局域网与城域网：第9章 城域网与弹性分组环

1、 lxm第9章 城域网与弹性分组环9.1 引言9.2 环网技术回顾 （附件，自学）9.3 RPR的发展与标准化9.4 802.17：系统概要9.5 RPR技术要点9.6 802.17：MAC层 （附件，自学）9.7 802.17：物理层（附件，自学）9.8 RPR的应用（自学）9.9 小结城域网的发展（自学） lxm9.1 引言城域网的需求业务需求：多种高带宽业务在城域范围分发互连需求：大量局域网的城域互连城域网技术的现状早期城域网技术：虽不完善，但提供了基础目前构建城域网的主要技术：SDHSDH自愈环，支持单/多环提供50ms的APS的故障快速自愈机制使用TDM技术，静态划分为多条固定速率电

2、路2Mb/s，155Mb/s、622Mb/s、2.5Gb/s，10Gb/s主要为语音服务，并不匹配数据业务 lxm9.1 引言城域网的发展城域网的建设还是的当前的热点新一代城域网的技术开发正在蓬勃展开发展中的新一代城域网技术弹性分组环 RPR以太城域网技术 lxm新一代城域网技术RPRRPR第一个城域网技术是802标准中第一个实用化的城域网技术可提供运营商感兴趣的多种类型的业务A（A0、A1）、B（CIR、EIR）、CRPR复杂、精致、昂贵顾及传统观念，保留多种业务协议复杂、设备昂贵开销很大、系统性能不高是SDH网络提供数据业务的优化称为：第三代MSTP技术 lxm发展中的以太网城域网技术以太

3、网技术延伸到城域网是大势所趋以太网技术的传统优势使用广泛，已在园区网一统天下简单而灵活，易于配置、管理，且适应性好以太网技术的城域优势无缝延伸，开销小、效率高传输性能已达城域、甚至广域运营级以太城域网规范发布Q in Q 802.1ad-2005运营商VLAN与用户VLAN 相互独立MAC in MAC，802.1ah Drf3.2-2006运营商与用户的VLAN 和MAC 都独立 lxm9.3 RPR的发展与标准化9.3.1 背景9.3.2 RPR的技术演进9.3.3 IEEE 802.17标准 lxm9.3.1 背景RPR：弹性分组环，Resilient Packet Ring基于多种前期

4、技术发展的一种城域网技术具有快速自愈特性：即可以“弹性”恢复定义了精致复杂的MAC层协议并不定义具体的物理层技术可适配Ethernet、SDH等物理网络RPR是一种城域主干网技术具运营商级的运维管理、业务需求等性能 lxm9.3.2 RPR的技术演进前期的容错分组环技术早期技术是RPR的基础多个企业分别推出，各具特点Cisco/DPT、Luminous/RPT、Nortel/IPTRPR标准：IEEE 802.17RPR联盟：RPR AllianceRPR后援集团由多家通信公司联合成立的“非盈利”组织推进RPR的标准化推进技术融合、制定标准，推进标准应用 lxm9.3.3 IEEE 802.1

5、7标准802.17的制定过程2002/02：D0.1，草案第一版2002/08：D1.0，2002/12：D2.02004/06：正式标准发布802.17的制定是一个长期的过程草案的统一：22个月2000/03：工作组筹建正式开始2002/01：Darwin协议达成正式标准的完成：是计划时间的2倍以上草案第一版：2002/02最初计划完成时间：2003Q1标准批准：2004/06/24 lxm9.3.3 IEEE 802.17标准IEEE 802.17-2004 RPR access method and physical layer specificationsIEEE 802.17a-20

6、04MAC Bridges - Amendment 4Support for bridging 802.17 MACs IEEE P802.17b_D2.1Spatially aware sublayer lxm9.4 802.17 系统概要9.4.1 双环结构9.4.2 系统特性9.4.3 节点基本操作9.4.4 环上数据传输9.4.5 协议模型 lxm9.4.1 双环结构通过双环互连一组站点（节点）两个环分别称为环0和环1（ringlet0、ringlet1）环0/环1均是传输方向相反的单向环路环0/环1均可传送数据分组与控制分组，互为备份环上的节点数：最大255相关概念跨距段（span）

