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Ethernet portadora

Carrier Ethernet es un término de marketing que se utiliza para referirse a las extensiones de Ethernet destinadas a los proveedores de servicios de comunicaciones que utilizan ...

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Carrier Ethernet es un término de marketing que se utiliza para referirse a las extensiones de Ethernet destinadas a los proveedores de servicios de comunicaciones que utilizan la tecnología Ethernet en sus redes.

Fondo

Ethernet tiene una larga historia. Se ha convertido en la tecnología dominante en las redes empresariales. Este dominio ha propiciado la producción en masa de componentes, lo que a su vez ha permitido un coste por bit extremadamente bajo. Asimismo, Ethernet tiene una larga historia de reinvención. Desde el formato original de cable coaxial de cobre (" thicknet "), ha extendido su alcance a prácticamente todos los medios físicos de cobre, fibra óptica e inalámbricos . Las velocidades de bits han seguido aumentando, multiplicándose tradicionalmente por diez cada vez que se define una nueva velocidad. Las interfaces Gigabit Ethernet están ampliamente implementadas en PC y servidores, y las de 10 Gbit/s en las redes troncales de área local (LAN). Las velocidades de hasta 100 Gigabit Ethernet se estandarizaron en 2010 y 2011. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 

El predominio de Ethernet se atribuye en parte a las ventajas que supone para la industria adoptar un único estándar para aumentar los volúmenes de producción y reducir los precios. En parte, también se debe a la facilidad de implementación, gracias a su capacidad de autoconfiguración basada en los conceptos clave de puente de aprendizaje ( inundación y asociación de direcciones de destino aprendidas con puertos de puente ) y el protocolo Spanning Tree (el protocolo utilizado para evitar bucles de puenteo).

Históricamente, se han creado protocolos y cableados alternativos para acceder a dispositivos de mayor velocidad que los que utilizaban Ethernet, a un precio asequible. Algunos ejemplos son FireWire y Light Peak . Uno de los motivos para crear estándares alternativos ha sido reducir el precio de los dispositivos Ethernet de velocidad comparable. Una vez logrado este objetivo, los estándares alternativos tienden a desaparecer o a limitarse a nichos muy especializados.

Ethernet es un protocolo bastante simple que ha escalado a velocidades cientos de miles de veces más rápidas y ha podido adaptarse constantemente para satisfacer las necesidades y demandas de los nuevos mercados. Por ejemplo, se están agregando capacidades de dominio de tiempo a IEEE 802.3 Ethernet para admitir IEEE 802.1 Audio Video Bridging (AVB), [ 4 ] y estas capacidades serán aplicables a aplicaciones de operadores sensibles al tiempo, al igual que IEEE 1588 .

Las redes LAN de los clientes se conectan cada vez más a redes de telecomunicaciones de área amplia mediante interfaces Ethernet o dispositivos que conectan la línea de abonado digital (DSL) o la conexión inalámbrica a estas. Además, los clientes conocen las capacidades de las redes Ethernet y desean extenderlas a redes multisitio. Paralelamente, las necesidades de estas redes se han ampliado para incluir muchos servicios que antes solo se gestionaban en la LAN o mediante conexiones especializadas, en particular vídeo y copias de seguridad. No resulta práctico ampliar la mayoría de las redes pequeñas más allá de 1 Gbps o, como máximo, 2 Gbps ( doble agrupación Gigabit) de capacidad por segmento, ya que el cuello de botella reside en los enlaces de área amplia con otras oficinas y servicios en línea.

Restricciones del operador

Por lo tanto, los proveedores de redes de área amplia (WAN) y redes de área metropolitana (MAN) se encuentran con tres necesidades:

  1. Para proporcionar a sus clientes servicios Ethernet
  2. Aprovechar las ventajas de volumen y coste de las tecnologías Ethernet en sus redes.
  3. Reemplazar las tecnologías que no son Ethernet con alternativas Ethernet que tengan capacidad suficiente para almacenamiento , copias de seguridad y vídeo HD , y que garanticen las características (fiabilidad de la transferencia, baja latencia) necesarias para soportar estos servicios.

También se ven limitados, ya que los servicios no pueden migrarse de redes locales a redes de área amplia con demasiada rapidez, pues excederían la capacidad total disponible y la calidad se vería afectada. Los servicios que intentan expandirse demasiado rápido pierden dinero, mientras que los que esperan demasiado pierden clientes. Por consiguiente, los operadores deben expandir sus servicios con cautela y prestar especial atención a la calidad del servicio (QoS).

