O documento discute os fundamentos do Carrier Ethernet, incluindo seu crescimento, desafios iniciais do Ethernet em redes metropolitanas, o papel do Metro Ethernet Forum na padronização, e os principais tipos de serviços oferecidos como E-Line, E-LAN e E-Tree.

1. Fundamentos
de
Carrier
Ethernet
Jerônimo
A.
Bezerra
<jab@rnp.br>
1

2. Índice
• Crescimento
das
redes
metropolitanas
• Ethernet
e
seus
desafios
• Metro
Ethernet
Forum
-­‐
papel,
aEvidades
e
envolvimento
• Introdução
ao
Metro
Ethernet
ou
Carrier
Ethernet
• Comparação
das
tecnologias
de
transporte
• Contextualização
na
Rede
ReMeSSa
• Sugestões
para
o
futuro
2

3. Popularização
das
Redes
Metro
• Novas
redes
metropolitanas
aparecendo
a
todo
momento:
– Academia
(RNP,
Universidades),
Telecom(xDSL),
etc.
• MoEvos:
– Demandas
dos
usuários
– Custo
da
infraestrutura
(fibra
óEca,
equipamentos)
– Capacidade
das
interfaces
de
redes
(100Gbps)
– Simplicidade
na
operação
• Consolidação
do
protocol
Ethernet
(IEEE
802.3)
3

4. IEEE
802.3
ou
Ethernet
• Padronizado
para
LANs,
em
1985;
• Implementação
simples
e
barata;
• Mundialmente
consolidado:
– Custo
de
interface
extremamente
baixo;
• Mas,
não
foi
pensado
para
MAN:
– Não
possui
separação
de
tráfego,
impossibilitando
a
criação
de
circuitos
privados;
– Sem
gerência
e
confiabilidade;
– Sem
priorização
de
tráfego;
4

5. Ethernet:
Evolução
para
atender
MAN
• Nos
anos
90,
circuitos
P2P
e
MP2MP
foram
viabilizados
com
o
protocolo
802.1Q
(VLAN);
– Com
as
novas
técnicas
de
VLAN
Stacking
e
VLAN
translaEon,
foi
possível
isolar
usuários
e
núcleo
da
rede;
• Protocolos
como
QinQ,
PBB
e
PBB-­‐TE
foram
criados,
resolvendo
diversos
problemas:
– C-­‐VLAN
versus
S-­‐VLAN,
Aprendizado
de
MAC
dinâmicos
e
Sub
50ms
failover
• Custo
de
interface
Ethernet
menor
que
interfaces
SONET/SDH
• Ethernet
suporta
largura
de
banda
de
até
10Gbps
com
fina
granularidade;
• Pode
ser
facilmente
conectada
à
rede
do
cliente,
devido
ao
uso
de
Ethernet
nas
corporações
e
redes
residenciais.
5

6. Mitos
sobre
usar
Ethernet
MAN
• 4094
VLANs
é
insuficiente
para
uma
operadora
• RSTP
convergence
takes
many
seconds
– Alguns
fabricantes
já
oferecem
protocolos
com
suporte
sub-­‐50ms
• Conexões
L2
Ethernet
MAN
eliminam
a
necessidade
de
roteadores
ou
switches
L3
6

7. Metro
Ethernet
• Metro
Ethernet
é
uma
Metropolitan
Area
Network
que
é
baseada
nos
padrões
Ethernet.
É
comunmente
usado
para
conectar
subscribers
(usuários)
a
um
grande
provedor
de
rede
ou
à
Internet.
Pode
ser
usado
pelas
empresas
também
para
conectar
escritórios
ou
datacenters.
• Pode
ser:
– Ethernet
puro,
– Ethernet
sobre
SDH,
– Ethernet
sobre
MPLS
– Ethernet
sobre
DWDM.
7

8. MEF
-­‐
Metro
Ethernet
Forum
• O
MEF
é
uma
organização
sem
fins
lucraEvos,
formada
em
2001
para
promover
a
adoção,
em
caráter
global,
de
Redes
e
Serviços
Ethernet,
focando
nas
Operadoras
(Carriers).
• Criou
o
conceito
de
Carrier
Ethernet,
que
possui
duas
definições:
8
Para
provedores
Para
usuários
Um
conjunto
de
elementos
de
rede
cerEficados
que
se
conectam
para
transportar
serviços
Carrier
Ethernet
para
todos
usuários,
local
ou
mundialmente.
Serviço
de
rede
padronizado
definido
por
cinco
atributos
que
disEngue-­‐o
da
tradicional
LAN
baseada
em
Ethernet

