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PWE3完全解析及实用操作指南一、PWE3概述PWE3（Pseudo-Wire Emulation Edge to Edge）是指在分组交换网络PSN（Packet Switched Network）中尽可能真实地模仿ATM、以太网、低速TDM（Time Division Multiplexing）电路和SONET/SDH等业务的基本行为和特征的一种二层业务承载技术。
在PSN网络的PE中，PWE3以LDP为信令协议，通过隧道（如LSP隧道、GRE）模拟CE（Customer Edge）端的各种二层业务（如各种二层数据报文），透明传递CE端的二层数据。
这种模拟是近似的，对TDM数据会带来失真。
PWE3基本框架如图1。
这里涉及到RFC定义的参考模型解释如下：PE（Provider Edge）：服务商网络边缘设备。
CE（Customer Edge）：客户端边缘设备。
P（Provider）：服务提供商网络中的骨干设备。
AC（Attachment Circuit）：接入电路。
AC是一条连接CE和PE的独立的链路或电路。
AC 属性包括封装类型、最大传输单元MTU、以及特定链路类型的接口参数。
PSN Tunnel（Packet Switched Network Tunnel）：分组交换网络隧道。
PW（Pseudo-Wire）：伪线，虚连接。
其中，PW是PE上的一种封装的承载通道。
PW由信令协议建立，采用VC-Type＋VC-ID 来标识一个VC，与Martini方式的VLL(Virtual Leased Line)类似：VC-Type表示VC的封装类型，例如A TM（atm-aal5-sdu，atm-trans-cell）、FR、PPP、Ethernet、VLAN或HDLC。
VC-ID是VC的标识符。
同一个VC-Type的所有VC中，其VC-ID必须在整个PE中唯一。
二、PWE3特性PWE3按实现方案可分为静态PW和动态PW；按组网类型可分为单跳PW和多跳PW。
版权所有©2008，迈普（四川）通信技术有限公司，保留所有权利1第21章 PWE3技术PWE3是一种在分组交换网络（PSN ）上仿真电信业务的机制。
分组交换网络可以是以太网、MPLS 或者IP 网。
电信业务可以是低速率的TDM 、SDH/SONET 、A TM 或者帧中继。
本章主要内容： ● PWE3基本概念 ● PWE3报文格式 ● PWE3基本原理 ●PWE3典型应用21.1 PWE3基本概念PWE3：端到端的伪线仿真（Pseudo Wire Edge to Edge Emulation ），IETF 在RFC3985中定义了伪线PW 的含义，即一种利用分组交换网络承载本地业务的仿真。
IWF 设备：互作用（Interworking Function ）设备，指在两个不同的网络之间实现数据转换的设备。
Bundle ：是指从IWF 源设备传输到IWF 目的设备的同类物理接口发出的比特流，可以由同一个E1或T1中的任意几个64Kbps 时隙组成。
Bundle 是单向数据流，通常与反方向的Bundle 配对形成全双工的通信。
在两个IWF 设备之间可以存在多个Bundle 。
CESoPSN ：分组交换网络承载电路仿真业务（Circuit Emulation Services over Packet Switched Network ），是一种依赖于TDM 数据帧结构的仿真。
SAT oP ：分组承载无帧结构的时分复用业务（Structure-Agnostic TDM over Packet ），是一种不关心TDM 数据帧结构的仿真。
TDMoIP ：IP 承载时分复用业务（Time Division Multiplexing over Internet Protocol ），是一种与TDM版权所有©2008，迈普（四川）通信技术有限公司，保留所有权利2数据内容相关的仿真。
CE ：客户端（Customer Edge ），发起和终结业务的设备。
pwe3的转发过程-回复PWE3，即Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge，是一种在IP网络中对于电路交换网络进行伪线模拟的技术。
它能够将各种电路交换技术，如ATM、TDM、Frame Relay等，通过IP网络进行传输，从而减少了网络的复杂性和成本。
在本文中，我们将详细介绍PWE3的转发过程，从数据封装到接收端的数据解析，一步一步进行分析解释。
首先，让我们来理解PWE3的基本原理。
Pseudo Wire（伪线）是一种通过IP网络模拟出的虚拟电路，它具有与实际电路相似的特性，包括低延迟、固定带宽、无序传输等。
PWE3技术就是将这种伪线模拟技术应用在实际网络中，将不同的电路交换技术转化为IP网络传输。
PWE3的转发过程可以大致分为以下几个步骤：1. 封装数据：在PWE3技术中，需要将电路交换数据进行封装，以便在IP网络中进行传输。
这个封装过程依赖于具体的PWE3协议，如PWE3 MPLS、PWE3 Ethernet等。
封装时，将电路交换数据包装在IP包的负载部分，并添加必要的头部信息，如标签、序列号等。
2. 通过IP网络传输：封装完成的数据包通过IP网络进行传输。
数据包会通过路由器、交换机等网络设备，通过IP协议栈在网络中进行转发。
在传输过程中，IP网络将保证数据的可靠传输、路由选择等基本功能。
3. 解析数据：当数据包到达目的地时，接收端需要进行数据解析，将PWE3封装的数据还原为原始的电路交换数据。
根据PWE3协议的不同，解析的过程也会有所差异。
