MPLS Japan 2011 パケット網のOTN網収容におけ …...OTN...

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MPLS Japan 2011

パケット網のOTN網収容における考察

24/Oct/2011 栃尾祐治

(株)富士通研究所ネットワークシステム研究所

発表内容 nはじめに n自己紹介、MPLS-TP 少しだけ。。。

nG.709概要とOTNネットワークへの期待 n特徴・期待 nOTNをめぐる標準化動向

nパケット網のOTN 網への収容方法に関しての考察 n E-Line収容 n E-LAN収容

• PBB-VPLS (MPLS)との対比 n E-OTN

• 標準化議論(IEEE, ITU-T 間) で課題になったEthernet のOTN 収容について考察

nまとめにかえて

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n G.709概要とOTNネットワークへの期待

OTN 階層構成 n大きく分けて電気（ディジタル）IF と光・波長 (アナログ) IF に大別 n今回のターゲットは電気IF

4

Client

Client OH

OPU OH

ODU OH FEC

OCh

l1 l2 l3 l4 l5 l6

OMS

OTS

OTS

OS

OS

OS

光波長スイッチ

OR

OR

OR

OTS OTS OTS OTS

OMS OMS

OPU/ODU/OTU/OCh

Client信号を収容・転送する電気インタフェース

WDM信号の各波長に関する光インタフェース

client

client

client

client

client

client 光アンプ

光合波器光分波器

光受信器光送信器

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OTN (ITU-T G.709(2009)) 近況と特徴 n複数クライアント収容 n多重化階梯

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OTN

OTN network OTN

SDH network

OTN OTN

SDH SDH

SDH

SDH

OTN

Ethernet network

OTN 網 IF クライアント網 IF 100GbE

40GbE

10GbE

1GbE

OTU4(112G)

OTU3(43.0G)

OTU2(10.7G)

OTU1(2.6G)

STM-256

STM-64 STM-16

ODU1 (L) STM16 OTU1

ODU2 (L)

ODU2 (H)

OTU2 STM64

ODU2e (L)

ODU3 (L)

ODU3 (H)

OTU3

10GbE

ODU4 (H)

ODU0 (L) 1GbE ODU1 (H)

ODU4 (L) OTU4 100GbE

STM256 40GbE

ODUflex (L) NEW client

GFP-F Frame


OTN ネットワーキングへの期待 n応用例: 顧客拠点間での 1GbE 回線接続サービス提供

nOTN 導入のメリット n低遅延なサービス回線 (PW/MPLS相当)提供 n LO/HO ODU (多重化)導入により以下のことを実現

• 物理回線 (HO ODU) に依存しないサービスとしてのODU(LO ODU)提供 • ネットワークリソースの最適化(収用効率・最適経路)の実現

6 6

A

B

C

D E

OTU2 OTU3

OTU2

ODU0

OTU2 OTU2

OTU2

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1GbE 1GbE X

Y

OTNをめぐる検討項目(標準化動向) n ITU-T nG.709 (OTNインタフェース) nG.798 (装置特性)

• G.798.1 (装置タイプ規定), E-OTN (あとで説明) n Protection

• G.873.1 (線形, HO/LO 多重も考慮(2011)) • G.873.2 (リング (12月コンセント予定))

nアーキテクチャ • G.872: All optical network アーキ導入 (12月改訂コンセント)

n IETF nG.709v3 に基づく、GMPLSプロトコル拡張

• Framework, Info model, Signaling (RFC4328拡張), Routing

nOIF n 上記 G.709v3 拡張に伴う E-NNI 拡張

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nパケット網のOTN 網への収容方法に関しての考察


パケット網のOTN網収容 n Ethernetとして実現されるサービスとしては以下のものが存在 n基本は MEF 準拠 n E-Line (Point-to-point) n E-LAN (Multipoint 接続) n E-Tree (Point to Multipoint, Root - Leaf)

n以下の資料では、OTN網で E-Line, E-LANの収容を実現する際のOTNエッジについての考察について述べる n更に E-LAN では、VPLS との差分を検証する


コア網 (OTN, WDM)

メトロ網 (Ethernet)




論理接続

実接続コア網 (OTN, WDM)



