5.3. Структура протокола gfp.
GFP является самым громоздким изменением, внесенным пакетным трафиком в сети SDH. Основным назначением GFP является линеаризация пакетного трафика, т. е. преобразование неравномерности трафика в форму, удобную для загрузки и передачи по сети SDH.
Универсального решения задачи объединения совершенно разнородных сетей нет, и, скорее всего такое решение невозможно. Поэтому в разное время придумывались более или менее эффективные частные решения для различных задач. GFP – всего лишь одно из таких решений, разработанное под специфику транспортных сетей SDH/OTN. И чем более разработчики GFP стремились достичь эффективности этого протокола, тем более громоздким вышло окончательное решение. Поэтому сложная и громоздкая архитектура GFP это плата за эффективность его работы. Здесь мы рассмотрим лишь основные принципы GFP. Полное его описание приводится в рек. ITU-T G.7041/Y.1303.
5.3.1. Общие основы gfp.
Итак, GFP (General Framing Protocol) должен обеспечить линеаризацию (или выравнивание) пакетного трафика для последующего удобства загрузки его в транспортную сеть NGSDH, ориентированную на коммутацию каналов. Какой же трафик нужно линеаризовать при помощи GFP? Оказалось, что целесообразно разделить весь трафик современных пакетных сетей на протокол-ориентированный трафик (PDU-based) и блок-ориентированный трафик (block-code oriented).
Для трафика PDU (Protocol Data Unit) характерна высокая неравномерность скорости передаваемой информации. К этому относится трафик любых сетей передачи данных, использующих для обмена протоколы. Например, к классу трафика PDU относится трафик IP, PPP/IP, Ethernet, Frame Relay и пр. Блок-ориентированный трафик представляет собой пакетный трафик в виде блоков, который передается с постоянной скоростью. Обычно это трафик от систем хранения информации (SAN – Storage Area Networks). К этой группе относится трафик от сетей Fibre Channel или ESCON/SBCON.
Можно сразу отметить, что основной проблемой в GFP является выравнивание трафика PDU, поскольку блок-ориентированный трафик передается с постоянной скоростью и поэтому мало отличается от трафика TDM классической SDH. GFP (рис. 5.22) представляет собой прослойку между пакетными сетями IP, Ethernet и др. и NGSDH. Удобно разделить ее на два слоя (рис. 5.23).
Ethernet
IP/PPP
Другие протоколы
GFP
– Параметры, зависящие от клиента
(Зависят от нагрузки)
GFP
– Параметры, зависящие от клиента
(Зависят от нагрузки)
SDH
VC-n
Другие технологии
OTN
ODUk
Рис. 5.22. Разделение протокола GFP на два слоя.
Слой, который ближе к системам NGSDH, можно рассматривать как универсальную часть GFP, которая не зависит от специфики передаваемой нагрузки. Этот слой будем называть основные параметры GFP. Наоборот, слой, который ближе к разнородным сетям передачи данных, должен позволять индивидуальную адаптацию к специфике того или иного протокола. Этот слой будем считать клиент-ориентированным в том смысле, что клиентами NGSDH выступают сети передачи данных с разнородным трафиком.
Таким образом, в такую модель включены все вопросы преобразования пакетного трафика и загрузки его из сети передачи данных внутрь протокола GFP. Но сам алгоритм GFP оказывается неоднородным. Сначала пакетный трафик преобразуется в соответствии со спецификой отдельных сетей передачи данных и их протоколов, тем самым трафик унифицируется. Затем унифицированный на верхнем уровне модели трафик преобразуется в соответствии с общими принципами и алгоритмами GFP. Этот двухшаговый алгоритм обработки трафика нашел отражение в определении задач GFP по рек. ITU-T G.7041, где указано на две категории задач, выполняемых этим протоколом:
Определение формата данных при их загрузке в GFP/NGSDH
Определение процедур загрузки и передачи сигналов GFP
Легко догадаться, что первая задача связана со спецификой трафика, тогда как вторая соответствует унифицированным алгоритмам работы GFP.
Для того, чтобы окончательно определиться со структурой GFP, разделим весь протокол на три части:
Общую часть протокола, соответствующую нижнему уровню модели на рис. 5.22, будем называть подсистемой GFP-C (в рек. G.7041 нет отдельного выделения уровня GFP-C, но там используется эквивалентное понятие «Общий уровень протокола»)
Часть протокола, связанную с передачей трафика PDU, отнесем к системе сигнализации GFP-F (Frame-Mapped GFP)
Часть протокола для передачи блок-ориентированного трафика назовем GFP-T (Transparent GFP)
В
PPP, IP, Ethernet и пр
ESCON/SBCON и пр.
Уровень нагрузки
GFP-F
GFP-T
GFP-C
SDH
Уровень SDH/WDM
Рис. 5.23. Структура протокола GFP.
Функции моста,
коммутатора или маршрутизатора на
сетевом элементе
Функции моста,
коммутатора или маршрутизатора на
сетевом элементе
Сеть канального
уровня
C C*
PHY-T
PHY-X
GFP-T
GFP-F
GFP-F
PHY-X
GFP-F
GFP-F
PHY-T
GFP-T
A B B* A*
Сеть транспортного
уровня
10Base ESCON ESCON 10 Base
100 Base FICON FICON 100 Base
1000 Base Fibre Channel Fibre Channel 1000 Base
10G Base 1000 Base 1000 Base 10G Base
Рис. 5.23. Модель взаимных связей в системе NGSDH.
В соответствии с таким делением уровней протокола GFP была разработана модель связей в системе NGSDH(рис. 5.24). На рисунке схематично показано несколько пар возможных соединений в системе NGSDH. Например, связь по линии A – A* представляет собой связь двух устройств PDU (например,
пользователей Ethernet) через сеть NGSDH. Пользователи взаимодействуют по интерфейсам 10/100/1000 Base-T с сетевым элементом (мультиплексором МВВ сети NGSDH, который выполняет преобразование Ethernet/GFP-F. Затем кадры GFP-F передаются по сети NGSDH (связь C – C*) и там преобразуются сетевым элементом в интерфейс 10/100/1000 Base-T в точке A*. Аналогично на рисунке представлена связь между двумя сетями SAN по линии B – B*.
Теперь от рассмотрения общих принципов работы GFP перейдем к детальному рассмотрению работы разных уровней этого протокола.