7、：环上两个邻节点之间的部分上/下游：描述环上节点的相对位置 s0s1s2s3s253s254spanlinksringlet1ringlet0 lxm9.4.2 系统特性继承环型网的优点最简冗余拓扑结构，双环同时作为工作环并互为备份电信级故障自愈，业务切换时间小于50ms灵活的带宽分配机制支持固定的带宽分配，也可针对业务动态分配带宽拓扑自动发现与节点即插即用开放性的物理层接口不依赖特定物理层，提供兼容SDH与以太网的接口 lxm9.4.2 系统特性空间复用机制：非重叠复用和重叠复用两种环上允许多帧同传，可空间重用存储转发、目的地址剥离针对大型高速网络优化：带宽利用更高效完全分布式访问控制无令牌

8、概念，减少了单点故障高效支持组播与广播环上仅有一个拷贝，由源节点负责剥离中间节点接收的同时传递到下一个节点支持多种电信级业务类型：A、B、C类 lxm9.4.3 节点基本操作插入：insertion发送将其它接口发来的分组插入RPR环转发：forwarding穿透将途径本节点的分组简单转发到下一个节点接收：receiving接收从环上来的分组并送交其它接口剥离：stripping将分组从环上剥离单播帧，目的节点剥离多播/广播帧，源节点剥离RxRxTxTx下环上环RxRxTxTx lxm9.4.4 环上数据传输环的数据操作环支持一个帧从源节点传输到目的节点帧中目的节点地址可以是单播MAC地址组播

9、MAC地址广播MAC地址 lxm9.4.4 环上数据传输单播帧传输源节点将帧插入到一个环上中间节点转发该帧到下游节点目的节点接收并剥离该帧送到本地MAC客户实体或MAC控制实体鲁棒性考虑若目的节点未能剥离该帧，则该帧的剥离也可在帧中TTL值减为0时进行，或在源节点剥离s0s253s254ringlet1ringlet0s1s2s3插入转发复制剥离 lxm9.4.4 环上数据传输组播帧传输源节点将帧插入到一个或两个环上环上节点快速执行转发，由硬件完成，并同时接收一份，送Host/L3处理。组播组成员中的每一个节点拷贝该帧，送到本地客户实体或MAC控制实体由源节点剥离帧或帧中TTL值为0时剥离帧s

10、5插入复制s1s2s3s4s6复制复制复制复制复制复制s5插入复制s1s2s3s4s6复制复制 lxm9.4.5 协议模型协议参考模型Fig.5.1, 802.17-2004子层：MAC控制、MAC数据通路、协调子层接口：MAC服务、PHY服务ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData linkPhysicalOSI reference model layers RPR layers Physical layerMAC datapathFairnessTopology and protectionOAMMAC controlLogica

11、l link control（MAC client）Higher layersMediumMAC service interface PHY service interface Reconciliation sublayer802.17范围 lxmMAC子层 功能控制对物理介质的访问控制MAC的数据通路帧的收发、排队、速率控制环选择、 公平算法、拓扑发现、环保护MAC子层分两个子层：MAC控制子层MAC数据通路子层控制MAC数据通路子层维持MAC状态与环上其他节点的MAC控 制子层间的协调控制MAC层与其客户层之 间的数据传输为每个环提供数据传输功能 lxm物理层802.17标准：开放性的物理

12、层结构不定义：任何新的物理层并不定义直接使用物理介质的方法只定义：MAC物理接口和协调子层MAC物理接口：MAC physical interface映射物理层服务原语与物理层实体使用的标准电接口协调子层：Reconciliation sublayer为MAC层提供协调统一的服务接口协调MAC子层与各种物理传输技术只需定义相应的协调子层即可适应新的实际传输技术 lxm9.5 802.17技术要点9.5.1 带宽分配9.5.2 空间复用9.5.3 拓扑自动发现与即插即用9.5.4 自动保护9.5.5 公平机制 lxm9.5.1 带宽分配根据业务类型分配带宽业务类型：A类：数据速率、端到端延迟、抖

13、动都有保证分两个子类：A0类（预留分配带宽）和A1类（带宽可回收）B类：B-CIR：数据速率、端到端延迟、抖动都有保证，带宽预留B-EIR：数据速率没有保证；带宽没有保证，可回收C类：尽力传送未被使用的已分配带宽可以被回收仅针对A1类和B类流量的带宽而言用于没有被分配带宽的低优先级业务流量任何情况，带宽回收不能影响高优先级业务的QoS lxm9.5.2 空间复用空间复用机制：提高带宽利用率前提：存储转发、目的节点删除空间不重叠：带宽独享空间重叠：带宽共享BRPR 环AEDCB空间重叠复用带宽共享RPR 环AEDC空间非重叠复用带宽独享 lxm9.5.3 拓扑自动发现与即插即用拓扑自动发现环上各

