VPLS

 استفاده از سرویس VPLS برای ایجاد شبکه‌های شهری‌

تاریخچه
شبکه‌های خصوصی مجازی (VPN) در اوایل دهه 1980 به دنیای شبکه معرفی شدند. در آن زمان این شبکه‌ها با استفاده از خطوط استیجاری (Leased Line) ایجاد می‌شدند. در سال 1990 با توجه به تحولات در عرصه فناوری و پیدایش فناوری Frame Relay، ساختار شبکه‌های مجازی نیز تغییر کرد. در اواخر دهه 90 یعنی زمانی که MPLS به دنیای شبکه پا نهاد، انواع جدیدی از VPNها معرفی شدند. در آن زمان این شبکه‌ها به طور کلی به سه گروه تقسیم می‌شدند:

 دسته یکم: VPNهای لایه سه که عموماً بر بستر IP پیاده‌سازی می‌شدند و به Virtual Private Routed Network  موسوم بودند.

دسته دوم: VPNهای لایه دو که به طور عمومی به صورت P2P تعریف می‌شدند و به Virtual Leased Line) VLL)معروف بودند.

دسته سوم: VPNهای لایه دویی که به صورت P2MP پیکربندی می‌شدند. این VPNها برخلاف IP-VPNها ترافیک غیر IP را نیز منتقل می‌نمودند.

سرویس VPLS چیست؟
سرویس VPLS که به Transparent LAN Service) TLS) نیز معروف است، در حقیقت یک سرویس اترنت P2MP است که می‌تواند یک یا چند ناحیه شهری را پوشش‌دهد و اتصال بین چندین سایت را که به یک LAN اترنت متصلند فراهم ‌نماید. برخلاف سرویس اترنت، P2MP که در حال حاضر روی بستری ارائه می‌شود که ترکیبی از سوییچ‌های اترنت است، VPLS از زیرساخت IP-MPLS برای ارائه سرویس استفاده می‌نماید. به طور کلی می‌توان تصور کرد تمام کاربران یک شبکه VPLS بدون توجه به مکان فیزیکی، به صورت مجازی در یک LAN قرار دارند که برای هر سازمان می‌توان یک یا چند دامنه VPLS domain) VPLS)  را همچون VLAN به‌کار برد.

امروزه سرویس اترنت شهری که فراهم‌کنندگان سرویس در نواحی مختلف آن‌را ارائه می‌کنند و اغلب اتصالات نقطه‌به‌نقطه بین چندین سایت، در همان شبکه شهری است. به هر حال هدف نهایی اترنت شهری، گذر از اتصال نقطه ‌به ‌نقطه در محدوده ناحیه شهری به ارائه اتصال چند نقطه به چندنقطه در داخل یک ناحیه شهری و یا چندین ناحیه شهری است. به عبارت دیگر، ارائه سرویس به سازمان به گونه‌ای انجام شود که تمام سایت‌های آن در صورت اتصال به LAN به صورت یکسان ظاهر شوند؛ صرف‌نظر از این‌که آیا این سایت‌ها در یک ناحیه شهری هستند یا در چندین ناحیه شهری گسترده شده‌اند. پس یکی از مطرح‌ترین روش‌ها برای تحقیق‌ این تصور، سرویسLAN   خصوصی مجازی (VPLS) است که اتصال اترنت چندنقطه به چندنقطه را هم در داخل و هم بین شبکه‌های شهری تحت شبکه فراهم‌کننده سرویس IP/MPLS قابل توسعه فراهم‌می‌نماید.

استاندارد VPN در لایه دو
با توجه به ماهیت VPLS، این سرویس به سرعت در میان ارائه‌دهندگان سرویس فراگیر شد. زیرا با صرف هزینه بسیار کم قادر بودند سرویس‌های مبتنی بر FR و ATM خود را جایگزین نمایند. به این ترتیب با جهتگیری ارائه‌دهندگان سرویس به سمت ارائه این سرویس، لازم بود VPLSها به صورت استاندارد ارائه شوند. به این منظورIETF اقدام به تدوین استانداردی در زمینه ارائه این سرویس نمود. همان‌گونه که در شکل یک نشان داده شده است قسمت‌های مختلفی در تدوین استاندارد VPLS حضور دارند و هر یک مسئول استانداردسازی بخشی از این سرویس می‌باشند. 

