Carrier Ethernet es un término de marketing para extensiones de Ethernet para proveedores de servicios de comunicaciones que utilizan tecnología Ethernet en sus redes.
Ethernet tiene una larga historia. Se ha vuelto dominante en las redes empresariales. Este dominio ha dado lugar a componentes con un alto volumen de producción, lo que a su vez ha permitido un coste por bit extremadamente bajo. Asimismo, Ethernet tiene una larga historia de reinventarse. Desde el formato original de cable coaxial de cobre (" grueso ") se ha extendido su alcance a casi todos los medios físicos inalámbricos , de cobre y de fibra óptica . Las tasas de bits han seguido aumentando, tradicionalmente multiplicándose por diez cada vez que se define una nueva tasa. Las interfaces Gigabit Ethernet se implementan ampliamente en PC y servidores, y 10 Gbit/s en redes troncales de redes de área local (LAN). En 2010 y 2011 se estandarizaron velocidades de hasta 100 Gigabit Ethernet. [1] [2] [3]
El dominio de Ethernet se atribuye en parte a las simples ventajas para la industria de adoptar un estándar único para aumentar los volúmenes y bajar los precios. En parte, también se debe a la facilidad de implementación, utilizando 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 " protocolo de árbol de expansión " (el protocolo utilizado para evitar bucles puente).
Históricamente, se han creado protocolos y cableado competitivos para acceder a dispositivos de mayor velocidad que los dispositivos contemporáneos conectados a Ethernet y manejados a un precio asequible. Los ejemplos incluyen FireWire y Light Peak . Un motivo para crear estándares competitivos ha sido reducir el precio de los dispositivos Ethernet de velocidad comparable. Una vez que se logra este propósito, los estándares en competencia tienden a desaparecer o quedar confinados 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 nuevos mercados. Por ejemplo, se están agregando capacidades de dominio de tiempo a IEEE 802.3 Ethernet para soportar IEEE 802.1 Audio Video Bridging (AVB), [4] y estas capacidades serán aplicables a aplicaciones portadoras sensibles al tiempo, así como a IEEE 1588 .
Las redes LAN de los clientes están cada vez más conectadas a redes de telecomunicaciones de área amplia a través de interfaces Ethernet o a dispositivos que unen la línea de abonado digital (DSL) o de forma inalámbrica a estas. Además, los clientes están familiarizados con las capacidades de las redes Ethernet y les gustaría ampliar estas capacidades a redes de sitios múltiples. Mientras tanto, las necesidades de dichas redes se han ampliado para incluir muchos servicios que antes se manejaban sólo en la LAN o mediante conexiones especializadas, en particular video y respaldo. No es práctico ampliar la mayoría de las redes pequeñas más allá de 1G o como máximo 2G ( dual teaming gigabit) de capacidad por segmento, ya que el cuello de botella sigue estando en los enlaces de área amplia con otras oficinas y servicios en línea.
Así, los proveedores de redes de área amplia (WAN) y redes de área metropolitana (MAN) se encuentran con tres necesidades:
También están limitados porque los servicios no pueden migrarse de servicios locales a servicios de área amplia demasiado rápido, para no exceder el suministro total disponible y dar como resultado una calidad inaceptable. Los servicios que intentan expandirse demasiado rápido pierden dinero, mientras que los que esperan demasiado pierden clientes. En consecuencia, los operadores deben ampliar sus servicios de manera conservadora y prestar mucha atención a la calidad del servicio (QoS).
El MEF se formó en 2001 con el fin de desarrollar servicios comerciales ubicuos para usuarios empresariales a los que se accede principalmente a través de redes metropolitanas ópticas para conectar sus LAN empresariales. El concepto principal era llevar el modelo de simplicidad y costo de Ethernet a la red de área amplia. [5]
El éxito de los servicios Metro Ethernet captó la imaginación del mundo cuando el concepto se expandió para incluir servicios mundiales que atraviesan redes nacionales y globales: [5]
Para crear un mercado de servicios Ethernet, es necesario aclarar y estandarizar los servicios que se prestarán. Al reconocer esto, la industria creó el MEF. Esto jugó un papel clave en la definición de:
Todos estos servicios proporcionan definiciones estándar de características tales como ancho de banda, resiliencia y multiplexación de servicios, lo que permite a los clientes comparar ofertas de servicios y facilitar los acuerdos de nivel de servicio (SLA). En IEEE 802.21 e IEEE 802.11u se definen definiciones análogas para redes inalámbricas , aunque están destinadas a compromisos de tiempo mucho más cortos y servicios apropiados únicamente para usuarios móviles.