14、节点均能检测拓扑的变化及时知道所有的节点标识及相应的连接关系环上每个节点都掌握一个全局的拓扑数据库环上每个节点都参与计算和维护环上节点定期发送TP分组（拓扑发现分组）新加入的节点主动发送TP分组环上所有节点都接收这些信息并更新和维护自己的数据库为即插即用和环保护功能的实现提供了基础 lxm9.5.4 自动保护自动保护环故障的快速自愈L2保护机制，提供小于50ms的保护倒换节点或者链路故障时，50毫秒恢复环网的连通性自愈机制可以是直达或环回：定向：默认，自愈较慢、带宽节约环回：可选，自愈快、带宽浪费基础双环，控制信息的异环冗余传输 lxm9.5.4 自动保护环回： wrapping环回保护发生在

15、与故障点相邻的节点上在环上故障点的邻节点处自动绕回、将内外环连成闭合单环经由故障点的业务将环回绕行到对端节点后，再继续沿原方向传送环回保护对源节点透明环自愈相当快，但由于业务分组在环上绕行而浪费带宽但不会丢失帧环回保护光纤断s5s1s2s3s4 lxm9.5.4 自动保护定向：steering(转向?)发现故障的节点立即发Steering消息到环上各节点，相应更改拓扑结构Steering消息：含故障点、故障类型等原双环结构通常变为了两个开口的单环（非闭合双环）通过新拓扑直接发送数据到目的节点，无需在故障点环回对单播帧，源节点直接将帧转移到另一个环上对组播帧和广播帧，则将帧发送到两个环上环自愈稍

16、慢并可能丢失少量分组，但不会浪费带宽s5s1s2s3s4正常情况定向保护光纤断s5s1s2s3s4 lxm9.5.5 公平机制公平机制通过公平算法RPR-Fa保证环网中各节点公平使用带宽即使环网负载很重或发生拥塞公平算法仅处理B-EIR流量和所有的C类流量控制流量、A类及B-CIR流量不受公平算法约束使用预留带宽基本思想：某节点检测到拥塞时，向其上游节点发送公平算法控制帧，通告自己的公平速率上游节点计算出自己的带宽值，同时再向自己的上游节点通告上游节点逐个重复此过程直到所有节点公平共享带宽 lxm9.8 RPR的应用9.8.1 几种环网技术的比较9.8.2 RPR的应用特点9.8.3 RPR的

17、应用举例 lxm9.8.1 几种环网技术的比较RPR带宽利用率高完全分布式访问控制方法目的节点剥离帧空间重用保护倒换时间短适于实时业务及高优先级业务严格的业务等级分类，动态的带宽策略以及可靠的时延和抖动保障双环互为备份具有电信级的故障自愈功能FDDI带宽利用率低令牌方式工作源节点剥离帧保护倒换时间较长不利于实时业务和高优先级业务 lxm9.8.1 几种环网技术的比较RPR适于实时业务和数据业务采用分组交换技术业务等级严格分类带宽利用率高多种技术高效利用带宽自动保护倒换不需牺牲带宽即插即用只需一个拷贝在环上传输即可完成广播和组播业务SDH主要针对话音业务，不适合数据业务采用电路交换技术带宽利用率

18、相对低链路带宽固定，时分复用自动保护倒换须牺牲一个环的带宽来作为备用带宽点到点链路，广播和组播业务需要多个拷贝 lxm9.8.2 RPR的应用特点RPR城域网技术主要用于城域核心层，也可用于城域接入层RPR+SDH：是一种较好的组网方案不需淘汰现有的SDH设备SDH技术成熟稳定整个核心网已经全是SDH现阶段脱离SDH不切实际可为SDH环提供数据业务有人称为：第三代MSTP技术采用纯RPR技术构建完整网络投资相当大以太网已经开始对RPR形成重大挑战 lxm9.8.3 RPR应用举例（自学）RPRGSRRouterGSRPOSGE出口智能小区商业楼酒店学校接入服务器PSTN拨号用户骨干网 lxm9

