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Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 50

Carrier Ethernet – die Revolution im Wide Area Networking (WAN)

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Carrier Ethernet unter der Lupe

Netzwerk-Betreiber eines Corporate LANs sind gewöhnt, alle auftretenden Probleme des L2-Netzes durch Funktionen des Layer 3 zu lösen. Aufgrund der gegenüber Provider-Netzen vergleichsweise kleinen Netze funktioniert das auch im Großen und Ganzen gut. Allerdings gibt es bei jedem L3-Verfahren Grenzen, sei es im Algorithmus selbst oder schlicht in der Tatsache, dass ab einer gewissen Größe und/oder Teilnehmerzahl die notwendige Rechenleistung mit vernünftigem Aufwand nicht mehr bereitgestellt werden kann, z.B. weil es in jedem beteiligten Knoten Tabellen geben muss, die dann irgendwann einfach zu groß werden.

Provider haben solche Grenzen deutlich zu spüren bekommen. Zu Beginn der „Carrier Ethernet“-Entwicklung hat man sich darauf konzentriert, die anstehenden Probleme der Verkehrssteuerung mit MPLS in den Griff zu bekommen. Bei der ersten Betrachtung erscheint MPLS als Königsweg, weil es wirklich alle gewünschten Funktionen sehr elegant abdeckt. In großen Feldversuchen hat man dann allerdings gemerkt, dass die Komplexität von MPLS-Implementierungen so groß ist, dass die aktuellen Router und ihre denkbaren elektronischen Nachfolger definitiv an Grenzen stoßen, wenn man die Anzahl der Benutzer (z.B. mehrere 10.000) , die generelle Übertragungsgeschwindigkeit (z.B. 40 Gigabit/s als Basisrate), den aggregaten Verkehr (z.B. 1 Terabit/s) oder die Größe des Netzes (z.B. 4.000 km Durchmesser) oder alles zusammen steigert.

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Insbesondere steigt die Bearbeitungsdauer in den Routern so an, dass man keine Verzögerungszeiten im Voice Grade-Bereich mehr garantieren kann. Da ging es immer um sehr große, sehr teure Router oder Prototypen. Metronetz-Betreiber haben diese Erfahrung mit Standardprodukten schon auf einem sehr viel geringeren Niveau gemacht (z.B. 1.000 Benutzer, 10 GbE Basisrate, 100 Gbit aggregater Verkehr, 20 km Netzdurchmesser). Wir haben hier mit MPLS also eine wunderschöne Technologie, die man aber auf absehbare Zeit in der benötigten Größenordnung nicht einsetzen können wird.

Daher hat man Carrier Ethernet auf einer reinen L2-Basis entwickeln müssen. Ein Netz, welches den Namen „Carrier Ethernet“ verdient, bietet unter anderem drei grundsätzliche Services für den konversionsfreien, transparenten Austausch von Ethernet-Paketen an:

  • E-Line: virtuelle Punkt-zu-Punkt-Verbindung
  • E-LAN: virtuelles Bus-System mit freizügiger Kommunikation aller angeschlossenen Teilnehmer/Geräte
  • E-Tree: virtuelles Sternsystem mit folgenden Einschränkungen: man definiert eine Wurzel und Blätter. Die Wurzel kann mit den Blättern in jeder Weise kommunizieren und sieht dabei allen Verkehr aller Blätter. Ein Blatt kann allerdings nur mit der Wurzel kommunizieren. Es kann mit einem anderen Blatt weder kommunizieren noch sieht es das Blatt oder seinen Verkehr.

E-Line und E-LAN gibt es schon länger. E-Tree ist erst im Herbst 2008 hinzugekommen und für alle Distributionsanwendungen enorm praktisch, weil es als Basismechanismus bereitgestellt wird und nicht erst durch eine andere Struktur auf dem E-LAN etabliert werden muss.

Standard Ethernet basiert ausschließlich auf der Weiterentwicklung der Ethernet-Schnittstellen, also 10/40/100 GbE. Carrier Ethernet kann man damit auch laufen lassen, aber es bietet darüber hinaus die vollständige nahtlose Integration in die Welt der optischen Transportsysteme wie CWDM und DWDM auf der standardisierten ITU-OTN-Basis. Also: Leistung ohne Ende und Stufen. Das bedeutet auch, dass ein Netz herkömmlicher Bauart mit zusätzlichen Maßnahmen und Geräten an ein MAN oder einen Provider-Backbone angeschlossen werden muss, das den Kunden eine transparente Carrier Ethernet-Übertragung bietet.

weiter mit: Packet Optical – der Übergang zu einer Ethernet-zentrischen Zukunft

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