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发布日期: 2011年4月8日

利用新型性能端点设备解决网络运营商的难题

最近几年,由于基于以太网的解决方案的普及性、易用性和经济高效性,以太网服务部署迅猛增长。随着以太网流量(无论是驻地还是商业)的指数性增长,用于无线回传的分组服务的出现,增大了网络压力。

环回解决方案已经成为网络测试的必需设备,因为它们通常提供地址交换功能用于实现对交换和路由网络的兼容。运营商以太网的出现引入了一系列非侵入性测试协议,例如以太网OAM CFM套件(IEEE 802.1ag和ITU-T Y.1731),现在它们提供用于连续网络监测和服务保障的功能,而不需要中断客户信息流。现在,随着BV10性能端点设备的推出,将这两方面的功能组合到了一台设备中。

网络运营商的难题

随着网络运营商将其关注焦点从为数据服务提供以太网管道转到成为运营商,它们在执行测试和故障排除时必须面对许多问题。网络运营商的难题的实例如下:

  • 随着网络使用的增加,运营商开始厌倦将技术人员派往现场或客户驻地执行故障排除。例如,典型的上门服务成本在250至600美元之间,而随着故障排除日益复杂,其成本很容易超过这些值。上门服务的另一个缺点是操作效率低,因为运营商指派高成本的技术人员进行故障排除,而没有使用这些资源来解决更深入的问题或维护。网络运营商需要一种经济高效的长效解决方案,其允许技术人员和工程师在不得不上门服务前就能快速解决故障申告。
  • 网络现在承载了性能敏感的应用,例如三重播放服务,与传统数据服务相比,它们对某些性能参数(如数据包延迟和数据包抖动)更加敏感。随着这些服务的普及,网络运营商必须始终确保网络性能维持在已确立的准则内,从而保证客户的高体验质量(QoE)以及能够符合服务等级协议(SLA)。运营商必须找到办法来随时测量和评估性能而不中断正常信息流。
  • 基于电话和便携式设备的数据服务导致传统移动网络的带宽剧增。移动网络运营商已经利用以太网来创建有效且经济高效的分组网络,以应对移动回传的带宽限制。随着网络运营商推出这些新型以太网服务,它们必须验证并确保这些新业务如预期那样执行,这可能会导致成本的增加,并且许多运营商必须走捷径来满足紧张的预算。
  • 随着节点数量的增加,尤其是对于移动回传,运营商需要采取合算的方式来持续监测链路。通过在网络的多个位置部署响应器设备,运营商减小了片段长度,增大了监测系统的粒度。然而,在使用标准工具的情况下,在每个站点部署响应器将导致成本过高。

这些问题都是网络运营商所头疼的难题,并且需要一种经济高效并且有效的响应器和环回解决方案才能解决。

响应器和测试端点替代方案

运营商在测试和确保服务完整性时始终会遇到许多挑战。随着网络的发展,运营商现在必须更快进行测试,同时保证对客户的有限影响。典型的测试操作包括两个重要元素:主设备(或发生器),其主要用于生成进入网络的测试流量并分析或收集测试结果;响应器,其充当网络中测试流量的目的地。

网络运营商已经借助大量解决方案来解决这些各种各样的难题。由于测试端点各自的限制,出现了一些替代设备。

物理环回设备

物理环回设备是测试点的最早形式,其由基本连接RX和TX接口的物理设备组成。这些设备仍然用于线路可完全环回而不会有任何问题的电信应用。然而,对于数据网络,物理环回设备的用途极为有限,并且只能用于第1层测试;虽然它们是透明网络的理想之选,但却不能在分组交换网络中使用。

上门服务/便携式测试装置作为响应器工具

便携式测试设备早已是测试点的首选解决方案。在特定站点部署使用可提供测试点功能的便携式设备的技术人员,而位于中心点的另一名技术人员可对该便携式设备执行测试。此解决方案仍需要上门服务,这应该是常规程序方法之外的最后一着。如果便携式测试设备可以提供双向结果(A至B和B至A),这就提供了丰富的故障排除信息。然而,派遣技术人员实现简单响应器功能常常利用许多便携式设备来实现,降低了此方法的效率。

使用NID进行测试

网络接口设备(NID)是一款小巧的设备,能够安装在客户网络的边缘,提供专用QoS实施。这类设备的主要作用是提供分界功能并增强流量整形和整理功能,而不会限制执行广泛的路由和交换功能。这些设备还提供一些测试功能,如环回功能以及对802.1ag和Y.1731 OAM的支持。在主动测试场景中,这些设备被配置作为环回设备使用。然后,便可以从集中测试点到NID环回进行测试,也可以从位于特定测试点的便携式设备到环回中的NID进行测试。