شکل 1

گروه PWE3 روی رسانه انتقال VPLS، استانداردهای مربوطه را تدوین می‌نماید. این استاندارد سرویس‌هایی نظیرATM ،Frame Relay، اترنت و TDM را روی بستر MPLS پیاده‌سازی می‌نماید. در گذشته برای برقراری ارتباط میانVLANها و شبکه‌های L3VPN از استانداردی با عنوان Draft Martini استفاده‌می‌شد. این استاندارد، شبکه‌های مجازی لایه دو را روی شبکه‌های مجازی لایه سه Map می‌نمود. در حال حاضر با استفاده از استاندارد VPL می‌توان کلیه شبکه‌ها را در لایه‌های مختلف به یکدیگر مرتبط نمود.

 

روند پیدایش VPLS
اترنت وسیع‌ترین و در دسترس‌ترین فناوری شبکه محلی در جهان است که امروزه با بیش از یکصدمیلیون مشتری پیاده‌سازی شده است. برخی از مزایای این سرویس که موجب استفاده گسترده از آن گردیده است، عبارتند از:

- به دلیل هزینه نسبتاً پایین و سادگی‌ آن در مقایسه با فناوری‌های دیگر، فناوری منتخب شبکه‌های LAN است.

- پهنای باند ثابت، قابل انعطاف و قابل توسعه‌تری را نسبت به راه‌حل‌های متداول پهنای باند ثابت فراهم کرده و محیط شبکه شهری را متحول نموده است.

- برای کاربر نهایی کم‌هزینه‌تر است. برقراری اتصال در آن آسان‌ و مدیریت آن نیز ساده‌است.

- برای فراهم‌کننده سرویس، ارزان‌تر است و قابلیت انعطاف بیشتری دارد و این امکان را فراهم می‌سازد که سرویس‌های جدید نسبت به راه‌حل‌های قدیمی بسیار ساده‌تر و سریع‌تر فراهم شوند.

در سال‌های قبل، ابتکار و نوآوری‌های قابل توجه و مهمی در مورد استانداردهای اترنت انجام شده است که این نوآوری‌ها نه تنها به صورت بالارفتن چشمگیر خروجی از 10Mbps به 10Gbps بوده، بلکه با ارتقای پروتکل دسترسی فیزیکی، شبکه اترنت را به‌گونه‌ای توسعه می‌دهند که به صورت شبکه گسترده (WAN) درآید. همچنین اترنت با بهره‌گیری از پیاده‌سازی وسیع فیبر نوری در نواحی شهری، شهرت زیادی را به عنوان فناوری شبکه شهری به‌دست آورده است. امروزه سرویس LAN خصوصی مجازی دسترسی به اترنت را بیشتر توسعه  و آن‌را به عنوان فناوریWAN فعال می‌‌نماید.

فناوری‌های دیگری که اترنت را در سراسر WAN فعال می‌سازد، مانند اترنت روی MPLS، اترنت روی SONET/SDH ،Bridging اترنت روی (LAN (ATM LAN ،ATM Emulation، هرچند که تنها اتصال نقطه به نقطه را فراهم می‌کنند، اما پیاده‌سازی انبوه آن‌ها به‌علت پیچیدگی زیاد محدود می‌شود. همچنین آن‌ها برای تسهیل همگرایی شبکه، به معماری شبکه اختصاصی احتیاج دارند.