19、.8.3 RPR应用举例（自学）大型RPR应用相切环以环的形式直接接入骨干RPR环，形成相切环RPRRPRRPR lxm9.8.3 RPR应用举例（自学）大型RPR应用相交环对等RPR环，将关键节点设计成两环的共同节点，形成相交环RPRRPR lxm9.8.3 RPR应用举例（自学）大型RPR应用配合其它链路对于大型多节点RPR环组网，可以考虑在关键节点间建立辅助链路，形成备份或负荷负担RPRPOSGE lxm9.9 小结城域网络的发展城域网的需求正在急剧增长RPR - 第一个实用化的城域网技术以太网技术延伸到城域网是大势所趋IEEE 802.1的运营商级网桥标准MEF - 以太城域网论坛城域

20、网络的大发展 lxm9.9 小结需求急增城域网的需求正在急剧增长基于IP的应用已经是计算机的网络应用主流正在开始席卷下一代泛通信网络（NGN）以太网技术当之无愧的是承载IP的主流园区网络的广域互连需求大量凸现首先需要的是城域互连校园网互连、电子政务网络、高性能、大覆盖的城域网！ lxm9.9 小结实用化的RPRRPR第一个城域网技术是802标准中第一个实用化的城域网技术可提供运营商感兴趣的多种类型的业务A（A0、A1）、B（CIR、EIR）、CRPR复杂、精致、昂贵顾及传统观念，保留多种业务协议复杂、设备昂贵开销很大、系统性能不高是SDH网络提供数据业务的优化称为：第三代MSTP技术 lxm9

21、.9 小结以太网进军城域以太网技术延伸到城域网是大势所趋以太网技术的传统优势使用广泛，已在园区网一统天下简单而灵活，易于配置、管理，且适应性好广为技术人员熟悉，培训容易以太网技术的城域优势无缝延伸，开销小、效率高传输性能已达城域、甚至广域 lxm9.9 小结802.1新标准IEEE 802.1定义的运营商级网桥标准满足运营商构建城域网的特定需求IEEE Std 802.1ad-2005Provider Bridges：Q in Q，1Q封装1Q提供运营商的VLAN，隔离于用户VLANIEEE P802.1ah D3.2，2006/11Provider Backbone Bridges：MAC

22、in MAC提供运营商的MAC地址域，隔离于用户MAC地址且可使交换机制适合于城域网环境层次性的扩展！ lxm9.9 小结802.1新标准SA: Source AddressDA: Destination AddressVID: VLAN IDCVID: Customer VIDSVID: Service VIDISID: Service IDBVID: Backbone VIDBDA: Backbone DABSA: Backbone SAPay-loadPay-loadPay-loadPay-loadCVIDCVIDVID SASVIDSVID SA DA SA SA DA DA DAIS

23、IDBVIDBSABDA802.1ah802.1ad802.1Q802.1 lxm9.9 小结MEFMEF - 以太城域网论坛Metro Ethernet Forum推进以太网向城域发展的组织MEN：Metro Ethernet Network已推出一系列规范电信级以太网： Carrier Ethernet 定义了参考模型、参考点UNI（用户网络接口）服务：E-Access、E-Line、E-LAN高可用性、可伸缩性、服务质量、可运维Reliability、Scalability、QoS、OAM、 lxm9.9 小结城域网络方兴未艾城域网业务运营商大力推进城域网的建设大型用户积极构建专业性城域

24、网络城域网技术传统的电信网络正在针对数据业务优化基于分组的技术正在快速发展城域网正在迎来激烈的竞争 lxm附件1：9.2 环网技术与城域网 9.2.1 环型网络基础9.2.2 令牌环（见附件）9.2.3 FDDI（见附件）9.2.4 DQDB （见附件）9.2.5 SDH环（见附件）9.2.6 关于环网的思考（见附件） lxm9.2.1 环型网络基础环型网络的概念通信设备通过链路连成环型拓扑的网络环上的设备通常称为节点环网的特点上环数据绕环传输，绕环一周返回即可实现数据广播或组播逻辑上基本是一种共享信道，需要有MAC协议环形拓扑是最简冗余拓扑结构已有的一些环网技术令牌环、FDDISDH环RPR

