【文章內容簡介】 o 7 5X XC i s c o 7 5X XC i s c o 7 5X XC i s c o 7 5X X C i s c o 7 5X XC i s c o 7 5X XC i s c o 7 5X XC i s c o 7 5X XA B654 321 假設有兩種數據流量，一種集中地分布在路由器 6 和 A 之間，另一種則集中地分布在路由器 3 和 B 之間。如果采用以前 FDDI 或 Token Ring之類的環(huán)路技術，這兩種數據流量不可能在環(huán)上同時存在。為什么呢？因為以前的數據環(huán)路技術對數據包采用“源剝離”的工作機制，當路由器 A 向路由器 4發(fā)送數據包，數據包被路由器 4 接收到后，仍需沿著路由器 321B 的環(huán)路網段傳回源節(jié)點 A(當然也就占用路由器 321B 環(huán)路 網段的帶寬 )。帶寬被占用了，路由器 321B 之間的另一種網絡數據流量當然也就不可能同時傳輸了。而當采用了 SRP 技術后，由于采用“目標剝離”的工作機制，當路由器 A 向路由器 4發(fā)送數據包，數據包被路由器 4 接收到后，便直接從環(huán)路上剝離，無需占用路由器 321B 之間的環(huán)路網段，使得該環(huán)路網段處于空閑狀態(tài)，另一種數據流量便可以進行“環(huán)路空間復用”，與第一種數據流量在 DPT 環(huán)上同時并行傳輸。 SRP數據包解析 IP包的兩次封裝 SRP 是一種全新的、可適用于 LAN、 MAN、 WAN 多種應用的第二層（ MAC）協(xié)議，并且 ， SRP 與物理傳輸介質無關 SRP 數據包目前支持 SONET/SDH 的幀封裝格式。來自網絡第三層的 IP 數據包經過 SRP 包頭和 SONET/SDH 包頭兩次封裝后，可在“ Dark Fiber、 SDH、 WDM”不同的物理設備上傳輸。一個 IP 數據包經由 SRP 和 SONET/SDH 兩次封裝的示意圖如下： 廣西廣電綜合業(yè)務數據網技術建議書 第 13 頁 SRP 數據包的字段組成 下面我們將針對 SRP 數據包的各字段內容作一詳細的分析和介紹。首先來看一下一個完整的 SRP 數據包各字段組成情況（參見下圖），圖中給出的是一個SRP 控制包的各字段組成情況 對于 SRP 數據包 ，只要將圖中的 Control Type字段和 Payload Length 字段均歸屬為 Payload 字段即可。 SRP 包頭中的第一個字段 TTL 表示該 SRP 數據包的生存時間，由 11bit 的信息組成。 SRP 數據包在環(huán)上每經過一個節(jié)點轉發(fā)一次， TTL 字段的值將遞減一次，當 TTL 字段的值遞減到 0 時，該 SRP 數據包將從環(huán)上被剝離。 SRP 包頭中的第二個字段 RI 只含一個 bit 的信息，意為環(huán)標識 (Ring Identifier)。 當 RI 值為 0 時，表示內環(huán) (Inner Ring)；當 RI 值為 1 時，表示外環(huán)(Outer Ring)。 SRP 包頭中的第三個字段 DS 同樣只包含一個 bit 的信息，意為“目標剝離開關 Destination Strip”。 當 DS 值為 1 時，表示數據包將采用目標剝離的方式；當 DS 值為 0 時，表示數據包將采用源剝離的方式 (一般應用于多播 Multicast 應 廣西廣電綜合業(yè)務數據網技術建議書 第 14 頁 用場合 )。 SRP 包頭中的第四個字段 PRI 為“優(yōu)先級字段 Priority Field”，共包含 3 個bit 的信息。 PRI 字段用于標識 SRP 數據包的優(yōu)先級， PRI 的取值越大，表示 SRP數據包的優(yōu)先級越高。 SRP 包頭中的第五個字段 MODE 包含 3 個 bit 的信息，其各種取值的含義列表如下： MODE 取值 含義描述 000011 未使用 100 拓樸控制信息 101 保護交換控制信息 110 MAC Keepalive 控制信息 111 保留 SRP 包頭中的第六個字段 USAGE 共包含 12bit 的信息，其中的信息含義主要包括 SRPfa 公平算法相關的帶寬信息。關于 SRPfa 算法，在后面的小節(jié)中將加以詳細描述。 SRP 包頭中的第七個字段 P 只包含一個 bit 的信息，為校驗位，用于對 SRP包頭的前 31 位信息作奇校驗。 在 SRP 包中的“協(xié)議類型 (Protocol Type)”字段，共包含 16bit 的信息，目前支持下面三種取值選項： Value Protocol Type 0x2020 SRP Control 0x0800 IP Version 4 0x0806 ARP 當“協(xié)議類型”字段通過取值 (一臨時數值 )標識該 SRP 數據包為“ SRP 控制包”時，“目標 MAC 地址”字段的值將被設置為 0x0。