和ColorAware U NI”兩種模式。關于這兩種模式我們將在下一節“帶寬輪廓的速率執行”中進行具體的講述。

    4．CF

    耦合標志(CF)的值為0或者1。CF值的選擇會影響到進入網絡的黃色業務幀的數量。CF為O，答應進入網絡的黃色業務幀的長期平均比特率受到EIR的限制，CF為1，答應進入供給商網絡的黃色業務幀的長期平均比特率受到CIR+EIR的限制。在這兩種情況下，答應進入供給商網絡的黃色業務幀的突發尺寸受到EBS的限制。

    二、帶寬輪廓速率執行

    1．帶寬輪廓算法

    從執行的觀點來看，通過一種算法來強制執行帶寬輪廓速率，通常這種算法是通過令牌桶算法來執行的(tokenbUCket)。MEF定義了一種2個速率，3種顏色標記的帶寬輪廓算法，這個算法可以通過2個令牌桶來執行，如圖1所示。一個桶，就是“承諾的”或者“C”桶。

    圖1  帶寬輪廓算法

    用來決定與CIR一致的、輪廓內的業務幀，另外一個桶，就是“超額的”或者“E”桶。開始的時候，每個令牌桶都裝滿了令牌。當業務幀進入供給商的網絡的時候，該算法根據從業務幀接收到的字節數來減少C桶(綠色令牌)中的令牌數量。假如綠色令牌存在剩余，那么業務幀與CIR一致，于是將業務幀標記為綠色并且答應進入供給商的網絡。

    綠色令牌用完后檢查E桶，看看E桶中的令牌(黃色令牌)是否還有剩余。假如還有黃色令牌可用，那么將業務幀標記為黃色并且答應進入供給商的網絡。假如沒有黃色令牌可用，那么將業務幀標記為紅色，并且丟棄。

    MEF還為該算法定義了一個附加的、可選的能力，就是說，在檢查EIR一致性的時候，可以把C桶中未用的綠色令牌加到E桶中。當這個能力可用，而且UNI運行在Color-aware模式的情況下，就會有更多的業務幀進入到業務供給商的網絡中。

    2．ColorBindandColor Aware UNI

    在ColorBlindUNI中，該算法會忽略任何用戶可能已經在他們的業務幀中標記的顏色指示。例如，用戶幀可能會通過IEEE802．1Q標記中的用戶優先級比特(802．1p)來標記用戶幀。在MEF中是指CE—VLANCoS比特。

    在ColorAwareUNI中，該算法會利用用戶在他們的業務幀上標記的顏色來決定對業務幀進行的操作。例如，企業網會利用IP的DiffServ結構在他們的網絡中提供QoS。通過差分服務代碼點(DSCP)對他們的IP包進行標記來指示包的顏色和業務類別(CoS)。CE設備將DSCP指示的顏色和CoS映射為業務幀的CE-VLANCoS(802．1p)值然后傳遞到供給商的網絡，在供給商的網絡中，根據網絡情況，會對不同的業務幀進行不同的處理，如在碰到網絡擁塞的時候，優先丟棄黃色的業務幀。該算法根據這些預先標記的顏色信息來決定速率執行的決定。

    例如，假設根據已經被映射為CE-VLANCoS的黃色的DSCP值，一個業務幀已經被用戶的CE設備標記為黃色。該算法就會旁路掉C桶，根據E桶來檢查這個業務幀的一致性。在ColorBlindUNI中，假如沒有黃色的桶可用，那么這些業務幀就會被聲明為紅色然后丟棄。假如有黃色的桶可用，在Color Blind UNI情況下，這些業務幀就會答應進入供給商的網絡。