El comienzo: Metro Ethernet

El MEF se formó en 2001 con el fin de desarrollar servicios empresariales ubicuos para usuarios empresariales, principalmente a través de redes metropolitanas ópticas, para conectar sus LAN empresariales. El concepto principal era trasladar la simplicidad y el modelo de costos de Ethernet a la red de área amplia. [ 5 ]

Expansión a Carrier Ethernet

El éxito de los servicios Metro Ethernet capturó la imaginación del mundo cuando el concepto se expandió para incluir servicios mundiales que atraviesan redes nacionales y globales: [ 5 ]

  • Redes de acceso para brindar disponibilidad a una clase de usuarios mucho más amplia a través de fibra, cobre, cable, red óptica pasiva (PON) e inalámbrica.
  • Economía de escala gracias a las redes convergentes empresariales, residenciales e inalámbricas resultantes que comparten la misma infraestructura y servicios.
  • Escalabilidad y despliegue rápido de aplicaciones empresariales
  • Adopción del programa de certificación
  • Todo ello manteniendo el modelo de costes y la simplicidad de Ethernet.

Servicios Carrier Ethernet

Para crear un mercado de servicios Ethernet, es necesario clarificar y estandarizar los servicios que se prestarán. Consciente de ello, la industria creó el MEF. Este desempeñó un papel clave en la definición de:

  • Línea privada virtual Ethernet o E-Line : un servicio que conecta dos puertos Ethernet de un cliente a través de una red de área amplia (WAN).
  • Red de área local virtual Ethernet o E-LAN : un servicio multipunto que conecta un conjunto de puntos finales de cliente , dando al cliente la apariencia de una red Ethernet conmutada que conecta los sitios.
  • Árbol privado virtual Ethernet o E-Tree : un servicio multipunto que conecta una o más raíces y un conjunto de hojas, pero que impide la comunicación entre hojas.

Todos estos servicios proporcionan definiciones estándar de características como ancho de banda, resiliencia y multiplexación de servicios, lo que permite a los clientes comparar las ofertas de servicios y facilita los acuerdos de nivel de servicio (SLA). En las normas IEEE 802.21 e IEEE 802.11u se definen parámetros similares para redes inalámbricas , aunque estas están pensadas para periodos de tiempo mucho más cortos y servicios adecuados únicamente para usuarios móviles.

Árbol privado virtual Ethernet

Ethernet Virtual Private Tree o E-Tree es una conexión virtual Ethernet punto a multipunto definida por el MEF, una configuración de VLAN Ethernet adecuada para servicios de multidifusión .

Línea privada Ethernet

La línea privada Ethernet ( EPL ) y la línea privada virtual Ethernet ( EVPL ) son servicios de datos definidos por el MEF. EPL proporciona una conexión virtual Ethernet (EVC) punto a punto entre un par de interfaces de usuario-red (UNI) dedicadas, con un alto grado de transparencia. EVPL proporciona una conexión punto a punto o punto a multipunto entre un par de UNI.

Los servicios se clasifican como un tipo de servicio E-line, con una expectativa de baja latencia de trama , variación de latencia de trama y tasa de pérdida de trama . EPL se implementa utilizando un EVC punto a punto sin multiplexación de servicio en cada UNI (interfaz física), es decir, todas las tramas de servicio en la UNI se asignan a un único EVC (también conocido como agrupación todo en uno).

Debido a su alto grado de transparencia, EPL se utiliza a menudo para proporcionar un servicio LAN transparente punto a punto (TLS), donde la cabecera y la carga útil de la trama de servicio son idénticas tanto en la UNI de origen como en la de destino. Algunas implementaciones tunelizan la mayoría de los protocolos de control de capa 2 de Ethernet (L2CP), excepto algunos L2CP de capa de enlace, como las tramas de pausa IEEE 802.3x .

A diferencia de EPL, EVPL permite la multiplexación de servicios, es decir, múltiples EVC o servicios Ethernet por UNI. Otra diferencia entre EVPL y EPL radica en el grado de transparencia: mientras que EPL es altamente transparente, filtrando únicamente las tramas de pausa, EVPL requiere que la mayoría de los protocolos de control de capa 2 se interconecten o se descarten.