البته Frame Relay و ATM سال‌ها به عنوان فناوری‌های برگزیده برای شبکه‌های مبتنی بر Packet رواج داشتند و سازمان‌ها معمولاً اتصال WAN خود را با همبندی‌های hub-and-spoke و یا نیمه mash طراحی می‌کردند. این طرح‌ها نتیجه استفاده زیرساخت شبکه با درنظر گرفتن عوامل قیمت و ویژگی نقطه به نقطه Frame Relay و ATM  است. نسل جدید کاربردهای سازمانی لزوم وجود معماری WAN سازمانی را که بتواند همبندی‌های انعطاف‌پذیرتر و ظرفیت پهنای باند بالاتری را ارائه ‌کند ایجاد کرده است.

اخیراً فراهم‌کنندگان سرویس برای پاسخگویی به این نیازهای جدید به ارائه IP مبتنی بر MPLS-VPN لایه سه متوسل شده‌اند. در ضمن VPLS به عنوان راهکار دیگری برای پیاده‌سازی سرویس‌های چندنقطه‌ای با پهنای باند بالا در شبکه WAN مبتنی بر اترنت پیشنهاد می‌شود.

معماری VPLS
دو معماری مطرح در VPLS عبارتند از: معماری سلسله مراتبی و معماری تک‌سطحی. در معماری تک سطحی، ارتباطات به صورت نقطه به نقطه مطرح می‌شود. در این روش بین entityها در VPLS یک تونل ایجاد می‌شود.

این تونل مجازی که بخش PWE3  آن‌را استاندارد کرده است، در گذشته به "تونل مارتینی" معروف بوده است. به خاطر دارید در چند سال گذشته برای برقراری ارتباط و تضمین کیفیت در زمانی که بسته‌ها به لایه‌های بالاتر ارسال می‌شدند، استانداردهای متعددی تدوین گردیده است.

یکی از استانداردهایی که به منظور تضمین کیفیت، ترافیک لایه دو را روی ترافیک لایه سه Map می‌نمود، استانداردDraft Martini بود که به واسطه آن تضمین کیفیت یک سرویس امکانپذیر بود.
 
تونل‌هایی که با استفاده از این استاندارد در سراسر مسیر ایجاد می‌شوند، سرویس‌های لایه دو را با فرمت MPLS کپسوله و منتقل‌می‌‌نمایند. برای این منظور لازم است کلیه ویژگی‌های پایه‌ای اترنت را پشتیبانی نمایند. در معماری VPLS به صورت تک‌سطحی تونل‌ها به صورت P2P تعریف می‌شوند. در حالی که با گسترش روز افزون سرویس‌ها و نیاز به ایجاد تونل‌هایی به صورت mesh بین نقاط مختلف، این ساختار جوابگوی نیازهای شبکه نیست.

معماری سلسله مراتبی (HVPLS) در VPLS برای پاسخ به این نیاز مطرح شده است. این معماری بر پایه همان روش سنتی ارائه سرویس  بنا شده است. اما با توجه به حجم بالای تونل‌ها در یک شبکه، توسعه‌ای بر روش سنتی در نظر گرفته شده است که نتیجتاً منجر به ایجاد همبندی سلسله مراتبی برای این فناوری شده است. در این همبندی برای ایجاد تونل‌هایی به صورت full mesh لازم است، در سمت مشترک روترهایی نصب شود که برای ایجاد سلسله مراتب در شبکه به روترهای PE متصل شود.
 

شکل 2 برای مشاهده تصاویر در ابعاد بزرگتر روی آنها کلیک کنید.

نمونه این شبکه در شکل2 نشان داده شده است.
در پیاده‌سازی این همبندی توسط ارائه دهندگان سرویس، به طور معمول در نقاط اصلی شبکه برای ایجاد امکان ارائه سرویس به کاربران از تعدادی Multi Tenant Unit) MTU) استفاده می‌شود که هر کدام می‌توانند به تعداد زیاد شبکه‌های سازمانی را به صورت ایجاد VPLS VPN سرویس‌دهی نمایند.
 
شبکه ترافیک تمام MTUها مجتمع می‌کند و برای PE اصلی که در حقیقت نقطه تمرکز شبکه است، ارسال می‌شود.

