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MPLS技術(shù)及其應(yīng)用

云知道


貴州省電信公司市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)部 周 燕
Internet核心網(wǎng)中的路由/轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的最新發(fā)展是多協(xié)議標(biāo)簽交換（MPLS） 。MPLS將IP路由控制和第二層交換的簡(jiǎn)單性無(wú)縫地集成起來(lái)，是ATM與IP技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，在不改變用戶現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的情況下能提供高速、安全、多業(yè)務(wù)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將在下一代網(wǎng)絡(luò)中的選路、交換和分組轉(zhuǎn)發(fā)中扮演非常重要的角色，滿足網(wǎng)絡(luò)用戶的多種多樣的需求 。
一、MPLS技術(shù)概述
MPLS技術(shù)的全稱(chēng)是多協(xié)議標(biāo)簽交換技術(shù)，是在Cisco公司所提出來(lái)的TagSwitching技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，屬于第三層交換技術(shù)，它引入了基于標(biāo)簽的機(jī)制，把選路和轉(zhuǎn)發(fā)分開(kāi)，由標(biāo)簽來(lái)規(guī)定一個(gè)分組通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的路徑，數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)標(biāo)簽交換路徑（LSP）完成 。
MPLS網(wǎng)絡(luò)由核心部分的標(biāo)簽交換路由器（LSR）、邊緣部分的標(biāo)簽邊緣路由器（LER）組成 。LSR可以看作是ATM交換機(jī)與傳統(tǒng)路由器的結(jié)合，由控制單元和交換單元組成；LER的作用是分析IP包頭，決定相應(yīng)的傳送級(jí)別和標(biāo)簽交換路徑（LSP） 。由于MPLS技術(shù)隔絕了標(biāo)簽分發(fā)機(jī)制與數(shù)據(jù)流的關(guān)系，因此，它的實(shí)現(xiàn)并不依靠于特定的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，可支持多種的物理和鏈路層技術(shù)（IP/ATM、以太網(wǎng)、PPP、幀中繼、光傳輸?shù)龋?。MPLS使用控制驅(qū)動(dòng)模型初始化標(biāo)簽捆綁的分配及分發(fā)，用于建立標(biāo)簽交換路徑（LSP），通過(guò)連接幾個(gè)標(biāo)簽交換點(diǎn)來(lái)建立一條LSP 。一條LSP是單向的，全雙工業(yè)務(wù)需要兩條LSP 。
標(biāo)簽交換的工作流程如下：
（1）由LDP（標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議）和傳統(tǒng)路由協(xié)議（OSPF等）在LSR中建立路由表和標(biāo)簽映射表 。
（2）在MPLS入口處的LER接收IP包，完成第三層功能，并給IP包加上標(biāo)簽；
（3）在MPLS出口處的LER將分組中的標(biāo)簽去掉后繼續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) 。
（4）LSR不再對(duì)分組進(jìn)行第三層處理，只是根據(jù)分組上的標(biāo)簽通過(guò)交換單元進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) 。
二、MPLS技術(shù)的應(yīng)用
MPLS因其具有面向連接和開(kāi)放結(jié)構(gòu)而得到廣泛應(yīng)用 ?，F(xiàn)在，在大型ISP網(wǎng)絡(luò)中，MPLS主要有流量工程、服務(wù)等級(jí)（CoS）、虛擬專(zhuān)網(wǎng)（VPN）三種應(yīng)用
1．流量工程
隨著網(wǎng)絡(luò)資源需求的快速增長(zhǎng)、IP應(yīng)用需求的擴(kuò)大以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈等，流量工程成為MPLS的一個(gè)主要應(yīng)用 。因?yàn)镮P選路時(shí)遵循最短路徑原則，所以在傳統(tǒng)的IP網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)流量工程十分困難 。傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)一旦為一個(gè)IP包選擇了一條路徑，則不管這條鏈路是否擁塞，IP包都會(huì)沿著這條路徑傳送，這樣就會(huì)造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)在某處資源過(guò)度利用，而另外一些地方網(wǎng)絡(luò)資源閑置不用 。
在MPLS中，流量工程能夠?qū)I(yè)務(wù)流從由IGP計(jì)算得到的最短路徑轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)中可能的、無(wú)阻塞的物理路徑上去，通過(guò)控制IP包在網(wǎng)絡(luò)中所走過(guò)的路徑，避免業(yè)務(wù)流向已經(jīng)擁塞的節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的合理利用 。
MPLS的流量治理機(jī)制主要包括路徑選擇、負(fù)載均衡、路徑備份、故障恢復(fù)、路徑優(yōu)先級(jí)及碰撞等 。
MPLS非常適合于為大型ISP網(wǎng)絡(luò)中的流量工程提供基礎(chǔ)，其有以下原因：
（1）支持確定路徑，可為每條LSP定義一條確定的物理路徑 。
（2）LSP統(tǒng)計(jì)參數(shù)可用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和分析，以確定瓶頸，把握中繼線的使用情況 。
（3）基于約束的路由使LSP能滿足特定的需求 。
（4）不依靠于特定的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，可支持多種的物理和鏈路層技術(shù)（IP/ATM、以太網(wǎng)、PPP、幀中繼、光傳輸?shù)龋?，能夠運(yùn)行在基于分組的網(wǎng)絡(luò)之上 。
2．服務(wù)等級(jí)
MPLS的最重要的優(yōu)勢(shì)在于它能提供傳統(tǒng)IP路由技術(shù)所不能支持的新業(yè)務(wù)，提供更高等級(jí)的基礎(chǔ)服務(wù)和新的增值服務(wù) 。Internet上傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)流包括傳統(tǒng)的文件傳輸、對(duì)延遲敏感的話音及視頻業(yè)務(wù)等不同應(yīng)用 。為滿足客戶需求，ISP不僅需要流量工程技術(shù)，也需要業(yè)務(wù)分級(jí)技術(shù) 。MPLS為處理不同類(lèi)型業(yè)務(wù)提供了極大的靈活性，可為不同的客戶提供不同業(yè)務(wù) 。

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