所有除 keepalive 之外的控制包在 DPT 環(huán)上均以最高的優(yōu)先級傳輸（ PRI=0x7）。 SRP 包中的“控制類型 (Control Type)”也是 16bit 字段，目前只有兩種取值選擇，以代表兩種不同的控制信息類型： Value Control Type Description 廣西廣電綜合業(yè)務數據網技術建議書 第 15 頁 0x0001 Topology Discovery 0x0002 IPS message 0x00030xFFFF Reserved SRP 包中的“ Payload Length”為 16bit 字段，顧名思義，它代表 SRP 控制信息的有效載荷長度。 SRP 包的接收處理方式 SRP 包有兩種，一種為數據包，一種為控制包。數據包可以是單播 (unicast)數據包或多播 (Multicast)數據包；控制包則根據“控制類型” (Control Type)字段的不同取值代表不同的含義，目前控制包的類型可分為“拓樸發(fā)現(xiàn)”控制包和“ IPS消息”控制包兩種類型。一個 SRP 包流經環(huán)節(jié)點時，根據實際情況可能遇到的處理方式概括起來有如下幾種： 剝離 (Stripped) 轉發(fā) (Forwarded) 接收 (Received) 接收并轉發(fā) (Received amp。 forwared) 回繞 (Wrapped) 直通 (Passthrough) 由于控制包是以“點到點”的方式傳送，因而對于所有的控制包，在流經環(huán)節(jié)點時，將從環(huán) 中剝離，環(huán)節(jié)點在對控制包進行處理時無需進行源地址和目標地址的檢查。 當 SRP 數據包流經環(huán)節(jié)點時，如果該節(jié)點并不是數據包的最終目標節(jié)點，或者該數據包是一個多播 (Multicast)數據包，或者數據包中“目標剝離”字段的值為 0(DS=0，表示源剝離 )，該節(jié)點將檢查該數據包的生存時間 TTL(Time to Live)，如果 TTL=1，則將該 SRP 數據包從環(huán)中剝離；否則便將 TTL 值遞減后將該數據包轉發(fā)至 transmit 緩沖區(qū)，使得該 SRP 數據包能夠繼續(xù)在環(huán)上流動至下一節(jié)點。 廣西廣電綜合業(yè)務數據網技術建議書 第 16 頁 SRP公平算法 SRPfa的定義及主要 特性 DPT 環(huán)上的每個節(jié)點都執(zhí)行著一種算法的分布式拷貝，以保證在 DPT 環(huán)的所有環(huán)段上均能實現(xiàn)全程公平 (Global Fairness)、本地帶寬優(yōu)化和帶寬可伸縮性。該算法便稱為 SRP 公平算法 (SRP fairness algorithm)，簡寫為 SRPfa。 SRPfa 的主要特性有如下幾點： 全程公平 (Global Fairness) 環(huán)上的每個節(jié)點通過控制數據包被轉發(fā)到環(huán)上的速率來獲得對環(huán)路帶寬的公平分享，從而避免數據包在流經環(huán)路節(jié)點時發(fā)生帶寬匱乏或過度延遲的現(xiàn)象。 本地優(yōu)化 (Local optimization) 本地帶寬優(yōu)化特性是指環(huán)路節(jié)點在公平分享環(huán)路帶寬的基礎上，充分利用SRP 空間復用技術來最大程度地利用本地環(huán)路網段的帶寬。 可伸縮性 (Scalability) SRPfa 可用來對分布于不同地理位置的、由大量路由器構成的環(huán)進行高效的帶寬控制，支持的路由器節(jié)點數可多達 128 個，支持的環(huán)路速率可高達OC48c/STM16c 和 OC192c/STM64c。 注： 目前只有由 3 個以上 SRP 節(jié)點構成的 DPT 環(huán)才支持 SRPfa 公平算法； 目前一個 DPT 環(huán)上所能支持的最大節(jié)點數一般不超過 32 個。 SRPfa的工作機制 前面我們曾提到過， SRP包頭中的第六個字段 USAGE(12bit)記錄有與 SRPfa公平算法相關的帶寬信息。下面我們將詳細介紹 SRPfa 公平算法在 DPT 環(huán)中的工作機制。 當一個節(jié)點在環(huán)上碰到擁塞情形時，它將向上游鄰節(jié)點發(fā)送根據接收帶寬計算出的 Usage(使用率 )信息。當一個節(jié)點從其下游節(jié)點接收到一個較低的 Usage信息時，它將該信息向上游轉發(fā)。上游鄰節(jié)點對接收到的 Usage 信息進行檢查以確定是否自己導致?lián)砣绻亲约簩е聯(lián)砣?