9. Carrier
Ethernet
Standardized Services – Serviços e nomenclatura
padronizados sem alterações na rede do usuário
Scalability – Deve suportar milhões de usuários, nos mais
variados serviços com velocidades de 1Mbps a 10Gbps
Quality of Service – Deve suportar serviços mensuráveis e
garantidos ponto-a-ponto (frame delay, variação do delay,
disponibilidade).
Service Management – Deve possibilitar monitoramento,
diagnóstico e gerência centralizada, com OAM e rápido
provisionamento de serviços
Reliability – Habilidade para detectar e recuperar de
incidentes na rede sem impactar usuários, com
recuperações menores que 50ms

10. Terminologia
Carrier
Ethernet
• UNI
(User-­‐to-­‐Network
Interface)
• Ethernet
Virtual
ConnecEon
(EVC)
• 3
Epos
de
EVC
– Ponto-­‐a-­‐Ponto
– MulEponto-­‐a-­‐MulEponto
– Ponto-­‐a-­‐MulEponto)
• NNI
(Network-­‐to-­‐Network
Interface)

11. Tipos
de
Serviço
em
Carrier
Ethernet
E-­‐LAN
Service
Type
• Mul9point
L2
VPNs
• Transparent
LAN
Service
• Mul9cast
networks
E-­‐Tree
Service
Type
• Rooted
mul9-­‐point
L2
VPNs
• Broadcast
networks
• Telemetry
networks
UNI
UNI
UNI
UNI
Mul9-­‐point
to
Mul9-­‐point
EVC
UNI
UNI
UNI
Point-­‐to-­‐Point
EVC
UNI
E-­‐Line
Service
Type
• Virtual
Private
Lines
(EVPL)
• Ethernet
Private
Lines
(EPL)
• Ethernet
Internet
Access
E-­‐
Access
Service
Type*
for
• Wholesale
Access
Services
• Access
EPL
• Access
EVPL
ENNI
UNI
Point-­‐to-­‐Point
EVC
UNI
Rooted
MulEpoint
EVC
Carrier
Ethernet
Access
Network
Carrier
Ethernet
Service
Provider
CaracterísEcas:
-­‐ Baixa
Latência
-­‐ QoS
previsível
-­‐ 1
Mbps
até
10
Gbps
-­‐ Serviços
padronizados
-­‐ Confiável
-­‐ Gerenciável
-­‐ Uso
oEmizado
-­‐ Baixo
custo

12. Ethernet
Private
Line
(EPL)
• SubsEtui
o
serviço
privado
TDM
• Serviço
baseado
em
porta
com
um
único
serviço
(EVC)
através
de
UNI
dedicadas
provendo
conecEvidade
site-­‐to-­‐site
• Tipicamente
entregue
sobre
SDH
(Ethernet
over
SDH)
• Serviço
Ethernet
mais
popular
devido
à
simplicidade
Point-to-Point EVCs
Carrier Ethernet
Network
CE UNI
CE
UNI
CE
UNI
ISP
POP
UNI
Storage
Service
Provider
Internet

13. Ethernet
Virtual
Private
Line
(EVPL)
• SubsEtui
serviços
L2
VPN
Frame
Relay
ou
ATM
– Para
entregar
mais
largura
de
banda,
ponto
a
ponto
• Habilita
mulEplos
serviços
(EVCs)
em
um
único
UNI
• Suporta
conecEvidade
“hub
&
spoke”
via
serviços
mulEplexados
no
hub
site
– Similar
ao
Frame-­‐Relay
Service
Multiplexed
Ethernet
UNI
Point-to-Point EVCs
Carrier Ethernet Network
CE
UNI
CE
UNI
CE
UNI

14. Serviços
usando
o
Epo
E-­‐LAN
• EP-­‐LAN:
Cada
UNI
dedicado
ao
serviço
EP-­‐LAN.
Ex.:
Transparente
LAN
• EVP-­‐LAN:
Serviço
MulEplexado
em
cada
UNI.
Ex.:
Acesso
à
Internet
e
à
VPN
CorporaEva
Ethernet Private LAN
example
Multipoint-to-Multipoint
EVC
Carrier
Ethernet
Network
CE
UNI
CE
CE
UNI
UNI
Ethernet Virtual
Private LAN
example
Multipoint-to-Multipoint
EVC
Carrier
Ethernet
Network
CE
UNI
CE
CE
UNI
UNI
Point-to-Point EVC
(EVPL)
UNI
CE
ISP POP
Internet

15. Serviços
usando
Epo
E-­‐Tree
Carrier Ethernet
Network
CE
UNI
UNI
CE
CE
Leaf
Leaf
UNI
CE
Leaf
Rooted-­‐MulEpoint
EVC
Ethernet Private Tree
example
UNI
Root
EP-Tree e EVP-Tree: Ambos permitem comunicação raiz–raiz e
raiz–folha mas não folha-folha.
• EP-Tree requer UNI dedicada a uma EP-Tree
• EVP-Tree permite cada UNI suportar multiplos serviços E-Tree
simultâneos
Root
Ethernet Virtual Private
Tree example
CE
CE
CE
UNI
UNI
UNI
Rooted-­‐MulEpoint
EVC
MulEpoint
to
MulEpoint
EVC