در طراحی این سرویس تجهیزاتی که در MTU نصب می‌شود یک سوییچ اترنت است که کلیه عملیات سوییچینگ لایه دو را انجام می‌دهد. این تجهیزات معمولاً به صورت اختصاصی در اختیار یک سازمان قرار می‌گیرند. اما برای استفاده بهینه از منابع WAN، عملکردهای VPLS روی MTU ها نیز تعریف می‌شود.
 

شکل 3

در شبکه‌ای که MTUها نیز عملکردی شبیه PE دارند، محدودیت‌هایی نظیر ایجاد تونل، تکرار اطلاعات و ایجاد جدول آدرس‌های MAC ایجاد می‌شود. برای مقابله با این محدودیت، در شبکه سلسله مراتب تعریف می‌شود. به این صورت که Core شبکه به صورت Full mesh تعریف می‌شود و در لایه دسترسی ارتباطات به صورت تونل‌های مجزا بین نقاط تعریف می‌شوند. (شکل 3)

با توجه به ساختار کلی‌ای که از VPLS ارائه شد، این سرویس نه تنها برای ایجاد شبکه‌های اترنت شهری مناسب است بلکه از آن برای برقراری ارتباط میان شبکه‌های شهری مختلف که با استفاده از فناوری‌های متفاوتی نظیر نسل آینده SDH و یا RPR ایجاد شده‌اند نیز استفاده می‌شود.

مسئله مهم دیگری که در پیاده‌سازی این سرویس مطرح است، آشکارسازی خودکار و سیگنالینگ است. آشکارسازی خودکار برای فعال‌سازی فراهم‌کنندگان سرویس بسیار مهم است تا با استفاده از آن هزینه‌های کاربری را پایین نگه دارند و نیز در این سرویس از BGP و یا LDP به عنوان مکانیزم سیگنالینگ استفاده گردد.

مسیریابی در VPLS 
استفاده از پروتکل‌های مسیریابی شبکه IP به جای پروتکل Spanning tree و برچسب‌های MPLS به جای شناسه‌های VLAN در زیرساخت، موجب بهبود و پیشرفت قابل توجهی در قابلیت توسعه سرویس VPLS می‌شود.

تفاوت VPLS با L3VPN در تجهیزات طرف CE است. در ایجاد شبکه‌ها با استفاده از VPLS لزومی ندارد در سمت CE  تجهیزاتی نظیر روتر قرار‌گیرد.

شکل 4

در سمت PE نیز به ازای هر CE لزومی به تعریف جدول مسیریابی نیست، بلکه ترافیک لایه دو در MPLS LSP به سادگی Map می‌شود. در حقیقت VPLS آنچه را BGP MPLS VPN در لایه سه ارائه می‌نماید، در لایه دو در اختیار کاربر قرار می‌دهد؛ اما رسانه انتقال آن شبکهIP  نیست، بلکه ارتباطات از طریق اترنت برقرار می‌شوند. (شکل4)

برای ایجاد یک شبکه VPLS لازم است مواردی نظیر افزونگی ارتباط میان CEها و PEها همان‌گونه که در لایه دو مطرح است در نظر گرفته شود.


زیرا هر ارتباط میان یک CE و PE می‌تواند یک Single Point of Failure باشد. برای جلوگیری از این پیشامد، باید هر CE حداقل به دو PE متصل شود. به منظور ایجاد ارتباطات افزونه‌ای که به صورت یک bundle تعریف شود، لازم است از مشخصه smart trunking در ارتباط میان CE و PE استفاده نمود. از Smart trunkها به طور معمول برای افزایش ظرفیت استفاده می‌شود.

در حالی که در این نوع پیکربندی این ترانک برای ایجاد افزونگی مورد استفاده قرار گرفته است. در صورتی که لینک ارتباطی قطع شود، ترافیک به صورت خودکار به لینک افزونه منتقل خواهد شد. برای ایجاد این ارتباطات لازم است تجهیزات CE و PE هر دو قابلیت پشتیبانی از این ویژگی را دارا باشند. علاوه بر این، تجهیزات سمت PE باید بتوانند در زمان تعریف Forwarding Equivalence Class) L2FEC) این ترانک را روی VPLS نگاشت نماید. 