Ethernet Virtual Private Tree o E-Tree es una conexión virtual Ethernet punto a multipunto definida por MEF: una configuración de VLAN Ethernet adecuada para servicios de multidifusión .
Línea privada Ethernet ( EPL ) y 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 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 de línea electrónica, con la expectativa de un retardo de trama, una variación del retardo de trama y una tasa de pérdida de trama bajos. EPL se implementa utilizando un EVC punto a punto sin multiplexación de servicios 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 un alto grado de transparencia, EPL se utiliza a menudo para proporcionar un servicio LAN transparente (TLS) punto a punto, donde el encabezado y la carga útil de la trama de servicio son idénticos tanto en la UNI de origen como en la de destino. Algunas implementaciones hacen túneles en la mayoría de los protocolos de control de capa 2 (L2CP) de Ethernet, 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. La otra diferencia entre EVPL y EPL es el grado de transparencia: mientras que EPL es altamente transparente y filtra solo los cuadros de pausa, EVPL debe igualar o eliminar la mayoría de los protocolos de control de Capa 2.
Ethernet Virtual Private LAN (EVP-LAN) es una conexión virtual Ethernet multipunto a multipunto definida por MEF: un equivalente de Carrier Ethernet del servicio de LAN privada virtual (VPLS) o servicios de LAN transparente . EVP-LAN permite la comunicación entre todas las ubicaciones del cliente asociadas con las conexiones virtuales Ethernet (EVC) del cliente. Está categorizado como un tipo de servicio E-LAN, con la expectativa de un retardo de trama, una variación del retardo de trama y una tasa de pérdida de trama bajos. Se permite la multiplexación de servicios en UNI y los tipos de servicios EVPL y EVP-LAN pueden compartir el mismo puerto. Los ID de CE-VLAN se mantienen en toda la red.
El MEF no especifica cómo se deben proporcionar los servicios Ethernet en una red de operador. A pesar de las ventajas descritas anteriormente, Ethernet ha tenido tradicionalmente una serie de limitaciones en la aplicación WAN. Los conceptos de "puente" y "árbol de expansión" descritos anteriormente no se adaptan 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 de otro, medir el desempeño de una instancia de servicio al cliente y detectar y reparar rápidamente fallas en redes grandes). [ cita necesaria ] Debido a estas limitaciones y a la necesidad de utilizar equipos preexistentes, los servicios Ethernet se han transportado a través de redes de área amplia utilizando otras tecnologías. Se han utilizado ampliamente dos tipos de tecnología, mientras que un tercero (el transporte Carrier-Ethernet) está surgiendo rápidamente como una opción viable y lógica para los servicios Carrier-Ethernet.
Los enlaces Ethernet punto a punto se transportan a través de redes SDH/SONET , utilizando concatenación virtual (ITU-T G.707) y LCAS (Esquema de ajuste de capacidad de enlace - ITU-T G.7042) para crear un paquete de operador de tamaño adecuado. , del Procedimiento de Encuadre Genérico de equipos SDH , y aprovecha las características de gestión y recuperación de SDH para proporcionar alta disponibilidad y resiliencia ante fallas.
Los servicios Ethernet se transmiten a través de redes IP / MPLS haciendo uso de una amplia gama de protocolos relacionados con IP (consulte los estándares pseudowire del IETF, por ejemplo, RFC 3985, RFC 4448). Los enlaces Ethernet se transportan como "pseudocables" utilizando rutas de conmutación de etiquetas (LSP) MPLS dentro de un "túnel" MPLS externo. Esta estrategia puede admitir servicios punto a punto (Virtual Private Wire Service - VPWS) y multipunto (Virtual Private LAN service - VPLS), y recientemente ha logrado una implementación significativa en redes enrutadas. Hace uso de una serie de protocolos de transporte básicos, incluidos SDH y (cada vez más) Ethernet.