実接続

E-line E-LAN

E-Line OTN収容の要求事項・課題 n EPL (Ethernet Private Line)と EVPL (.. Virtual) で分類

n EPL & EVPL 共通課題 n G.709 に基づく OPU 収容

• EPL は、ODUk への直収 / EVPL は、GFP マッピングが基本 à 課題② n 警報転送 à 課題①

• Client (Ethernet) Link の警報を転送できること • End-End で Y.1731/IEEE802.1agサポート、Edge間でY.1731 ME のサポート • G.709/G.798定義OAM連携

n Linear Protection

n EVPL に特化した課題 n VLANに基づく Mapping (スイッチング) n Per VLAN 毎のCoS制御、または帯域制御 (MEF 規定) n OAMサポート


UNIUNI UNIUNI

E-Line OTN収容の課題① (OAM・警報) n OAM (警報転送・管理)からみた E-line アーキテクチャ

n PE (OTN Edge) での Ethernet 層と OTN層or 物理層との Interwork が課題


ETH OAM (End-to-End)

ETH OAM (PE-PE)

ETH OAM (CE-PE)

ETH OAM (CE-PE)

ODU OAM (TTI, BDI, CSF…) Ethernet link (PHY) OAM

Ethernet link (PHY) OAM

Och, OTU 警報機能等

Och, OTU 警報機能等

EPL EVPL

Ethernet link (PHY) OAM ODU OAM

Peer

OTU, OCh

Server/Client

ETY/ETH ODU/ETH

ETY ODU ODU/ETH

ODU

ETY/ETH

ETY

ETHOAM (PE-PE)

ETHOAM (PE-CE)

ODU OAM

OTU, OCh

Server/Client

ETH (PE-PE) OAM

Server/Client

ETH (PE-PE) OAM

Ethernet link (PHY) OAM

Server /Client

E-line OTN収容の課題② (収容方法) n 実装上の課題 n Ethernet à OPUk の収容方法

• VLAN 単位のパス毎 à GFP-F • ポート単位での直収 à (コード)トランスパレントマッピング (GFP-T など)

n 収容方法だけを考えると、ポート直収の方が楽 • GFP-F はフレームごとの HEC 処理が必要なので

n 帯域考慮・または多重を考えると GFP-F (パス毎収容)の方が有利 • 理由: 世の中の E-Line (EVPL) では、容量GbE クラスがそう普及していない • 多重だけでなく CIR/EIR の導入で収用効率があげられる • しかし、OPU 内部では多重区切れる構成がない (下図)

→突き止めていくと、ポート直収(1.25G TS単位)をベースにするのかsub-ODU0 (ODU-1???) 相当を定義した方がいいのか再考の余地あり


OPU OH

インスタンスA (帯域 = X)

インスタンスB (帯域 = Y)

インスタンスC 帯域 = Z

GFP Frame#A GFP Frame#A …

GFP Frame#B GFP Frame#B

GFP Frame#C GFP Frame#A

…

…

X

Y

Z

A

OPU OH

実際は…

E-LAN over OTN の現状・課題 n 現状 n 内部構成: フルメッシュ (OTN内ODUのみ処理) or スター/ツリー (L2処理要)

n 課題 n ODUk 網内帯域設計とPEにおけるMACアドレス解決(処理) n OTNドメイン内でフルメッシュを組んでいる分、ブロードキャスト(BC)すると ODU とい

えども帯域的に課題がある n この課題解決には、中央にL2を配置する以外存在しないが、結局 BC の対処のため

にMAC処理の負荷が絡む

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Ethernet Ethernet

ODUk

OTN OTN

L2

L2 L2

L2

L2 ODUk

(C-)MACと ODUk との対応付け

(選択)する方式?

