eos的封装协议.doc

一、概述随着城域网多业务的快速发展，以太业务接入已经成为企事业用户和社区宽带用户的 主要接入方式之一城域多业务传输网涉及到的 EOS（Ethernet over SDH）技术，近年来不 断地获得了丰富和完善，尤其是 PPP/ML-PPP、LAPS、GFP 三种非常重要的数据封装映射协 议目前流行的 MSTP 标准对以太网到 SDH VC 的封装格式没有进行严格的限定，只是定义 了上述三种标准封装协议，各生产厂家可以选用不同的封装协议进行业务处理图 1 是多业务传输节点技术规范规定的业务处理模型，红色虚线框中的模块是对以太 业务在 SDH 映射前进行的一系列处理，绿色实线框是完成以太数据封装的三种协议，三种 协议均可实现对以太业务数据的封装，并各有其技术背景和特点 图 1 多业务传输节点技术规范规定的业务处理模型那么，封装协议存在的必要性是什么？众所周知，以太网业务数据具有突发和不定长的特性，这与要求严格同步的 SDH 帧有 很大的区别，因此需要引入合适的数据链路层适配协议来完成以太数据封装，包括数据缓 存、队列调度等，实现到 SDH VC 的帧映射 中国网管联盟 www、bitsCN、com二、链路层适配协议目前，有三种链路层适配协议可以完成以太网业务的数据封装：PPP（Point-to-Point Protocol）点到点协议和 ML-PPP 扩展协议；LAPS（Link Access Procedure--SDH）协议；GFP（Generic Framing Procedure）通用成帧规程协议。

这三种协议均为面向无连接的数据链路层，并有相应的国际标准：PPP： RFC1661；LAPS： ITUT X.86；GFP： ITUT G.7041下面分别介绍三种协议：1、PPP/ML-PPP 协议（1）PPP 协议PPP 是一种提供点到点链路上传输、封装网络层数据包的数据链路层协议，它处于 TCP/IP 协议栈的第二层，可在支持全双工同异步链路上进行点到点的数据传输，帧格式如 图 1 所示图 2 PPP 协议的帧封装格式■ 协议族特点PPP 是数据通信中的一种常用的重要协议，象许多协议一样，PPP 也是一个协议族， 主要由三类协议组成：链路控制协议族（LCP）：用于建立、拆除和监控 PPP 数据链路；网络层控制协议族（NCP）：用于协商在数据链路上传输的数据包的格式和类型； PPP 扩展协议族：主要用于提供对 PPP 功能的进一步支持此外，PPP 还提供用于网络安全方面的验证协议族（PAP、CHAP） ，丰富的协议族组群， 使得 PPP 协议功能非常完善■ 应用PPP 协议是一套最早的封装协议，技术成熟，已经获得了普遍应用点到点链路上直 接相连的两个设备间的通信最常用的链路层协议就是 PPP，例如在拨号上网时，计算机与 接入服务器之间采用的是 PPP 连接，DDN 路由器之间的连接通常也采用 PPP 协议。

此外，PPP 协议还有一套验证、授权机制，但是以太网连接通常不具备这一特性，因 此许多小区以太接入网常常采用 PPP over Ethernet 方式上网，简称 PPPoE2）ML-PPP 协议随着 PPP 的广泛应用，ML-PPP（Multilink-PPP）作为 PPP 功能的扩展协议应运而生 RFC1990 为多链路点对点协议（ML-PPP）因特网协议标准，用于解决 PPP 一次只能处理一 个实际链接的局限在技术方面，ML-PPP 属于位于 PPP 和网络协议层之间的高级数据链接协议，它能适应 一个或数个 PPP 链接，其中每个 PPP 链接表示单个物理连接或 ISDN 之类的多信道交换服 务中的信道，其帧封装格式如图 2 所示■ 核心技术中国网管论坛 bbs.bitsCN.com多链路捆绑是 ML-PPP 协议的核心技术，它是一个较为简单的协议MP 协议相当于为 PPP 帧增加了一个二层帧头，MP 捆绑需要解决的关键问题是，如何知道后发起的 PPP 是前 面 PPP 的捆绑链路，以及采用什么样的帧格式表示 MP 头一般情况下，在设备中都会有 一个 MP Server 来负责登记 PPP 是否为捆绑用户，以及 IP 地址等属性，当后来的捆绑链路 连接时，通过查表即可知道与哪条 PPP 捆绑，然后将该两个链路捆绑起来，以 MP 头作为 链路层的头，实现捆绑。