    三、帶寬輪廓業務屬性

    MEF定義的帶寬輪廓業務屬性主要有三個方面，每個帶寬輪廓可以表示為。

    1．每個入口UNI的入口帶寬輪廓

    在這種模式下，必須給UNI處所有的入業務幀應用一種帶寬輪廓。圖2給出了每個入口UNI的入口帶寬輪廓的一個圖例。當UNl只支持一種業務的時候，這個帶寬輪廓比較有用。假如認為UNI是個管子，那么就可以把這個帶寬輪廓看作是UNI管子的直徑。通過改變CIR和EIR參數，就可以調節UNI管子的直徑。

    圖2  每個入口UNI的人口帶寬輪廓

    為了更進一步地理解這種帶寬輪廓的含義，我們來看兩個CIR和EIR值比較極端的例子。假設CIR=UNI的速率，那么所有業務幀都是輪廓內(綠色)的。這個配置和一個帶寬等于UNI速率的專線業務相似。假如CIR=0，那么所有業務幀都是輪廓外的。在這種情況下，EIR的值就變得非常重要。假如EIR小于等于UNI速率，那么所有和EIR一致的業務幀都標記為黃色并且可以進入供給商網絡，此時的網絡所提供的就是“盡力而為”的業務，網絡并不會為用戶的業務幀提供任何的性能保證。所有的和EIR不一致的業務幀(假如EIR

    2．每個EVC的入口帶寬輪廓

    每個EVC的入口帶寬輪廓為所有進入和一條特定的EVC相關聯的UNI的業務幀提供了速率強制的功能，如圖3所示。這為UNI處的每個EVC提供了更細致的帶寬治理。

    圖3  每個EVC的入口帶寬輪廓

    當UNl支持多種業務的時候，這個帶寬輪廓比較有用。假如認為EVC是較大的UNI管子中的小管子，可以認為這種帶寬輪廓就是每個EVC管子的打開的直徑。通過CIR和EIR的變化，可以調整EVC管子的直徑。

    下面給處了EVC的一個例子，該EVC用于具有不同的CIR和EIR值的兩個不同的業務。假設EVCl在兩個企業站點之間提供E-Line(VPN業務)，EVC2為一個ISP的Internet接入提供E-Line業務。在這個例子中，UNI的速率為100Mbit/s，EVCl的CIR=10Mbit/s，EIR=100Mbit/s；EVC2的CIR=40Mbit/s，EIR：100 Mbit/s。通過EVCl構建的E-Line業務和一個虛擬專線業務相似，答應的突發速率可以達到UNI的速率，所有≤10 Mbit/s的業務幀作為輪廓內(綠色)的業務幀都答應進入MEN中。通過EVC2構建的E-Line業務用于Internet接入并且答應突發到UNI的速率，同時所有的≤40 Mbit／s的業務幀都作為輪廓內(綠色)的業務幀答應進入到MEN中。此時所有EVC的CIR總和必須≤UNI的速率。

    3．每個CoS的入口帶寬

    每個CoS的入口帶寬輪廓為一個給定類別的業務的所有業務幀提供速率強制策略。這個類別的業務通過由對來決定的CoS標識符來標識，因此將這個帶寬輪廓應用到一條具有特定的CE-VLANCoS值或者一系列值的EVC上的業務幀。MEF定義的CE-VLANCoS和IEEE802．1Q標簽中的用戶優先級(802．1p)比特相似。圖4說明了如何把每個CoS的獨立入口帶寬輪廓應用在EVCl上發送的業務幀上，EVCl分別標記為CE-VLANCoS7、6以及CE-VLAN CoS4、3、2、1、0。

    圖4  每個CoS的入口帶寬

    四、結語

    用于以太網業務的帶寬輪廓答應業務供給商用低于UNI速率的粒度來銷售他們的帶寬，更加有預見性地治理他們的網絡并且為輪廓內的流量提供性能保證。因此用戶可以按照他們的需求來購買帶寬并且依照他們的需求付費，而無需像TDM其它其它的2層業務那樣，在進行帶寬擴展的時候，需要增加新的硬件、接口或者設備從而導致為了滿足帶寬需要可能就會有大量的資源被浪費掉。也正因為如此，以太網業務會擁有更加美好的前景。