C-MACでのと同じForward

方式

E-LAN over OTN の現状・課題 n OTN 装置にPBBの思想導入で(それなりに)解決はできる n C-MAC 学習済みであれば、対地接続されたODUkを選択 (ODU(BDA1-4)など)

• B-DA が対地アドレスに相当、OTN 内部でのL2 リンクにみえる • I-SID の処理は別途行うが、OTN 内部は無関係

n 非学習またはMCであれば、BDA に I-SIDを定義し PBB規定コア装置(中央)で経由 • または、このこれらトラフィックは、エッジでBroadcast (BC) と割り切って伝送

n 不要な Broadcast 抑制による帯域削減が可能


Ethernet

ODUk

OTN

L2

L2 L2

L2

L2

OTN BDA4

BDA1

BDA4 + BVID(任意)

ODU (BDA1-4)

BDA(ISID) + BVID/ISID

I-SIDみて出力ポート決定

(PBBと異なり VID変換可能)

ODU (core)

Forwarded by BDA or ISID

PBB 処理 (B&I comp) Map to ODU

per BMAC Forwarded by BDA or ISID

VPLS 状況 i.e. ODU が MPLS の場合 n IETF L2VPNの状況 nRFC4664/4761/4762等では、PB を (IP/)MPLS で巻き取る方式を規定 n加えて、PBB を MPLS で収容する方式も併せて議論(ほぼ終焉?)

• draft-ietf-l2vpn-pbb-vpls-interop • draft-ietf-l2vpn-pbb-vpls-pe-model • 他、BGPベースMAC広告するEVPN のPBB拡張ドラフト議論中

n基本構成 nMPLS 内部は、Full mesh or Hub & Spoke構成 nMPLS – PB(B)の従来の S(B)-tag IF に加え、I-tag IFを定義

• つまり VID に加えI-SID も Delimiter として定義


IP/MPLS PB PBB PE+ IB-BEB PCB BEB

S-tag IF

PE+ B-BEB

I-tag IF

CE CE

OTN VPLS – PBB VPLS 比較検証 n 先のOTN の場合は以下のモデルに対応

n IETF では、PBB-VPLS PE に相当 (draft-ietf-l2vpn-pbb-vpls-pe-mode) n PE 装置は、VPLS Forwarder + ah module (B-comp, I-comp) の構成


PB PB PCB PCB CE CE PBB OTN PE

PBB OTN PE

PBB

OTN

PB PB PCB PCB CE CE PBB

VPLS PE

PBB

MPLS +----------+ |CMAC DA,SA| |----------| |SVID, CVID| |----------| | Payload | +----------+

+------------+ | PSN header | |------------| | PW Label | |------------| | BMAC DA,SA | |------------| | PBB I-tag | |------------| | CMAC DA,SA | |------------| | SVID, CVID | |------------| | Payload | +------------+

PBB VPLS

PE S-tag

IF

OTN VPLS – PBB VPLS 比較検証 n要件比較 n以下の項目では特に大きな差はない nその理由はユーザトラフィックに関する処理を PBB 処理で行うため nどちらを用いるかは網内の管理のありかたにも依存


要件 OTN MPLS

PBB (ah モジュール) 導入の目的

エッジでのMAC処理軽減 OTN網 Broadcast / Flooding 削減

同左

網内パス特性 LO ODU: 拠点間を対地接続 (HO ODU: OTN内ノード間で定義)

B-MAC, B-VID による PW 形成 (LSP は別途形成必要)

ユーザトラフィック多重 B-MAC 上記 LO ODU に多重 B-MAC, B-VID 単位で多重

網内パス: (プロトコルによる)提供・設定手法

OTN (G.709v3)対応の GMPLSシグナリング拡張 (議論)

PW形成は、RFC4762, RFC4761 LSP: RFC3209 など

網内パス管理 OTNでもEthernet OAMでも可後者は、B-VID, I-SID単位で可

PW VCCVでもEthernet OAMでも可

網内パス最適化 OTN 設定により実現 LSP 設定により実現

有利なケース (Green field 前提)

拠点間でGb 級接続が必要な場合網内のUser data Drop NG の場合

拠点数が多い、または拠点間がGb以下の管理・優先制御が必要な場合

IEEE/ITU-T E-OTNについて n E-OTNとは

ITU-T で Huawei が主張Ethernet Service (E-line/tree/LAN) を OTN で実現するネットワークおよびサービス規定 (タイプ、収容、IF)、装置規定など総称

n 課題となる(なった)箇所はETH VC (下記黄色線)の規定 • IEEE802.1Q規定を拡張解釈しようとして IEEE と議論になっていたもの • OTN 側には特に要求は発生しない – OPUk へは GFP-F で収容