理想情况是,所有传送点均部署了NID,并且这些设备具有减少上门服务的测试优势,因为可以远程激活环回功能。由于设备始终位于这个点上,因此无需派遣技术人员前往已经具有环回设备的测试现场。此方法的另一项优势是能够简化故障排除工作,因为可以通过执行到该环回点的测试来快速评估客户申告,从而验证问题到底是发生在从测试点到NID位置还是发生在NID位置和客户设备之间,这样便可减少上门服务的次数。

然而,由于测试功能只是NID实际功能的一小部分,因此NID是较昂贵的解决方案。如果仅将这些设备用作响应器工具,则这种低利用率导致的高成本会影响网络管理员,使其无法将大量这类设备部署在不同位置。而且,NID内嵌在网络中,如果仅用作响应器,则可能成为不必要的额外故障点。最后,NID是更为复杂的设备,会增大测试周期的复杂度。

BV10性能端点设备的推动因素

下面介绍BV10,其设计用于与EXFO整个数据通信产品线互操作并作为其配套产品;EXFO数据通信产品线涵盖从小型便携式AXS-200/850以太网测试设备到强大的手持式FTB-8510B/G Packet Blazer以太网系列,再到中央RTU和Brix监测产品线。

BV10力图通过提供创新设备来解决网络运营商的难题,在单一设备中提供所有替代方案的理想性能,并满足三个关键目标:

第一,通过在单个设备中提供强大的并行响应器功能,BV10利用基于标准的工具来实现高效远程网络维护和故障排除。这些工具包括:

  • 环回功能,其提供具有第2、3、4层交换功能的线速环回解决方案来实现分组网络上的响应器功能。通过选择应用的层,网络运营商可以对以太网和IP网络执行性能测试,而不用中断网络设备的转发表。可选择的模式提供通用应用,因为BV10可与现场几乎所有测试设备互操作。
  • BV10按照双向主动测量协议(TWAMP)提供响应器功能。此协议由RFC 5357定义,可根据单向测试协议提供的指标实现两台主机之间的双向或环回测试协议。测量指标包括环回数据,例如数据包丢失、环回延迟、延迟变化或数据包抖动和失序。
  • BV10通过对IEEE 802.1ag和ITU-T Y.1731 OAM CFM功能的支持来实现OAM功能。通过这些功能,BV10可以提供非侵入性的带内测试功能来测量性能指标,如延迟和数据包抖动。
  • 用户数据报协议(UDP)回波响应是一种环回应用,其中信息流被发送至特定 UDP端口(端口7回波)并通过地址交换环回。
  • Ping请求/回复:BV10配置有IP地址,因此将响应ping和ARP请求

第二,BV10专为非常高的经济高效性而设计,并且从最初就按照合适的价位进行构想。BV10专注于测试,价格具备竞争力,拥有成本和操作成本远远低于便携式测试装置或NID(只考虑测试功能时)。

最后,运营商通过利用BV10的低成本特点,能够使其预算最大化并在重要位置安装许多BV10设备,实现BV10的最终目标,即实现网络范围内性能可见性的可扩展性。

利用网络中的多个BV10设备,响应故障申告的技术人员可以对导致通道定位问题的不同段进行快速故障排除,并确定哪个段出现故障,从而提供更好的网络可见性。此外,通过将这些功能与监测系统(如BrixNGN下一代服务保障软件)相结合,运营商可以通过基于OAM标准的全天候监测更加深入细致地查看网络的健康状况,从而缩短对出现的任何问题的响应时间。

 

物理环回

便携式测试装置

NID

EXFO 的 BV10

成本

高:需要上门服务

对于简单测试应用而言较高

易于使用


需要复杂配置

固定用途

环回

***仅第1层

802.1ag/Y.1731

TWAMP

Ping

UDP回应

并行环回响应器功能

网络中的BV10

BV10可用于各种测试场景中,以更好地评估网络性能。

BV10可安装在网络的多个重要位置,例如交换中心、数据中心、相邻配电柜和重要客户所在地,以提供环回或响应器功能。将BV10放在这些重要的汇聚位置,通过将其进一步分成更小区域提供了对网络增强的可见性。

对于移动回传应用,可在每个信号塔安装BV10,以使用以太网CFM等协议提供在线测试功能。通过在移动回传上部署BV10,网络运营商可以持续执行监测评估,并确保快速监测移动网络的任何性能降低。

BV10在网络生命周期中的应用

EXFO的生命周期理论提出,网络的安装和运行共有四个不同阶段。这些阶段涵盖了网络的整个生命周期,包括从初始安装阶段到服务开通和试运行再到服务监测和故障排除阶段在内的各个阶段。

EXFO生命周期解决方案围绕关键元素构建,完整涵盖网络的各个方面,其包括:

