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深圳MPLS包含哪些技术?

发布: 2017/05/17

多协议标记交换

MPLS(Multi-Protocol Label Switching)。MPLS是IP和ATM融合的技术,它在IP中引入了ATM的技术和概念,同时拥有IP和ATM的优点和技术特征。MPLS致力于解决下面的问题:Internet骨干网的路由器瓶颈,QOS支持Traffic Engineering,VPN等。MPLS可以与现有的ATM、IP 网兼容。Internet骨干网将逐步演进到MPLS网络,路由器和ATM交换机升级成MPLS的LSR。 本文讨论了发展MPLS的必要性,MPLS的应用领域,MPLS技术的主要内容。MPLS属于第三代网络架构,是新一代的IP高速骨干网络交换标准,由IETF所提出,由Cisco、ASCEND、3Com等网络设备大厂所主导。

MPLS的价值在于其能够在一个无连接的网络中引入连接模式的特性。即先把选路和转发分开,生成一个标记交换面,由标记来规定一个分组通过网络的路径。分组在转发至后面多跳之前被贴上标记,所有转发都按标记进行。

MPLS提供更好的端到端服务,特别是它可以根据网络的流量特性(如拥塞或服务质量要求)来规定转发路径。因此,MPLS能减小网络复杂性,从而使网络成本降低50%。

目前业界、分析家和市场都看好MPLS,认为它能对因特网产生巨大影响,将来所有公司内部的业务将由基于MPLS的VPN来承担。

多协议标签交换

多协议标签交换(MPLS)是一种用于快速数据包交换和路由的体系,它为网络数据流量提供了目标、路由、转发和交换等能力。更特殊的是,它具有管理各种不同形式通信流的机制。MPLS 独立于第二和第三层协议,诸如 ATM 和 IP。它提供了一种方式,将 IP 地址映射为简单的具有固定长度的标签,用于不同的包转发和包交换技术。它是现有路由和交换协议的接口,如 IP、ATM、帧中继、资源预留协议(RSVP)、开放最短路径优先(OSRF)等等。

在 MPLS 中,数据传输发生在标签交换路径(LSP)上。LSP 是每一个沿着从源端到终端的路径上的结点的标签序列。现今使用着一些标签分发协议,如标签分发协议(LDP)、RSVP 或者建于路由协议之上的一些协议,如边界网关协议(BGP)及 OSPF。因为固定长度标签被插入每一个包或信元的开始处,并且可被硬件用来在两个链接间快速交换包,所以使数据的快速交换成为可能。

MPLS 主要设计来解决网路问题,如网路速度、可扩展性、服务质量(QoS)管理以及流量工程,同时也为下一代 IP 中枢网络解决宽带管理及服务请求等问题。

MPLS的体系结构

在MPLS的体系结构中:

控制平面(Control Plane)之间基于无连接服务,利用现有IP网络实现;

转发平面(Forwarding Plane)也称为数据平面(Data Plane),是面向连接的,可以使用ATM、帧中继等二层网络。

MPLS使用短而定长的标签(label)封装分组,在数据平面实现快速转发。

在控制平面,MPLS拥有IP网络强大灵活的路由功能,可以满足各种新应用对网络的要求。

对于核心LSR,在转发平面只需要进行标签分组的转发。

对于LER,在转发平面不仅需要进行标签分组的转发,也需要进行IP分组的转发,前者使用标签转发表LFIB,后者使用传统转发表FIB(Forwarding Information Base)。

MPLS的应用

随着ASIC技术的发展,路由查找速度已经不是阻碍网络发展的瓶颈。这使得MPLS在提高转发速度方面不再具备明显的优势。

但由于MPLS结合了IP网络强大的三层路由功能和传统二层网络高效的转发机制,在转发平面采用面向连接方式,与现有二层网络转发方式非常相似,这些特点使得MPLS能够很容易地实现IP与ATM、帧中继等二层网络的无缝融合,并为流量工程TE(Traffic Engineering)、虚拟专用网VPN(Virtual Private Network)、服务质量QoS(Quality of Service)等应用提供更好的解决方案。

基于MPLS的VPN

传统的VPN一般是通过GRE(Generic Routing Encapsulation)、L2TP(Layer 2 Tunneling Protocol)、PPTP(Point to Point Tunneling Protocol)等隧道协议来实现私有网络间数据流在公网上的传送。而LSP本身就是公网上的隧道,所以用MPLS来实现VPN有天然的优势。

基于MPLS的VPN就是通过LSP将私有网络的不同分支联结起来,形成一个统一的网络,基于MPLS的VPN还支持对不同VPN间的互通控制。

CE(Customer Edge)是用户边缘设备,可以是路由器,也可以是交换机或主机;

PE(Provider Edge)是服务商边缘路由器,位于骨干网络。

在骨干网络中,还存在P(Provider),是服务提供商网络中的骨干路由器,不与CE直接相连。P设备只需要具备基本MPLS转发能力,不维护VPN信息。

基于MPLS的VPN具有以下特点:

PE负责对VPN用户进行管理、建立各PE间LSP连接、同一VPN用户各分支间路由分派。

PE间的路由分派通常是用LDP或扩展的BGP协议实现。

支持不同分支间IP地址复用和不同VPN间互通。

基于MPLS的QoS

NE80E支持基于MPLS的流量工程和差分服务Diff-Serv特性,在保证网络高利用率的同时,可以根据不同数据流的优先级实现差别服务,从而为语音,视频数据流提供有带宽保证的低延时、低丢包率的服务。

由于全网实施流量工程的难度比较大,因此,在实际的组网方案中往往通过差分服务模型来实施QoS。

Diff-Serv的基本机制是在网络边缘,根据业务的服务质量要求将该业务映射到一定的业务类别中,利用IP分组中的DS(Differentiated Service)字段(由ToS域而来)唯一的标记该类业务;然后,骨干网络中的各节点根据该字段对各种业务采取预先设定的服务策略,保证相应的服务质量。

Diff-Serv对服务质量的分类和标签机制与MPLS的标签分配十分相似,事实上,基于MPLS的Diff-Serv就是通过将DS的分配与MPLS的标签分配过程结合来实现的。


 
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