حوزه هر VPLS از تعدادی PE تشکیل شده که هرکدام به تعدادی CE سرویس ارائه می‌نمایند. برای ارائه سرویس لازم است جدولی از MAC آدرس‌های هر یک از CEها در PE مربوطه ایجاد شود. به بیان ساده‌تر می‌توان فرض کرد که فقط یک حوزه VPLS به ازای هر سازمان وجود دارد.

به طوری که CE مستقل از مکان فیزیکی خود  روی یک PE  متعلق به سایت آن سازمان اجرا می‌شود. در حوزه VPLS باید  یک شبکه Full mesh از LSPها روی هر PE میان تمام CEها ساخته شود (اینLSPها فقط برای روترهای PE قابل رویت هستند و توسط دیگر روترها در شبکه مشاهده نمی‌شوند.

شکل 5

این امر با استفاده از ایجاد نمودن پشته‌ای از برچسب‌های MPLS انجام می‌پذیرد). زمانی که یک PE جدید یا یک CE اضافه شود، با توجه به دقت پیاده‌سازی VPLS، ساخت این حلقه کامل از LSPها می‌تواند مسائل و مشکلات بسیار متفاوتی به همراه داشته باشد. (شکل 5)

وقتی که حلقه LSP ایجاد شد، CE روی یک PE خاص می‌تواند فریم‌های اترنت را از سایت مشتری دریافت کند و بر اساس آدرس MAC  آن، فریم‌ها را بهLSP   مناسب سوییچ نماید.

تحقق این امر به این دلیل است که VPLS روتر PE را قادر می‌سازد به‌وسیله یک جدول MAC، روی هر PE همچون یک Learning Bridge عمل ‌کند.

به عبارت دیگر، نمونه VPLS روی روتر PE یک جدول MAC دارد که با جستجو کردن (Snooping) آن را ایجاد می‌کند و آدرس‌های MAC را به هنگام ورود فریم‌های اترنت روی یک پورت فیزیکی یا منطقی به خاطر می‌سپارد. درست همان‌گونه که یک سوییچ اترنت عمل می‌کند. وقتی یک فریم اترنت از طریق یک پورت ورودی مشتری وارد شد، آدرسMAC مقصد در جدول MAC جستجو می‌شود و فریم بدون هیچ‌گونه تغییری به سوی LSP ارسال می‌شود ( تا زمانی‌که جدول MAC آدرس MAC را دربردارد) و پس از آن به PE مناسب متصل به سایت دوردست ارائه می‌‌شود. اگر آدرس MAC در جدول آدرس MAC وجود نداشت، فریم اترنت برگردانده می‌شود و به تمام پورت‌های منطقی مربوط به نمونه VPLS، غیراز پورت ورودی که از آن وارد شده است فرستاده می‌شود.

هنگامی که PE از طریق میزبانی مطلع شد که آدرس MAC روی یک پورت خاص متعلق به اوست، جدول MAC در PEبروز می‌شود. درست مثل یک سوییچ، MAC آدرس‌هایی که برای زمان معینی استفاده نمی‌شوند، برای کنترل اندازه جدول MAC حذف می‌شوند.

فناوری چندنقطه‌ای به کاربر امکان دسترسی به چندین مقصد را از طریق اتصال منطقی یا فیزیکی جداگانه می‌دهد که این اتصال برای تصمیم‌گیری درباره ارسال بسته بر اساس مقصد بسته به شبکه نیاز دارد.

به‌عبارت دیگر، شبکه براساس آدرس MAC مقصد فریم اترنت تصمیم به ارسال می‌گیرد. از دیدگاه مشتری نهایی، VPLS سرویس چندنقطه‌ای جالب توجهی است که به اتصالات کمتری برای برقراری اتصال کامل بین چندین نقطه احتیاج دارد.