Red LAN virtual privada Ethernet

Ethernet Virtual Private LAN (EVP-LAN) es una conexión virtual Ethernet multipunto a multipunto definida por MEF, equivalente a Carrier Ethernet de Virtual Private LAN Service (VPLS) o Transparent LAN Services . EVP-LAN permite la comunicación entre todas las ubicaciones de clientes asociadas a sus Ethernet Virtual Connections (EVC). Se clasifica como un tipo de servicio E-LAN, con baja latencia de trama, variación de latencia de trama y tasa de pérdida de trama. Se permite la multiplexación de servicios en UNI y EVPL, y los tipos de servicio EVP-LAN pueden compartir el mismo puerto. Los identificadores CE-VLAN se mantienen en toda la red.

Transporte de servicios Ethernet

El MEF no especifica cómo deben proporcionarse los servicios Ethernet en una red de operador. A pesar de las ventajas descritas anteriormente, Ethernet ha tenido tradicionalmente varias limitaciones en la aplicación WAN. Los conceptos de "puente" y "árbol de expansión" descritos anteriormente no son escalables a grandes redes internacionales. Además, Ethernet ha carecido de algunas de las características de confiabilidad necesarias en esta aplicación (en particular, mecanismos para aislar el tráfico de un cliente del de otro, para medir el rendimiento de una instancia de servicio al cliente y para detectar y reparar rápidamente fallas en grandes redes). Debido a estas limitaciones, y a la necesidad de utilizar equipos preexistentes, los servicios Ethernet se han transmitido a través de redes de área amplia utilizando otras tecnologías. Dos tipos de tecnología se han utilizado ampliamente, mientras que un tercero (transporte Carrier-Ethernet) está emergiendo rápidamente como una opción viable y lógica para los servicios Carrier-Ethernet.

Ethernet sobre SDH/SONET

Los enlaces Ethernet punto a punto se transmiten a través de redes SDH/SONET , utilizando la concatenación virtual (ITU-T G.707) y LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme - ITU-T G.7042) para crear un paquete portador de tamaño adecuado, del procedimiento de trama genérico de los equipos SDH , y aprovechando las funciones de gestión y recuperación de SDH para proporcionar alta disponibilidad y resistencia a fallos.

Ethernet sobre MPLS

Los servicios Ethernet se transmiten a través de redes IP / MPLS utilizando una amplia gama de protocolos relacionados con IP . [ 6 ] Los enlaces Ethernet se transportan como "pseudocables" utilizando rutas conmutadas por etiquetas MPLS (LSP) dentro de un "túnel" MPLS externo. Esta estrategia puede admitir servicios tanto punto a punto (Servicio de Cable Privado Virtual - VPWS) como multipunto (Servicio de LAN Privada Virtual - VPLS), y recientemente ha logrado una implementación significativa en redes enrutadas. Utiliza varios protocolos de transporte básicos, incluidos SDH y (cada vez más) Ethernet.

Ethernet sobre transporte Carrier-Ethernet (CET)

Los defensores de Ethernet de clase portadora argumentan que Ethernet es la mejor opción para las redes de área metropolitana porque todo el tráfico de datos se origina en Ethernet. La presencia generalizada de Ethernet en las LAN de todo el mundo reduce el costo de la tecnología Ethernet. Por lo tanto, el uso de Ethernet en una red metropolitana permite a los proveedores de servicios aprovechar los volúmenes que maneja un segmento empresarial mucho mayor. El transporte Carrier-Ethernet (CET) generalmente implica una evolución de Ethernet convencional y comprende múltiples componentes tecnológicos. Los puentes troncales del proveedor (PBB) proporcionan la escalabilidad y una demarcación segura, mientras que la ingeniería de tráfico del puente troncal del proveedor (PBB-TE, comúnmente llamada PBT) proporciona ingeniería de tráfico y un transporte eficaz para servicios Ethernet protegidos. La gestión de fallos de conectividad (CFM-OAM) proporciona la OAM necesaria que hace que Ethernet sea de grado portador .

Demarcación de Carrier Ethernet

La demarcación de Carrier Ethernet es un elemento clave en los servicios y redes de transporte Carrier Ethernet para aplicaciones empresariales, mayoristas y de backhaul móvil, ya que permite a los proveedores de servicios extender su control sobre toda la ruta del servicio, desde los puntos de transferencia. Esto se logra conectando el equipo del cliente (CPE) a la red con dispositivos de demarcación propiedad del proveedor, instalados en las ubicaciones del cliente, lo que permite una clara separación entre las redes del usuario y del proveedor.