25、节点节点节点节点 lxm9.2.2 令牌环令牌环：Token Ring，TR标准：IEEE 802.5数据网络中最早的环网技术曾广泛用于IBM设备组建局域网，现已停用铜缆互连节点的单向环网双绞线（STP或UTP）连接多站成逻辑环网数据帧和令牌均绕环单向传送数据率：4Mb/s、16Mb/s，100Mb/s集中式时钟、集中式令牌维护 lxm9.2.2 令牌环数据传送机制单向环网：数据帧单向绕环传送、源节点剥离节点的比特缓冲技术，数据帧在各节点单比特时延环上传输时延小，适合于中低速网络令牌控制机制：无竞争的MAC机制令牌绕环传递，节点获得令牌方可向环上发送数据重载时公平性好效率高，轻负载时时延大可设

26、置优先级，高优先级站可优先获取令牌协议机制复杂，由专门的管理站负责维护令牌 lxm9.2.3 FDDIFDDI：光纤分布式数据接口Fiber Distributed Data InterfaceCDDI（双绞线）方案未曾流行标准：ANSI X3T5曾经是园区级主干网的主流技术，现已停止使用系统概要由光纤连接多个节点成逻辑环，数据率可达100Mb/s由两条单向光纤链路构成逆向双环网络可提供环自愈功能，但保护切换时间较长数据帧环回源节点时剥离使用令牌传递技术实现对环网的访问控制分布式时钟、分布式令牌维护 lxm9.2.3 FDDIMAC控制技术令牌传递环网访问控制技术与802.5规范相似，为适应高

27、数据率有所改进令牌沿主干环逐站传递待发站截获令牌并取得对主干环的访问权截获：识别令牌，立即停止对令牌的转发早释令牌：节点发送完毕立即释放令牌使环上可同时传输多帧，提高了大型网络的容量容量分配的公平性令牌轮转计时 lxm9.2.4 DQDBDQDB：分布式队列双总线Distributed Queue Dual BusIEEE 802.6，已经撤销早期的一种MAN技术，并未投入大规模应用双总线、分布式排队有两条单向总线，两条总线通信方向相反节点使用双总线可全双工通信总线上的节点形成分布式队列访问仲裁可以是：排队仲裁和预先仲裁 lxm9.2.5 SDH环SDH：同步数字体系Synchronous D

28、igital Hierarchy高速数字传输技术，广泛用于运营商城域网技术特点主要组成高可靠性的SDH自愈环，支持单/多环提供50ms的APS的故障快速自愈机制使用TDM技术，静态划分为多条固定速率电路2Mb/s，155Mb/s、622Mb/s、2.5Gb/s，10Gb/s主要为语音服务，并不匹配数据业务 lxm9.2.5 SDH环SDH与MANSDH并不是LAN/MAN技术当前大量利用SDH环构建MAN为MSTP、POS、RPR提供支撑 lxm9.2.5 SDH环POS环POS：PPP over SDH近年来十分流行的一种城域组网应用使用N-1条SDH电路环接N个节点SDH电路上的PPP链路

29、，节点通常是路由器基本特点：L3网络路由器使用PPP链路转发IP分组转发时延较大，路由器负载沉重是运营商IP城域网的典型方案 lxm9.2.5 SDH环MSTP：多业务传送平台 Multi-Service Transport Platform基于SDH平台的多业务传送节点使用PPP/ML-PPP、LAPS、GFP等协议封装实现包括以太网接入和传送的多种业务MSTP城域网租用MSTP网络：SDH环上的以太网专线使用L3交换机，通过以太网接口组建城域网大量用于企业网络和校园网络 lxm9.2.6 关于环网的思考（自学）城域网中的环型拓扑可靠的拓扑结构：具有冗余链路价格较低：最简冗余结构，链路数最少

30、易于获得：运营商为SDH建设了大量光纤环拓扑结构与流量模型的匹配环型拓扑：与无定向流量模型相匹配特别适用于运营商轮辐状拓扑：与流量星型/树型集中模型相匹配适用于企业网、校园网，特别是园区网络 lxm9.2.6 关于环网的思考（自学）轮辐状拓扑结构节点一个主中心节点多个次中心节点链路星型连接的主链路弧形冗余的次链路简洁的冗余拓扑流量匹配信息汇聚模型冗余的环型链路 lxm附件2：拓扑自动发现与即插即用拓扑发现正常情况拓扑发现Wrap情况即插即用节点删除即插即用节点加入 lxm9.5.3 拓扑自动发现与即插即用拓扑发现正常情况RPR 环AEDCBOriginator: AA, Outer,No Wr