در مقابل اتصال مبتنی بر فناوری نقطه به نقطه به تعداد خیلی بیشتری از اتصالات و یا به کارگیری ارسال بهینه بسته نیاز دارد.

دلایل نیاز به VPLS  
امروزه ارائه سرویس‌های اترنت شهری با محدودیت‌هایی روبه‌رو است. بسیاری از فراهم‌کنندگان سرویس، تنها اتصالات نقطه به نقطه مانند دسترسی به اترنت و یا اتصال سایت‌ها در داخل شبکه شهری را پشتیبانی می‌کنند. برخی فراهم‌کنندگان دیگر تنها تعداد محدودی از مشتریانی را که اتصال LAN اترنت چندنقطه به چندنقطه را در داخل شبکه شهری پیاده‌سازی نموده‌اند، حمایت می‌کنند.

از آن جایی‌که بیشتر فراهم‌کنندگانی که سرویس‌های اترنت شهری را ارائه می‌دهند، امروزه شبکه‌های خود را بدون استفاده از سوییچ‌های اترنت ساخته‌اند، فراهم کردن این سرویس در شبکه شهری بزرگ برخی مشکلات اساسی را در بردارد.

مدیریت این سرویس دشوار است و گاهی به علت ناپایداری پروتکل Spanning tree، دسترسی به مشکلات شبکه و دلایل بروز آن‌ها غیرممکن است. به‌طور کلی با بررسی‌هایی که انجمن‌ها و گروه‌های مختلف در زمینه شبکه‌های شهری مبتنی بر اترنت انجام داده‌اند، سرویس‌های مبتنی بر اترنت را به دو گروه نقطه به نقطه و چندنقطه تقسیم نموده‌اند.

نمودار 1

معماری لازم برای پیاده‌سازی سرویس‌های نقطه به نقطه Virtual Private Wire Services) VPWS) و برای پیاده‌سازی سرویس‌های چندنقطه‌ای VPLS است.

VPLS شبکه‌های اترنت فراهم‌کنندگان سرویس را با دو ویژگی توسعه‌پذیری و در دسترس بودن، توانمند می‌سازد. بدون VPLS قابلیت توسعه شبکه‌های اترنت به تعداد شناسه‌های VLAN که توسط فراهم‌کنندگان سرویس برای مشتریان استفاده می‌گردد محدود می‌شود که آن‌ها می‌توانند فقط 4096 شناسه VLAN را پشتیبانی نمایند.
 
 از آنجایی‌که یک شناسه به یک مشتری تعلق دارد وشناسه‌های VLAN بسیار مهم هستند، باید همگی در داخل شبکه فراهم‌کننده سرویس منحصر به‌فرد باشند. به همین دلیل این شبکه‌ها می‌توانند با تعداد محدودی مشتری پیاده‌سازی شوند. همچنین از طریق این معماری نمی‌توان شبکه LAN را در چندین شبکه شهری پیاده‌سازی نمود. چون این امر مستلزم ساخت شبکه اترنت لایه دوی بزرگ‌تری توسط فراهم‌کننده سرویس است.

در دسترس بودن شبکه‌های اترنت نیز به خاطر ویژگی انعطاف‌پذیری ضعیف سازوکارهایی مثلSTP محدود می‌شود. هرچند تمهیداتی نظیر Q in Q Stacking و پروتکل Spanning tree سریع برای برطرف‌کردن این محدودیت‌ها وجود دارند، بسیاری از آن‌ها خاص یک سازمان یا شرکتند و بین سازندگان مختلف عمل نمی‌کنند.

VPLS علاوه بر حل این دو معضل، مزایای دیگری را نیز دارد. شبکه VPLS می‌تواند حتی یک میلیون شناسه منحصر به‌فرد برچسب‌های MPLS را پشتیبانی‌کند. یعنی در مجموع VPLS سیگنالینگ پویای مسیرهای جدید را معین می‌کند.