4. 发送数据：解析完成后，接收端将原始的电路交换数据发送给相应的电路交换设备，如ATM交换机、TDM设备等。
这样，接收端将实现与发送端相同的电路交换行为，从而实现了PWE3的伪线模拟效果。
值得注意的是，PWE3技术在实现伪线模拟的过程中，还需要解决一些挑战。
比如，IP网络的不可靠性会对电路交换的可靠性造成影响；IP网络数据包的可变传输延迟会影响电路交换数据的时延特性等。
1、介绍本文在支持[RFC3916]的立场上描述了一种端到端伪线仿真（Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge）的架构。
讨论在使用IP/MPLS方式的包交换网络中仿真以下业务：帧中继（FR）、ATM、以太网、TDM业务以及SONET/SDH业务。
并提出了伪线（Pseudo Wire）的框架结构，定义了一些术语，规范了众多协议要素以及这些要素的功能。
1.1伪线定义PWE3（端到端伪线仿真）是在PSN（包交换网络）上仿真电信业务（如T1租用电路、帧中继）基本属性的一种机制。
PWE3志在以提供最少必需功能来仿真一条线路，并使得该线路能达到指定业务所需要的忠实度。
任何需要的交换功能是由转发功能部件（FWRD）来完成的。
至于原业务需要的诸如转义操作或者其他操作功能则是属于本地业务处理（NSP）的范围。
本文对FWRD和NSP的功能定义不作阐述。
PW s（伪线）所需的功能包括：在输入接口上封装与业务相关的bit流、信元、或者PDUs 并且携带它们穿越IP路径或者MPLS隧道。
在某些情况下还有必要执行如业务定时管理、传送顺序管理的操作，来更好的仿真该业务的行为和特征以便保障业务忠实度。
从用户端设备（CE）的角度来看，PW的特点在于它是被选定业务的一条独享链路。
但是在有些应用场合下伪线仿真可能存在的缺陷会影响在伪线上传送的业务流并因此而限制这种技术的应用，因此在与该业务相关的文档中这些限制必须被完整的描述。
对于每种业务类型，所有提供这种业务类型的PE都存在一个缺省的操作模式（一般为normal mode），但是可选的模式（如DBA mode）也可能被定义来提高该仿真业务的忠实度，除非该可选模式被清晰的证明其额外增加的复杂度已经偏离了其所能提供给用户的价值。
1.2PW业务功能点PWs提供以下功能来仿真本地业务的行为和特征：1、封装到达PE-Bound端口（逻辑端口或者物理端口都可以）的与业务相关的PDUs或者电路数据2、携带被封装的数据穿越PSN隧道3、建立伪线，包括交换并且（或者）分布能被PSN隧道终端识别的伪线标识符4、在伪线的边界处管理信令、定时、传送顺序或者业务的其他方面特征5、管理与业务相关的状态和告警1.3不属于本文目标以下不属于本文目标：1、伪线封装的具体实现规格2、涉及伪线建立和维护的具体协议定义以下不属于本文范畴：1、对于仿真媒介来说不是本地业务的多播业务，例如以太网多播业务在本文讨论范畴，但是MARS【RFC2022】不属于本文范畴，因为其实现是在仿真媒介上层。
PWE3技术白皮书2）虚链路（Pseudo wire， PW）：简单的说，虚连接就是VC加隧道，隧道可以是LSP、L2TPV3、GRE或者TE。
虚连接是有方向的，PWE3中虚连接的建立是需要通过信令（LDP或者RSVP）来传递VC信息，将VC信息和隧道管理，形成一个PW。
PW对于PWE3系统来说，就像是一条本地AC到对端AC之间的一条直连通道，完成用户的二层数据透传。
3）转发器（Forwarders）：PE收到AC上送的数据帧，由转发器选定转发报文使用的PW，转发器事实上就是PWE3的转发表。
4）隧道（Tunnels）：用于承载PW，一条隧道上可以承载多条PW，一般情况下为MPLS 隧道。
隧道是一条本地PE与对端PE之间的直连通道，完成PE之间的数据透传。
5）封装（Encapsulation）：PW上传输的报文使用标准的PW封装格式和技术。
PW上的PWE3报文封装有多种，在draft-ietf-pwe3-iana-allocation-x中有具体的定义。
6）PW信令协议（Pseudowire Signaling）：PW信令协议是PWE3的实现基础，用于创建和维护PW，目前，PW信令协议主要有LDP和RSVP。
7）服务质量（Service of Quality）：根据用户二层报文头的优先级信息，映射成在公用网络上传输的QoS优先级来转发，这个一般需要应用支持MPLS QOS。
PWE3基本传输构件在网络中的位置如图1所示：图1PWE3基本传输构件PWE3是Martini协议的扩展，基本的信令过程是一样的，后面介绍的PWE3信令交互过程包含了Martini 的信令，在此不对Martini 协议作特别的介绍，它们之间的区别和联系如下。
1)在控制层面，以LDP 作为信令建立PW ，在原来Martini 模型的基础上增加了Notification报文，减少了控制报文的交互，并且与Martini 方式兼容；还可以用L2TPv3作为信令。
目前PWE3的组网技术单一、缺乏灵活性，难以满足特定网络组网的安全及计费要求，其适用性在现实复杂的网络环境中不高。
针对上述问题，探讨了MPLS PWE3的相关概念及研究现状，并对其相关的理论技术及实现方法进行深入分析，基于单段PW组网技术，对多段PW组网的技术体系进行研究与实现，以提高组网的灵活性、扩大PWE3技术的适用性。
多段PW体系主要由多段PW组网和冗余多段PW两个部分组成，其核心在于组成MS-PW的各段PW在SPE处路由、转发的实现。
多段PW组网的实现按SPE实现PW路由的方法可分为静态配置方式或动态PW路由选择两种方式。
为突出实现多段PW组网的关键，主要对各种类型的多段PW创建与维护的信令交互过程进行分析；至于冗余多段PW，则重点介绍PW切换时TPE间消息通告及处理的过程。