■ 协议特点可将多个物理链路捆绑成一个逻辑链路，扩展传输带宽；可对链路资源进行动态分配，有效地利用宝贵的带宽资源；解决了多径传输的时延问题，组网更加灵活■ 应用通过 ML-PPP 协议，路由器和其它访问设备可以合并多条 PPP 链路到一个逻辑数据管 道例如，在 ISDN 业务中，连接两台计算机最常用的协议是 PPP，访问 Internet 通常也采 用该协议PPP 的功能虽然很强，但在网络部署方面却存在着局限性，即一次只处理一个 链接，而 ML-PPP 则不受该限制，它是用于 B 信道聚集的新的 Internet 工程任务组（IETF） 标准使用 ML-PPP 协议，可使两个 B 信道合并起来，得到最大的吞吐量2、LAPS 协议 LAPS 是 HDLC 的一个子集，它包括数据链路服务和协议规范，主要用于 IP over SDH 网 络、Ethernet over SDH，通过 LAPS 建立面向字节同步的点对点链路，其帧封装格式如图 3 所示图 3 LAPS 协议的帧封装格式■ 协议特点LAPS 协议主要针对的是大颗粒业务的映射，用于提高封装效率，尤其适用于 GE over SDH 的封装，针对 IP over SDH、Ethernet over SDH 的特点对 PPP-HDLC 进行了简化，封装效 率得到了很大提高； 只有映射技术，无多通道捆绑能力，可与级联/虚级联技术配合使用。

3、GFP 协议GFP 是一种通用映射技术，它可将变长或定长的数据分组，进行统一的适配处理，实 现数据业务在多种高速物理传输通道中的传输图 4 GFP 协议的帧封装格式图 4 为 GFP 的封装格式，一般来说，一个 GFP 帧包含 GFP Core Header（GFP 信息头） 和 GFP Payload（GFP 净负荷）两部分GFP 帧信息头共 4 个字节，其中前 16 bit 为 PLI 域，用于指示净负荷长度，后 16 bit 为 cHEC 域，用于进行帧头校验；GFP 净负荷包含三部分，净负荷头为净负荷的前 4-64 字节， 其中包括 16 bit 净负荷类型域、8 bit 净负荷头校验域和 0-60 字节的净负荷扩展头；净负荷 信息区包含净负荷帧校验域和经过扰码后的净负荷；GFP 的空闲帧没有 GFP Core Header 网管网 bitsCN_com ■ 帧定界方式GFP 采用了类似于 ATM 中基于差错控制的帧定界方式，这与利用 HDLC 成帧方式的适 配方法所采用的帧定界方式不同基于 HDLC 的适配技术（如 PPP）需要依赖于某些特殊字 符进行帧定界和提供控制信息，对于净负荷内出现的保留字符需要插入转义字符进行区分， 从而造成了非确定性的带宽增加。

GFP 采用一种基于 HEC 检错的自定界技术来实现协议数据单元的定界为了能够处理 不同长度的协议数据单元，GFP 在帧头开销中提供了一个净负荷长度指示单元，可在数据 流中方便地提取出封装好的协议数据单元这种显示帧长度指示的方式可减少边界搜索处 理时间，这对于有较高同步需求的数据链路来说相当重要由于 GFP 针对各种长度（包括 变长）的用户协议数据单元，并对其进行完整的封装，不需要进行协议数据单元的分段和 重组，从而大大地简化了链路层的映射/解映射的逻辑关系■ 适配模式和应用GFP 协议栈由通用层和客户层专用两部分组成，其中通用层适用于所有应用 GFP 的业 务GFP 通常采用两种模式定义客户层信号的适配：帧映射 GFP：适合 IP/PPP 和 Ethernet MAC 信号；透明传送 GFP：适合 Fiber Channel、FICON、ESCON、GE 信号 网管网 bitsCN_com ■ 协议特点 支持统计复用；支持逻辑环形组网；支持带内 OAM（操作运维管理） ；提供为 RPR 定做的环形帧，将 RPR 头部作为 GFP 的扩展头部；存在开销占用大，封装效率低的缺点三、关于协议互通的探讨EOS 技术所涉及的三种封装协议，各有特点，各自适用于不同的网络或业务需求。

从 目前的应用情况来看，采用不同封装协议的设备，往往也是造成网络互通问题的主要原因在实际系统中，大多数厂商会选用一个或两个选项，有的厂家甚至还会采用私有协议 即使这些设备采用了相同的封装协议，仍会有一些选项差异，如 PPP CRC 编码格式，常常 导致实际系统无法互通以太网封装格式的互通性十分重要，如果不同厂商的封装格式能够互通，则意味着 GE或 FE 以太网业务不仅可以 VC 级联跨越不同厂商的 SDH 网络，而且可以不再要求两端的 SDH 设备采用同一厂家设备由不同厂商设备组成的 SDH 网络对于以太网业务变成透明通 道、为更大范围地组织二层网络都提供了基础为了解决不能完全互通的问题，目前主要采取以下两种方式： ■ 设备厂家统一封装协议目前，业界普遍看好最新的 GFP 协议，它代表着未来封装协议的发展方向从三种数 据封装映射方式来看，相对于 PPP、LAPS，GFP 协议的标准化程度更高，适用程度更广， 是数据业务封装映射到 SDH/OTN 的标准方式之一，具有良好的市场前景 网管网 bitsCN_com ■ 处理板采用多种封装协议的可选方式处理板内置多种封装协议，通过软件转换来适应网络的封装协议。

其中，第二种方式适应于在近期实现不同厂商设备的互联问题，但是作为一项长期的 策略，则必须通过统一的 GFP 标准进行全网互通，从而实现以太网端到端业务的灵活调度 和穿通。