VPLS ویژگی مقرون به صرفه بودن اترنت، توسعه‌پذیری و در دسترس‌بودن MPLS را با یکدیگر ترکیب می‌کند. به‌علا‌وه، تدارک سرویس و نگهداری آن نیز کم‌هزینه‌تر و ساده‌تر است.

شکل 6

بررسی اقتصادی
MEF در سال 2003 بررسی اقتصادی گسترده‌ای را درباره هزینه ایجاد و نگهداری شبکه‌های مبتنی بر فناوری اترنت در مقایسه با شبکه‌های سنتی SDH انجام داده است. در این بررسی برای مقایسه فناوری‌های مختلف شرایط یکسانی درنظرگرفته شده است. مدل در نظر گرفته شده در حدود سیصد مرکز را تحت پوشش قرار می‌دهد و قرار است در مدت سه سال به 1625 مشترک سرویس ارائه نماید. (شکل 6)

برای تخمین هزینه‌ سرمایه‌ای در این روش، پنجاه‌درصد هزینه برای تجهیزات MTU و بین ده تا پانزده درصد برای مشترکان در نظر گرفته شده‌است. سایر هزینه‌ها برای تجهیزات یدکی، منابع تغذیه، سیستم‌های مدیریتی و سایر تجهیزات موردنیاز جهت کنترل ترافیک و ارائه QoS در شبکه در نظر گرفته شده است.

نتیجه بررسی‌های به عمل آمده نشان می‌دهد هزینه مورد نیاز جهت راه‌اندازی شبکه‌ای مبتنی بر نسل آینده شبکه‌های نوری، تقریباً معادل 64 میلیون دلار است که در مقایسه با شبکه‌های مبتنی بر فناوری
 قدیمی SDH،‌ سی و نه درصد کاهش هزینه دربر دارد. نمودار یک این تفاوت را نشان می‌دهد.

دلایل این تفاوت هزینه عبارتند از:

- با توجه به این‌که اینترفیس‌های تجهیزات اترنت عموماً بین 25 تا 40‌درصد به ازای هر مگابیت بر ثانیه از اینترفیس‌های تجهیزات SDH ارزان‌ترند، در حجم  یاد‌شده در حدود 91‌درصد کاهش قیمت نسبت به فناوری SDH   وجود دارد.

- با توجه به عدم نیاز به استفاده از تجهیزات اضافی جهت ارسال اطلاعات به شبکه، هزینه تجهیزات در این روش به شدت کاهش می‌یابد.

همان‌گونه که اشاره شد، در برآورد هزینه شبکه، غیر از هزینه سرمایه‌ای، هزینه‌های جاری نیز قابل‌توجهند. بررسی‌های انجام شده جهت تعیین هزینه جاری ایجاد شبکه مبتنی بر اترنت، شامل بررسی روال‌ها و سرویس‌های 36 ارائه‌دهنده سرویس در سطح آمریکای شمالی و اروپا است.

با توجه به ساختار شبکه‌های اترنت، ارائه سرویس‌های مختلف نیازی به افزایش تجهیزات در مراکز ندارد. به این ترتیب در یک بازه زمانی سه ساله، همان‌گونه که در نمودار دو نشان داده شده است، با در نظر گرفتن موجود بودن هسته شبکه، کاهش هزینه جاری در حدود 23 درصد نسبت به ارائه سرویس بر روی بستر SDH می‌باشد.

نمودار2

این کاهش هزینه عمدتا به علت عدم نیاز به حضور در سایت‌هایی است که تجهیزات در آن نصب می‌باشند. زیرا کلیه تجهیزات را می‌توان از یک نقطه به صورت متمرکز مدیریت نمود.

در سال اول همانگونه که مشاهده می‌شود، به علت تجربه پایین ارائه دهندگان سرویس، هزینه جاری بیشتری جهت نگهداری شبکه و ارائه سرویس به مشترکان صرف می‌شود.

در حالی که با گذشت زمان و مجرب شدن ارائه دهندگان سرویس، این هزینه کاهش می‌یابد.
 