OTN S-Tagged

LAN

PBN S-Tagged LAN

PB

I-Tagged LAN PBBN B-

BEB

S-Tagged LAN

PBN PB

I-Tagged LAN

PBBN B- BEB

I-Tagged LAN PBBN

B- BEB

C-Tagged LAN

.1QN .1Q

C-Tagged LAN

.1QN

.1Q

C-Tagged LAN

.1QN .1Q

LAN

ETH

VC

C 4

LAN

PB

E-OTN における Ethernet VC 規定注: 未採択な話なので参考 (考え方のみ) n Ethernet VC を識別するものとして、VC tag (+ FCS) を定義 n この VC tag というものは従来の VLAN tag とは別物 n むしろ ODU 寄りのための識別子= T-tag/T-MAC と呼んでいた

n また、VC tag に続く Ethertype は MAC address 収容(と指示)のため 0x8910 (“802.1Q Encapsulated Addresses”)で定義するのが適切ではないか? n 0x8910 は PBB で定義されているが実際には表だって出てこない n この扱いを IEEE に確認したが認められず

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Ethernet VC layer

Transmission Media

ETH VC Tag + MAC FCS GFP-F Header

Wavelength HO-ODU

LO-ODU

OTN A/GMP

ETH VC encapsulation headers/trailers

MSDU

S-Tag DA/SA

Type 89-10

(T-)DA/SA

Eth VC Tag

GFP Header

MAC FCS

ODUk/ETH-m

Type TBD

E-OTN: 今は。。。 n Ethertype 0x8910 の件、またはT-tag/T-MACは一旦終結 n IEEE からはTB (Transport Bridge)たる提案もらい、このモデルともとに継続中 n TB で VID (I-SID 含む) の変換機能を提供、E-E で EC を定義 n ODU はもはや、ただの Server layer。すなわち、SDH でもMPLSでも可

n EVC と EC を別に規定すべくアーキテクチャモデルを継続中 n 特にEC を定義する識別子定義 (I-SID, S(B)-VID, B-MAC) についての明確化 n 並行して、代案となる TB の検討も提案中

• S-component を定義(右)し、UNI-N 側ポートService IF に I-comp を別途定義だが、、、


B-component

PNP

CBP

PNP

CBP I-tagged

S-tagged

B-component

PNP

CBP

PNP

CBP I-tagged

S-tagged

PNP

CBP

B-component

PNP

CBP I-tagged

S-tagged

PNP

CBP

B-component

PNP

CBP I-tagged

S-tagged

TB

B-component

IF(UNI-N): ODU関連ここに定義

IF(UNI-N): ODU関連ここに定義

EC

EVC

S-Component

PNPPNPONPONPONP

PNPPNPONPONPONP

TB

SNPSNP

SNPSNP

ONP: OTN Network PortPNP: Provider Network PortSNP: SDH Network Port

E-OTN: 結局何を課題・議論にしたのか? 注: あくまで当人の見解です

nそもそもの目的 n EC (EVC のネットワーク内コネクション) と EVC (Endユーザ視点での

Ethernet サービス定義)の完全分離、これが真の目的 n EC 定義のために、IEEE802.1Q の枠組みでアーキテクチャを定義 n決まってしまえば、EC は OTN でも MPLS でも流用可能

nそのために課題となるもの = ITU-TàIEEE への要求 n B-MAC と I-SID (in I-comp)のトランスポート寄りの解釈と定義が欲しい

• VID はそれなりに実現できている n特に、B-MAC の拡張が鍵

• この発想は、過去(2枚前)の 0x8910 にもつながるもの

nで、なぜ本資料で E-OTN を取り上げたかというと nパケットとOTNの融合にとってMAC アドレスの扱い・考え方が鍵 nこのことはトランスポートだけでなく VM でもしかり


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nまとめにかえて


まとめ nパケット網のOTN網収容における考察として

OTN 網とEthernet 網のケースについて以下の検討を行った n E-line:

• OTNエッジにおける課題 n E-LAN:

• OTNエッジでの収容方法 • VPLS (MPLS) との比較検討など

n E-OTN 標準化状況 • OTN または Transport から見た Ethernet 特性要求

nパケット網を巻き取りL2サービスを提供できる OTN のポテンシャルを示した n更なる課題 n Aggregation 機能向上 = 収用効率向上 n運用管理 nルーター網との Interwork ならびマイグレーションシナリオ

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