16. Tecnologias
de
transporte
• Carrier
Ethernet
pode
ser
implementado
sobre
diversas
tecnologias
de
transporte
existentes,
principalmente:
– Provider
Bridging
(PB)
– Provider
Backbone
Bridging
(PBB)
– Provider
Backbone
Bridging
com
Traffic
Engineering
(PBB-­‐TE)
– MPLS
VPWS
(Virtual
Private
Wire
Service)
– MPLS
VPLS
(Virtual
Private
LAN
Service)
– MPLS
TP*
(Transport
Profile)
– SONET/SDH*
– OTN*
(OpEcal
Transport
Network)
– WDM
(Wave
Division
MulEplexed)
16

17. Transport:
Provider
Bridging
• Também
conhecido
como
QinQ,
provê
separação
entre
VLAN
do
usuário
com
VLAN
do
provedor
• Funciona
adicionando
mais
um
campo
Tag:
• Resiliência:
– Depende
do
protocolo
Spanning
Tree
ou
similar
para
obter
o
melhor
caminho
até
o
desEno
– Não
suporta
caminho
alternaEvo
(backup
path)
– Tempo
de
convergência
depende
do
protocolo
contra
loop
escolhido
(STP
ou
similar)
17

18. Transport:
Provider
Bridging
(2)
18

19. • Também
conhecido
como
MAC-­‐in-­‐MAC
• Encapsula
o
frame
do
usuário
completamente
– Tornando
o
serviço
transparente
• Aumenta
a
escalabilidade
da
rede,
adicionando
um
segundo
Tag
19
Transport:
Provider
Backbone
Bridging

20. • Resiliência:
– Depende
do
protocolo
Spanning
Tree
ou
similar
para
obter
o
melhor
caminho
até
o
desEno
– Não
suporta
caminho
alternaEvo
(backup
path)
– Tempo
de
convergência
depende
do
protocolo
contra
loop
escolhido
(STP
ou
similar)
20
Transport:
Provider
Backbone
Bridging
(2)

21. • Mesmo
formato
do
PBB
• Resiliência:
– Resolve
a
deficiência
na
definição
dos
caminhos
principal
e
backup.
– Não
necessita
de
Spanning
Tree
ou
similar
– Convergência
inferior
a
50
ms
21
Transport:
PBB
Traffic
Engineering

22. • Virtual
Private
Wire
Service,
também
conhecido
como
ETHoMPLS
ou
Virtual
Leased
Line
• Cria
circuitos
ponto
a
ponto
(PW)
que
transportam
Ethernet
entre
os
roteadores
de
borda
(LER)
• Todo
o
frame
Ethernet
é
encapsulado
– Não
necessitando
do
Mac
Learning
22
Transport:
MPLS
VPWS

23. 23
Transport:
MPLS
VPWS
• Resiliência:
• Usa
os
próprios
mecanismos
do
MPLS
para
prover
redundância,
como
MPLS
Fast
ReRoute
• Garante
convergência
abaixo
dos
50
ms

24. • Virtual
Private
LAN
Service
• Cria
circuitos
(LSP)
entre
os
roteadores
de
borda
MPLS
(LER)
• Emula
uma
LAN
com
802.1Q,
ou
seja,
manuseia
o
TAG
do
frame,
aprende
o
endereço
MAC
do
usuário
e
faz
o
decisão
de
encaminhamento
dos
frames
• Resiliência:
– Usa
os
próprios
mecanismos
do
MPLS
para
prover
redundância,
como
MPLS
Fast
ReRoute
– Garante
convergência
abaixo
dos
50
ms
24
Transport:
MPLS
VPLS

25. 25
Transport:
WDM
Wave
Division
MulEplexed
Serviço
ponto-­‐a-­‐ponto:
E-­‐line
Completamente
transparente
para
a
aplicação,
logo
não
suporta
idenEficação
CoS
e
VLAN

26. 26
Transport:
WDM

27. Sugestões
para
futuro
• Assimilem
a
nomenclatura
• Dê
foco
ao
MEF:
cada
vez
mais
ISP
estão
se
cerEficando
– Facilita
a
integração
entre
provedores
• MEF
CE
2.0
já
é
realidade
– E-­‐Access
• Solicitem
as
especificações
do
MEF
nas
compras
de
equipamento
– Garantem
a
interoperabilidade
futura
• É
possível
cerEficar
sua
rede.
Veja
no
site
do
MEF
27

28. Referências
e
Figuras
Metro
Ethernet
Forum
Web
Site:
• h}p://metroetherne~orum.org
28