31、apOriginator: AA, Outer,No WrapB, Outer,No WrapOriginator: AA, Outer,No WrapB, Outer,No WrapC, Outer,No WrapOriginator: AA, Outer,No WrapB, Outer,No WrapC, Outer,No WrapD, Outer,No WrapOriginator: AA, Outer,No WrapB, Outer,No WrapC, Outer,No WrapD, Outer,No WrapE, Outer,No Wrap提取拓朴信息拓朴包被剥离 lxm9.5.3

32、拓扑自动发现与即插即用拓扑发现Wrap情况RPR 环AEDCBOriginator: AA, Outer,No WrapOriginator: AA, Outer,No WrapB, Outer,WrapOriginator: AA, Outer,No WrapB, Outer, WrapC, Outer, WrapOriginator: AA, Outer,No WrapB, Outer, WrapC, Outer, WrapD, Outer,No WrapOriginator: AA, Outer,No WrapB, Outer, WrapC, Outer, WrapD, Outer,No

33、 WrapE, Outer,No Wrap提取拓朴信息拓朴包被剥离 lxm即插即用节点删除将A、C接口的光纤断开，环将在A、C两处环回B的两侧也将环回，业务不间断。将A、C之间光纤直接连接好，WTR之后，两处环回将消除，环恢复双环结构，环上节点的拓朴信息中不再有B节点。9.5.3 拓扑自动发现与即插即用RPR 环AEDCBRPR 环AEDCB lxm9.5.3 拓扑自动发现与即插即用即插即用节点加入准备好需加入节点B，启动正常，将A、C接口的光纤断开，环将在A、C两处环回，业务不间断。将AB光纤、BC光纤连接好，WTR之后，两处环回将消除，环恢复双环结构，环上节点的拓朴信息中有B节点增加，可以

34、看到A到C的业务经由B转发。RPR 环AEDCBRPR 环AEDCB lxm附件3：公平机制基本概念举例 lxm9.5.5 公平机制公平机制通过公平算法RPR-Fa保证环网中各节点公平使用带宽即使环网负载很重或发生拥塞公平算法仅处理B-EIR流量和所有的C类流量控制流量、A类及B-CIR流量不受公平算法约束使用预留带宽基本思想：某节点检测到拥塞时，向其上游节点发送公平算法控制帧，通告自己的公平速率上游节点计算出自己的带宽值，同时再向自己的上游节点通告上游节点逐个重复此过程直到所有节点公平共享带宽 lxm无拥塞时：D、C均发送700M流量给E，在E-D段上面共享带宽9.5.5 公平机制RPR 2

35、.5GAEDCB其它节点700MRPR 2.5GAEDCB其它节点700M lxm公平算法RPR-FaB增加700M后，E-D流量达到2.1G，仍然可以无阻塞转发。但是在A也注入700M流量到E时，E-D上面流量拥塞，4*700M大于2.5G。依据公平算法D节点立刻将本地节点下发流量降为400M，然后向上游节点C传递拥塞信息9.5.5 公平机制RPR 2.5GAEDCB其它节点700M700M700MRPR 2.5GAEDCB其它节点400M700M700M700M拥塞 lxm9.5.5 公平机制625M550MRPR 2.5GAEDCB其它节点625M拥塞解除RPR 2.5GAEDCB其它节

36、点550M700M700M拥塞625M625M拥塞公平算法RPR-FaC节点接收到D节点的拥塞信息后，立即降低下发的流量，随着C节点流量的降低，D节点下发的流量会有所增加；依据公平算法，D节点和C节点下发的流量变为550M，然后继续向上游节点B传递拥塞信息。依次持续，最后各节点均发送625M，公平享有带宽。 lxm附件4：RPR MAC层和物理层9.6 802.17的MAC层9.7 802.17的物理层 lxm9.6.1 MAC子层功能9.6.2 MAC子层服务9.6.3 帧格式9.6 802.17的MAC层 lxm9.6.1 MAC子层功能功能控制对物理介质的访问控制MAC的数据通路执行：帧

37、的收发、排队、速率控制环选择、 公平算法、拓扑发现、环保护MAC层分为：MAC控制子层与MAC数据通路子层 lxm9.6.1 MAC子层功能MAC控制子层功能控制MAC数据通路子层维护MAC状态，并与其它节点的MAC协同控制MAC与客户间的数据转移 lxm9.6.1 MAC子层功能MAC数据通路子层功能环选择实体选择环0或环1发送数据选择根据：目的地址、源地址、拓扑结构等数据通路实体数据帧的加封与拆封整形、分级、排队Shaping、staging、queering复制、选路、剥离Copying、routing、stripping lxm9.6.2 MAC子层服务MAC子层提供的服务端节点：MA