  • EXFO的 Brix系统,它是功能完备的服务等级管理系统,使用探测器(硬件)来主动测试在线网络的所有OSI堆栈层。由于能够测试VoIP和视频之类复杂度极高的协议,因此该系统还用于进行网络服务的IP和以太网测试。此外,管理和展示操作均集中于BrixWorx关联和分析软件引擎,能够实现管理报告、容量报告和运行报告这些功能。
  • 运营商可利用EXFO的RTU-310 IP服务测试头确保基于以太网的服务的可靠性和性能。该测试头具有广泛的测试功能,可为服务开通、故障排除以及验证运营商与其客户之间的SLA提供所有必要的测量工具。
  • EXFO的便携式测试工具(如FTB-200紧凑型平台和FTB-1平台),能够提供强大的以太网现场测试功能。FTB-8510B Packet Blazer以太网测试模块或专用的FTB-860 NetBlazer系列(安装在FTB-1中),用于简化和加速以太网服务的部署。

凭借其线速环回功能以及用于环回测试的地址交换功能,BV10成为EXFO网络生命周期的重要元素。至于监测和非侵入性测试,BV10通过为以太网OAM/CFM(802.1ag和Y.1731)以及双向主动测试协议(TWAMP)提供响应器支持,来与Brix系统互操作。

安装阶段

在安装阶段,运营商建造新的信号塔、部署光纤并安装转发设备以将新开发的产品连入网络。在此阶段,BV10提供综合环回解决方案。

一旦光纤铺设完毕并且网络设备安装在了适当位置,运营商通常会执行误码率测试(BERT)来证明网络的稳定性。在安装阶段连接并配置为第2层环回的BV10为网络运营商提供了在光纤安装完成后立即运行BERT的能力,确保了服务开通后的无差错传输。可从中央位置或从处于中间测试站点的便携式测试装置执行BERT会话。

新站点安装完毕时,网络运营商必须确保现有网络服务不受影响并且新站点按预期提供服务。现有的BV10可实现连续的环回以及802.1ag和Y.1731响应器功能,从而通过EXFO服务保障的Brix NGN系统连续监测现有系统。

服务开通和试运行

完成安装阶段后,网络运营商必须立即设置基准并执行服务开通测试,以在提供线路之前确保质量和性能。此阶段非常关键,因为其将证明线路能够提供SLA中规定的性能,这也是在向客户交付之前客户鉴定网络的最后一关。

开通阶段是围绕长期性能构建的测试阶段,在规定的连续时期会将新线路保持在一定的负荷下,并且会定期测量其性能以确保总是满足最低关键性能指标(KPI)。

凭借BV10,网络运营商可以使用EtherSAM、RFC 2544或以太网OAM/CFM测试流程等方法高效执行服务开通和试运行。BV10可提供高达线速的连续环回功能,从而证明线路的最高性能。

此外,在试运行阶段,运营商可以依靠BV10的802.1ag和Y.1731响应器功能,来处理来自中央管理系统的请求和连续监测网络的合规性。

BV10的一个重要功能是同时支持所有响应器功能,不愧为网络工程师的得力助手。此功能确保一旦安装并配置BV10 后,网络运营商能够执行环回和响应器类型的测试,而不必更改设置或派遣技术人员重新配置。此强大功能确保了该设备可适应任何测试并在测试周期内提供极好的灵活性。


此场景重点突出了BV10的关键功能,即能够同时支持环回和CFM响应器。一旦网络运营商安装并配置好BV10,就可以执行任何测试,而不用派遣技术人员进行重新配置。这种灵活性考虑到了完整的测试进程,同时充分利用了BV10的功能。

一旦线路符合所有规格,就可完成称为“诞生证明”的基准报告。这时,线路就可以投入服务或交付给客户。

监测和故障排除阶段

一旦线路投入服务,网络运营商必须持续监测服务,以确保其始终符合预期的KPI。诸如EXFO服务保障的Brix系统之类的管理系统会持续监测链路并将所有数据集中,确保能够检测到并定位任何故障,从而快速解决任何问题。

另外,BV10通过为以太网OAM/CFM 802.1ag和Y.1731或RFC 5357 TWAMP提供响应器功能,完善了监测阶段。为了更好地了解网络,运营商可以利用BV10的低成本特点,在重要节点和位置部署多台设备。通过缩短网段的长度,网络运营商能够快速确定故障位置并更好地了解网络。此外,BV10通过为集中型测试系统或现场技术人员操作的便携式设备提供环回和响应器功能,完善了故障排除阶段。

结论

作为一款革命性的工具,BV10使得网络运营商和相关技术人员能够为生命周期的所有阶段提供全面而完善的响应器功能。BV10是任何网络的理想配套产品,因为其具有以下三种特性:此工具十分合适,专为满足对测试响应器和环回功能的需求而设计;以理想的价格用于适合的应用;可实现网络范围性能可见性的可扩展性。