，?jié)點將暫時扼殺經由該節(jié)點加入DPT 環(huán)的數據包，并向上游 轉發(fā)其收到的 Usage 信息；否則節(jié)點將會向其上游 廣西廣電綜合業(yè)務數據網技術建議書 第 17 頁 節(jié)點轉發(fā)公平信息。 Usage 信息的上游轉發(fā)過程將一直繼續(xù)，直至 Usage 信息傳達到導致環(huán)路擁塞的所有節(jié)點源。 SRPfa 包含兩個門限值變量： MAX_USAGE 和 ALLOW_USAGE。MAX_USAGE 是一預先配置好的靜態(tài)參數，用來控制節(jié)點將傳輸隊列流量插入DPT 環(huán)的最大速率。 ALLOW_USAGE 則是一動態(tài)參數，標識節(jié)點可傳輸流量的最大值，該門限值根據從下游鄰節(jié)點接收到的 Usage 信息作定期更新。 IPS智能保護交換 “智能保護交換” (IPS)，類似 于 SONET/SDH 環(huán)的故障自愈能力，可以對DPT 環(huán)實行性能監(jiān)控。當 DPT 環(huán)上的某個節(jié)點或某段光纖鏈路出現(xiàn)故障或者是由于信號衰減原因而導致 DPT 環(huán)不能正常工作時，利用“智能保護交換” (IPS)，可以實現(xiàn)環(huán)網的快速自愈功能和 IP 服務的快速恢復。 下圖給出一個 DPT 雙環(huán)網在其中一段光纖物理割斷后，利用 IPS 實現(xiàn)故障自愈的一個典型示例： D e t e c t s Alar m s an d E ve n t san d Wr ap s Rin g ~ 50 m s G S RG S RFib er Cu tFib er Cu tC i s c o 75 X XC i s c o 75 X XC i s c o 75 X XC i s c o 75 X XC i s c o 75 X XC i s c o 75 X XC i s c o 75 X XC i s c o 75 X XG S RG S R 在 DPT 環(huán)正常工作時，與 IPS 相關的流量都處于極小化狀態(tài)；而在環(huán)路故障和恢復期間，與 IPS 相關的流量將加速流動，以促 進環(huán)路的快速恢復。 我們知道， SONET/SDH 環(huán)具備一整套性能監(jiān)控和故障自愈的機制，稱為APS。與 APS 類似，智能保護交換 IPS 可為 DPT 環(huán)提供如下特性： 通過 SONET/SDH 的 overhead 字節(jié)，提供 Proactive 性能監(jiān)控以及故障檢測與隔離機制。 檢測到網絡第一層的故障 /事件后，通過環(huán)路 Wrap 方式將失敗的光纖或節(jié)點 廣西廣電綜合業(yè)務數據網技術建議書 第 18 頁 迂回旁路，目前一般在 50ms 左右可實現(xiàn)故障自愈 (DPT 環(huán)恢復的時間依賴于環(huán)的直徑 )。需要說明的是，該過程對于第三層路由協(xié)議是完全透明的。 用于多重并發(fā)故障 /事件的保護交換層次 (等級 )。 然而，與 APS 不同的是， IPS 提供一套附加的包優(yōu)化機制如下： 不依賴 SONET/SDH 的 overhead 字節(jié)，使得 IPS 在非 SONET/SDH 結構 (如Dark Fiber 和 WDM)上可以執(zhí)行； 無需第三層路由協(xié)議重新收斂，提供 50ms 的 IP 服務恢復機制 (包括多于 16個節(jié)點的大型環(huán) )； 無需預留專門的保護帶寬。采用 DPT 環(huán)后，將不再需要預留 50%的保護帶寬用于故障恢復； 提供多層警告提示功能和附加的包優(yōu)化功能。 IPS 不僅僅在網絡的第一層，同時可在網絡第二、三層來對事件進行監(jiān)控和處理。附加的包優(yōu)化功能如在 某些影響第三層事件的服務中，可設置“包直通”模式，以避免環(huán)路進入 Wrap 工作方式。 提供即插即用的操作功能。 IPS 不需要繁雜的準備工作和配置步驟 (包括環(huán)節(jié)點名 /地址和拓樸映射構造 )。 DPT與 IP 服務的集成 DPT 在分組優(yōu)化傳輸方面具備一些非常好的關鍵特性，這使得現(xiàn)有的和新一代的 IP 服務可被透明拓展應用到城域網 MAN 和廣域網 WAN 上。 DPT 的這些關鍵特性主要體現(xiàn)在如下幾個方面： 包優(yōu)先級 數據包經過分類后，統(tǒng)一分成高、低兩種優(yōu)先級。低優(yōu)先級的數據包在環(huán)上按照“ besteffort”的方式進行處理；高優(yōu) 先級的數據包則會得到優(yōu)先處理，以滿足那些需要帶寬保證、延時和抖動控制的 IP 服務需求。 SRP 數據包的優(yōu)先級字段是由導引該數據包進入 DPT 環(huán)的節(jié)點設置的，該