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IP路由走向智能化( 二 )

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在圖2所示的骨干網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)A、B、C、D、E是同外部域連接的邊緣路由器，實(shí)線表示物理鏈路，虛線表示邏輯連接，覆蓋方法可以根據(jù)邏輯連接建立虛擬網(wǎng)絡(luò) 。當(dāng)MPLS LSP控制這些物理拓?fù)渲械木唧w路由時(shí)，網(wǎng)絡(luò)就可以建立起相應(yīng)的邏輯連接 。
現(xiàn)在，我們通過節(jié)點(diǎn)A和C之間的MPLS LSP來看看覆蓋方法的好處 。A和C之間有四條路徑：A→G→H→C、A→F→H→C、A→G→F→H→C、A→F→G→H→C 。假設(shè)A→G→H→C是從A到C的最短路徑，則最短路徑算法會(huì)選擇A→G→H→C，但覆蓋方法比最短路徑算法要靈活得多，它可以使用四條路徑中的任意一條，并根據(jù)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的流量做出選擇 。假如節(jié)點(diǎn)A和B之間的業(yè)務(wù)流繁忙，則網(wǎng)絡(luò)通過A→F→H→C建立A到C的LSP，這樣，鏈路A→G上的帶寬就全部留給了A和B之間的業(yè)務(wù)流 。
覆蓋方法簡單、易實(shí)現(xiàn)，但其缺點(diǎn)是伸縮性不好 。為了建立N個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)之間的所有邏輯連接，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要建立到其他（N-1）個(gè)節(jié)點(diǎn)的LSP 。所以，最后總共有N×（N-1）個(gè)LSP 。在多個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)的大型骨干網(wǎng)中，效率會(huì)明顯降低 。
流量工程系統(tǒng)
優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能的過程被稱為流量工程（Traffic Engineering），它使用先進(jìn)的路由選擇算法規(guī)定骨干網(wǎng)內(nèi)部的業(yè)務(wù)流干線和規(guī)劃業(yè)務(wù)流，將業(yè)務(wù)流映射到物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中，從而充分提高網(wǎng)絡(luò)的整體效率 。流量工程可以平衡網(wǎng)絡(luò)中不同鏈路、路由器和交換機(jī)之間的業(yè)務(wù)負(fù)載，有效地利用網(wǎng)絡(luò)所提供的帶寬資源 。
一、流量工程系數(shù)組成
流量工程系統(tǒng)如圖3所示，包括六個(gè)主要部分：拓?fù)渑c狀態(tài)發(fā)現(xiàn)、路由計(jì)算、流量需求估計(jì)、圖形用戶界面（GUI）、網(wǎng)絡(luò)接口和數(shù)據(jù)知識(shí)庫 。
數(shù)據(jù)知識(shí)庫存儲(chǔ)所有共享數(shù)據(jù)對(duì)象的永久信息，如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、鏈路狀態(tài)、流量需求、路由、策略等，系統(tǒng)中其他模塊可以通過數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)、訪問和交換信息 。
流量工程系統(tǒng)需要確切地知道用戶的流量需求，在VPN服務(wù)中，流量需求可以在服務(wù)提供商和客戶之間的SLA（服務(wù)級(jí)別協(xié)定）中說明 。在另一些情況下，需求估計(jì)基于流量測試 。
流量工程系統(tǒng)根據(jù)流量需求建立最佳路由之后，通過Web接口或SNMP配置網(wǎng)絡(luò)單元完成這些需求 。
二、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜玩溌窢顟B(tài)發(fā)現(xiàn)
流量工程系統(tǒng)必須時(shí)刻關(guān)注網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜玩溌窢顟B(tài)的變化: 在配置網(wǎng)絡(luò)時(shí)可以獲得一些靜態(tài)信息，使用網(wǎng)絡(luò)治理系統(tǒng)（如SNMP陷阱和輪詢系統(tǒng)）可以收集動(dòng)態(tài)信息，如剩余帶寬、鏈路利用率等 。
擴(kuò)展路由協(xié)議（如OSPF）可以周期性地廣播鏈路狀態(tài)信息 。OSPF應(yīng)用范圍很廣，并且已經(jīng)為分配鏈路狀態(tài)信息和構(gòu)造拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫提供了必要的機(jī)制，所以，OSPF也被擴(kuò)展到流量工程中用于拓?fù)浜蜖顟B(tài)發(fā)現(xiàn) 。
OSPF方法要求所有節(jié)點(diǎn)盡力同鄰居建立并維持對(duì)等關(guān)系，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的鄰居（即對(duì)等體）是跟它直接交換控制信息的節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都記錄著本地鏈路狀態(tài)以及此狀態(tài)與其他節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)治理站之間的通信信息，流量工程系統(tǒng)可以根據(jù)OSPF鏈路狀態(tài)信息建立拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫 。
三、路由計(jì)算
路由計(jì)算引擎是流量工程系統(tǒng)的“大腦” 。
從流量工程角度出發(fā)，路由選擇必須超越簡單的最短路徑方法，即需要根據(jù)流量需求、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和鏈路狀態(tài)信息計(jì)算出最佳路由，解決資源優(yōu)化、恢復(fù)以及搶占優(yōu)先等問題 。我們稱之為約束路由（Constraint-based Routing） 。
約束路由有兩種實(shí)現(xiàn)方式：在線和離線 。
離線方式根據(jù)當(dāng)前信息對(duì)所有路由進(jìn)行周期性計(jì)算，在維護(hù)期間完成路由更新 。在離線方式中，所有路由在改變之后都要進(jìn)行重新優(yōu)化，所以，網(wǎng)絡(luò)路由結(jié)果更佳 。但是，對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行頻繁、大規(guī)模的重新路由會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)流激增，從運(yùn)營角度來看并不理想 。此外，由于路由計(jì)算是周期性進(jìn)行的，所以當(dāng)網(wǎng)絡(luò)增加新的流量需求時(shí)，輕易產(chǎn)生額外時(shí)延 。

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