为验证多段PW体系实现的正确性，使用SmartBits协议分析工具有针对地对多段PW的组网及冗余两个功能机制进行仿真测试。
仿真测试的结果表明，对多段PW体系的研究与实现是正确、可行的，SPE能实现数据在PW段间的正确路由与转发。
MPLS PWE3多段PW体系的实现，降低了组网的复杂度及开销，提高了网络组网的灵活性和适用性，利于PWE3技术的推广，且在三网融合时代背景中，具有深远的现实意义。
关键词：多协议标签交换，标签分配协议，二层虚拟专用网，边缘到边缘的伪线路仿真，伪线路，多段，SmartBitsBeing lack of diversification and flexibility, the networking technology of PWE3 nowadays is hardly to meet the requests of the security and accounting of the specific network. And thus its applicability in the complex network environment is not good enough. To solve the above-mentioned problems, the paper discussed the related concepts and current research situation of MPLS PWE3, and then makes a profound analysis on the related technologies and the realization method. Basing on the networking of single-segment pseudowire(SS-PW), the multi-segment pseudowire(MS-PW) networking technology architecture is researched and implemented to improve the flexibility of networking and expand the applicability of PWE3.The architecture for MS-PW is made up of the networking and the redundancy of MS-PW. And the core of the MS-PW lies in the function of routing and forwarding for the SPEs composing MS-PW. The application of MS-PW network can be divided into two methods by the routing method of SPE: static configuration mode and dynamic pw-routing mode. In order to highlight the focus of MS-PW networking, the paper mainly analyzes the process of the signaling for the establishing and maintaining to each types of MS-PW. As for the redundant of MS-PW, the paper then emphatically introduced the notification message and the process after receive the message between two TPEs. In order to verify the realization of MS-PW system, the paper use SmartBits as the simulation tool. The networking and the redundancy of MS-PW is tested in accordance with their own function emphasis. The result of simulation shows that the function of routing and forwarding for the SPEs is correct. So the research and implementation of MS-PW are correct and feasible.In summary, MS-PW networking technology architecture can reduce the complexity and overhead of the network, improve the flexibility and applicability of the network and popularize the technology of PWE3. In the background of the merge of the telecommunication, computer, and cable TV，the significance of the application of MS-PW network is profound. Keywords: MPLS, LDP, L2VPN, PWE3, PW, Muti-segment, SmartBits缩略词南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