Los defensores de Carrier-Class Ethernet argumentan que Ethernet es lo mejor para las redes de área metropolitana porque todo el tráfico de datos se origina como Ethernet. La omnipresente presencia de Ethernet en las LAN de todo el mundo reduce el coste de Ethernet como tecnología. Por lo tanto, el uso de Ethernet en una red metropolitana permite a los proveedores de servicios aprovechar los volúmenes que controla un segmento empresarial mucho más grande. El transporte Carrier-Ethernet (CET) suele implicar una evolución del Ethernet convencional y comprende múltiples componentes tecnológicos. Provider Backbone Bridges (PBB) proporciona escalabilidad y una demarcación segura, mientras que Provider Backbone Bridge Traffic Engineering (PBB-TE, comúnmente llamado PBT) proporciona ingeniería de tráfico y un transporte eficaz para servicios Ethernet protegidos. La gestión de fallos de conectividad (CFM-OAM) proporciona el OAM tan necesario que hace que Ethernet sea un operador de nivel .
La demarcación de Carrier Ethernet es un elemento clave en los servicios Carrier Ethernet y las redes de transporte para aplicaciones empresariales, mayoristas y de backhaul móvil, ya que permite a los proveedores de servicios ampliar su control sobre toda la ruta del servicio, comenzando desde los puntos de transferencia. Esto se logra conectando el equipo de las instalaciones del cliente (CPE) a la red con dispositivos de demarcación propiedad del proveedor que se implementan en las ubicaciones del cliente, permitiendo así una separación clara entre las redes del usuario y del proveedor.
Se requieren dispositivos de demarcación Carrier Ethernet (EDD) 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. . Dicho soporte debe incluir capacidades de gestión de acuerdos de nivel de servicio (SLA), con un rendimiento consistente sobre líneas de acceso de fibra, DSL, PDH enlazado y SDH/SONET. Como resultado, las características imprescindibles de demarcación de Carrier Ethernet incluyen gestión sofisticada del tráfico y mecanismos jerárquicos de calidad de servicio (QoS), operaciones estándar de extremo a extremo , administración y mantenimiento (OAM) y monitoreo del rendimiento, amplia gestión y diagnóstico de fallas, y Resiliencia similar a SDH/SONET para reducir los costos operativos y los gastos de capital del proveedor de servicios. [6]
La industria ha hecho un esfuerzo concertado para resolver las limitaciones de Ethernet en la WAN descritas anteriormente, a fin de permitir el uso de tecnologías Ethernet "nativas" por parte de los proveedores de red. [ cita necesaria ] Los roles clave han sido desempeñados por los comités de estándares 802.1 y 802.3 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) . IEEE 802.1 ha abordado los problemas de escalabilidad y gestión en los estándares para Provider Bridges (802.1ad) y Provider Backbone Bridges (802.1ah). Estos estándares permiten redes Ethernet de escala planetaria. [ cita necesaria ] Los estándares asociados ( IEEE 802.1ag y el estándar ITU-T Y.1731 relacionado) proporcionan capacidades de operaciones y mantenimiento (OAM) que permiten la verificación de la conectividad, la recuperación rápida y la medición del rendimiento. El trabajo actual en PBB-TE (802.1Qay: Provider Backbone Bridging-Traffic Engineering) permite que dicha 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 permitir la gama completa de políticas y estrategias de ingeniería de tráfico a un proveedor de red. [ cita necesaria ]
El Grupo de Trabajo IEEE 802.3, en estrecha colaboración con la UIT, ha estado trabajando para simplificar el transporte de las tecnologías 40G y 100G que están desarrollando ambos organismos: 802.3 para LAN y ITU para OTN . La OIF y la Ethernet Alliance también han estado trabajando en cooperación con sus miembros para permitir futuras mejoras de Ethernet para la WAN mientras miran hacia la velocidad futura de las tecnologías y servicios de Ethernet.