Los dispositivos de demarcación Carrier Ethernet (EDD) son necesarios para admitir servicios como Ethernet Private Line (EPL), Ethernet Virtual Private Line (EVPL o E-LAN) y Ethernet Virtual Private Tree (E-Tree), según lo especificado por el MEF. Dicha compatibilidad debe incluir capacidades de gestión de acuerdos de nivel de servicio (SLA), con un rendimiento constante en fibra, DSL, PDH agregada y líneas de acceso SDH/SONET. En consecuencia, las características imprescindibles de los dispositivos de demarcación Carrier Ethernet incluyen una gestión de tráfico sofisticada y mecanismos jerárquicos de calidad de servicio (QoS), operaciones, administración y mantenimiento (OAM) estándar de extremo a extremo y monitorización del rendimiento, gestión y diagnóstico de fallos exhaustivos, y resiliencia similar a la de SDH/SONET para reducir los costes operativos y los gastos de capital del proveedor de servicios. [ 7 ]

Tecnologías Carrier Ethernet

La industria ha realizado un esfuerzo conjunto para resolver las limitaciones de Ethernet en la WAN descritas anteriormente, con el fin de permitir el uso de tecnologías Ethernet "nativas" por parte de los proveedores de red. Los comités de estándares 802.1 y 802.3 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) han desempeñado un papel fundamental . El estándar IEEE 802.1 ha abordado los problemas de escalabilidad y gestión en los estándares para puentes de proveedor (802.1ad) y puentes troncales de proveedor (802.1ah). Estos estándares permiten redes Ethernet a escala planetaria. Los estándares asociados ( IEEE 802.1ag y el estándar relacionado ITU-T Y.1731) proporcionan capacidades de operación y mantenimiento (OAM) que permiten la verificación de la conectividad, la recuperación rápida y la medición del rendimiento. El trabajo actual sobre PBB-TE (802.1Qay: Provider Backbone Bridging-Traffic Engineering) permite que dicha red Ethernet sea controlada por una aplicación de control o gestión externa (por ejemplo, una aplicación de gestión de red o un plano de control de transporte como GMPLS (IETF RFC 3945)), para así permitir que un proveedor de red pueda aplicar toda la gama de políticas y estrategias de ingeniería de tráfico.

El Grupo de Trabajo IEEE 802.3, en estrecha colaboración con la UIT, ha estado trabajando para simplificar el transporte de las tecnologías de 40G y 100G que desarrollan ambas organizaciones: 802.3 para LAN y la UIT para OTN . La OIF y la Ethernet Alliance también han colaborado con sus miembros para facilitar futuras mejoras de Ethernet para WAN, teniendo en cuenta la velocidad futura de las tecnologías y servicios Ethernet.

Véase también

Referencias

  1. ↑ "Grupo de trabajo IEEE P802.3ba sobre Ethernet de 40 Gb/s y 100 Gb/s" . Sitio web oficial . IEEE 802. 19 de junio de 2010. Consultado el 6 de agosto de 2011 .
  2. ↑ Grupo de trabajoIEEE P802.3ba sobre Ethernet de 40 Gb/s y 100: http://ieee802.org/3/ba/  
  3. ↑ Grupo de trabajo IEEE P802.3bg 40G SMF PMD para clientes de operadores : http://www.ieee802.org/3/40GSMF/
  4. ↑ Interconexión de audio/vídeo IEEE 802.1
  5. 1 2 "Carrier Ethernet y CE 2.0" . MEF. Archivado del original el 23 de septiembre de 2015. Recuperado el 22 de septiembre de 2015 .
  6. ↑ Consulte los estándares de pseudocables de la IETF, por ejemplo, RFC 3985 , RFC 4448.  
  7. ↑ "Carrier Ethernet y CE 2.0" . Archivado del original el 23 de septiembre de 2015.
  • Foro Metro Ethernet, Carrier Ethernet y CE 2.0
  • "Servicios Metro Ethernet - Descripción técnica" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 5 de mayo de 2015.
  • "Carrier Ethernet 2.0" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 30 de abril de 2014. (1412 KiB )
  • "MEF 6.1" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 3 de septiembre de 2013. (472 KiB ) - Definiciones de servicios Metro Ethernet Fase 2)
  • "MEF 6" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 5 de julio de 2014. (472 KiB ) - Definiciones de servicios Metro Ethernet Fase I - reemplazada por MEF 6.1)
  • "MEF 10.1" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 29/07/2012. (1720 KiB ) - Atributos de servicios Ethernet Fase 2
  • Descripción general de los servicios Carrier Ethernet.pptx PPT (3,8 MiB ) 
  • Foro de Metro Ethernet
  • https://www.mef.net/Assets/Technical_Specifications/PDF/MEF_6.1.pdf