38、C客户本地端与对等端实体间交换数据端节点：本地MAC客户与本地MAC实体交换参数网桥：中继实体与本地MAC实体交换数据 MAC服务原语：（必须实现）MA_DATA. requestMA_DATA. indicationMA_CONTROL. requestMA_CONTROL. indication lxm9.6.2 MAC子层服务MAC服务接口支持A、B、C，共3大类业务业务类型与QoS的关系反映了运营商的传统 lxm9.6.2 MAC子层服务A类：适于语音、视频、电路仿真等业务保证：带宽分配、数据速率、端到端的低延迟低抖动子类：A0（带宽预留）、A1（带宽可收回）B-CIR：committ

39、ed information rate保证：带宽分配、数据速率、端到端的延迟与抖动B-EIR：excess information rate不能保证带宽、必要时可收回C类：提供BE服务，主要用于IP业务无：带宽分配与承诺速率，端到端的延迟和抖动不能保证公平算法的影响不能约束A、CIR，可以约束：C、EIR lxm9.6.3 帧格式RPR MAC帧有四种类型数据帧：传送用户数据控制帧：传递拓扑自动发现、自动保护倒换和OAM等控制、管理信息公平帧：为公平算法传送数据空闲帧：在MAC邻节点中传输，用于校准节点间的速率同步 lxm9.6.3 帧格式数据帧数据帧最短帧长：24字节 最长帧长：1616字节

40、巨帧最长：9216字节Jumbo frame lxm9.6.3 帧格式数据帧数据帧格式ttlbaseControldattlBasesa1616extendedControlhecprotocolTypeserviceDataUnitfcs1212n4基本帧格式headerpayloadtrailer字节ttlbaseControldattlBasesa1616extendedControlhecprotocolTypeserviceDataUnitfcs1212n4扩展帧格式headerpayloadtrailerdaExtendedsaExtended66字节 lxm9.6.3 帧格式数据

41、帧帧中字段含义ttl：生存时间域指定在到达目的地之前帧的最大跳数，防止帧在环上死循环baseControl：基本控制域ri：ringlet identifier，环标识，1bit fe：fairness eligible，公平指示， 1bit ft：frame type，帧类型， 2bit sc：service class，服务类型，2bit we：wrap eligible，环回指示， 1bit parity：奇偶位，用于公平帧和空闲帧，对数据帧和控制帧为保留， 1bit da、sa：目的地址、源地址 ft值帧类型002空闲帧012控制帧112数据帧102公平帧feweparityrifts

42、c lxm9.6.3 帧格式数据帧帧中字段含义ttlBase：初始化ttl值extendedControl：扩展控制域包括扩展帧、扩散指示、经过的源、帧是否需要排序等控制hec：头部差错检测daExtended/saExtended：扩展目的地址和源地址protocolType：协议类型值大于或等于十进制的1536（即十六进制的0600）时，指示MAC客户协议的性质；值小于1536时，表示分组的长度serviceDataUnit：服务数据单元，长度可变fcs：32位CRC，校验范围是payload部分 lxm9.6.3 帧格式控制帧控制帧帧类型字段ft012最短长度24字节，最大长度1616字

43、节可以是单播或广播帧controlType：指明控制帧类型controlVersion：控制帧版本号，现在是版本0controlDataUnit：控制数据单元，长度可变ttlbaseControldattlBasesa1616extendedControlheccontrolTypecontrolDataUnitfcs1211n4控制帧格式headerpayloadtrailercontrolVersion1字节 lxm9.6.3 帧格式公平帧公平帧为公平算法传送数据帧格式中没有目的地址发送到最近的邻居节点或广播到整个环saCompact：48位MAC地址指示上游邻居节点fairnessHeader：公平帧头指示公平帧类型fairRate：公平速率采用16bit编码 FFFF16 ，为“全速率” ，即线路速率（无拥塞）其他值，为“非全速率”，指示下一时刻该节点能够向环网提交的流量大小（表明本地节点或上游节点发生拥塞）ttlbaseControlsaCompact161fairnessHeaderfairRatefcs224公平帧格式headerpayloadtrailer字节 lxm9.6.3 帧格式空闲帧空闲帧在MAC邻节点中传输，用于校准节点间的速率同步 帧格式中没有目的地址发送到最近的邻