به طور مثال هزینه‌های جاری در ایجاد یک سایت جدید، ارائه یک سرویس جدید، افزایش پهنای باند در شبکه‌های مبتنی بر اترنت در مقایسه با شبکه‌های SDH سنتی بین سی تا پنجاه‌درصد کاهش خواهد داشت.

نکته دیگری که باعث کاهش هزینه‌ها در ایجاد، راه‌اندازی و نگهداری شبکه‌های مبتنی بر اترنت می‌شود، امکان مدیریت یکپارچه شبکه و سرویس‌های آن می‌باشد. شبکه‌های SDH سنتی که عموماٌ به شبکه‌های انتقال موسومند، نرم‌افزارهای مدیریت یکپارچه برای زیرساخت و سرویس‌ها را ندارند. در نتیجه برای نگهداری این شبکه‌ها لازم است نیروهای نگهداری در هر سایت مستقرشوند. به این ترتیب ماهانه مبلغ زیادی برای پرسنل نگهداری شبکه هزینه خواهدشد؛ در حالی که سیستم‌های مدیریت یکپارچه در شبکه‌های مبتنی بر اترنت نیاز به پرسنل نگهداری را در سایت‌های شبکه مرتفع می‌سازد.

شکل 7

نمونه پیاده‌سازی شبکه شهری با استفاده از VPLS
شرکت Completel یکی از شرکت‌های بزرگ مخابراتی فرانسه است که با استفاده از یک شبکه فیبرنوری که در سراسر فرانسه ایجاد نموده است، اقدام به ارائه سرویس اترنت شهری با استفاده از VPLS کرده است. این شبکه پانزده شهر فرانسه را تحت پوشش قرار می‌دهد.

دو هزار کیلومتر فیبرنوری، در حدود چندهزار MTU را که برای ایجاد شبکه شهری در این کشور را به یکدیگر متصل نموده‌اند. همان‌گونه که در شکل 7 نشان داده شده است، این ارتباطات از طریق یک شبکه DWDM ایجاد شده است.

این شبکه برای ارائه سرویس به حدود 1400 کاربر با استفاده از ارتباطات اترنتی 850 ساختمان را به یکدیگر متصل نموده است.

Completel با توجه به افزایش نیاز کاربران برای ایجاد یک شبکه با سرعت بالا و هزینه پایین، اقدام به ارائه سرویس LAN-to-LAN در سطح شهرها نمود.

این سرویس با استقبالِ زیاد کاربران روبه‌رو شد. اما با توجه به محدودیت آن به شبکه‌های MAN در هر شهر و نیاز کاربران برای ارتباط با سایر شهرها، این شرکت سرویس جدیدی را برای اتصال شبکه‌های شهری در شهرهای مختلف به یکدیگر ارائه نمود.

به این ترتیب مشکل ارتباطی میان MANها در شهرهای مختلف فرانسه مرتفع گردید. ترافیک هر MAN با استفاده امکانات ایجاد شده توسط شبکه Completel به MAN دیگر به آسانی منتقل می‌گردد. سرویس‌های ارزش افزوده‌ای نظیر ارائه VLAN، مدیریت ترافیک، کنترل و محدود نمودن پهنای باند و کیفیت سرویس انتها به انتها نیز از طریق این شبکه قابل ارائه است.

این شبکه برای ایجاد مسیرهای اختصاصی برای ترافیک هر مشترک به تعریف VLANهای از پیش تعیین‌شده نیاز ندارد. در هسته این شبکه لینک‌های گیگابیتی روی یک اینترفیس فیبر گروه‌بندی می‌شوند. سازوکارهای مورد استفاده برای تعریف این گروه‌ها Q in Q است. ترافیک هر یک از کاربران با استفاده از یک Q tag در هسته شبکه از بقیه مجزا می‌شود. همچنین در این شبکه برای جلوگیری از لوپ‌های ناخواسته و خطا از سازوکارهایی نظیر
Rapid Ring Spanning Tree) RRST) استفاده می‌شود.