MPLS技术的应用与发展（图）

2019-11-04 22:40:24

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供稿：网友

　　一、MPLS的几个实际网络部署
　　2001年，随着MPLS技术的初步成熟，各运营商纷纷开始采用MPLS新建或升级其网络。比如，NetStream用MPLS技术部署其属于Greenfield领域的网络，用于传送话音、视频和数据业务，并向企业用户提供VPN、高性能视频点播、远程数据存储和电信级Voip业务。Reseaud'informationsscientifiquesdu Quebec (RISQ),加拿大魁北克的一个教育通讯网络和服务提供商，在其IP骨干网上为科研机构提供了加拿大的第一个MPLS VPN网络。RISQ的骨干网络支持视频会议和VoIP业务。
　　
　　2002年，中国电信在中国大陆建立其高密度的IP/MPLS网络。该网络在同一物理网络上支持对传统业务和IP/MPLS新业务，并可快速提供用户业务。比如对等接入、IPVPN、城域以太网，通过二层VPN的方式承载FR、ATM、DDN业务的等。中国电信美国公司则将向在中国有业务的美国公司提供MPLSVPN、通达中国内地各处的专线业务和到CHINANET的直接IP接入等业务。
　　
　　2003年，MPLS技术得到更为广泛的应用。印度的最大的INTERNER网络和电子商务提供商Sify有限公司，建成了印度最大的MPLS网络，提供安全VPN业务并作为连接到美国的INTERNET网关。日本的NTTCommunications建成了其全国范围、宽带多业务MPLS网络，并在这一个平台上提供IP、Ethernet、FR和ATM业务。此外，NTTCommunications还将面向全球提供其MPLSVPN与IPSecVPN互为备份的VPN业务，使得用户的专网可以覆盖到全球的124个国家或地区，并可在网络受到攻击时，通过在MPLSVPN和IPSec之间的切换，保证用户VPN业务的传输。
　　
　　BellSouth最近公布其将采用一个地区范围、interLATA的MPLS骨干网，用于提供IP和下一代网络方案。在BellSouth的服务区的大部分区域部署了BellSouth区域IP骨干网（BRIB）。该BRIB采用了遵从RFC2547的网络结构和MPLS机制，使得BellSouth加强端到端业务控制和具备迅速扩充能力。通过使用BRIB，BellSouth提供先进的端到端信息服务，比如BellSouth治理的网络VPN服务、VoIP解决方案、Internet专线接入和承载DSL方式接入的Internet业务。AT&T目前正在加快将其传统网络演进为一个单一的全球性的IP架构，希望能在2005年时建成一个架构在智能光网络上的MPLS网络。
　　
　　BT现有的MPLS网络已经扩展到70个国家，包括1000个PoP点，19000多个端口，正为1200多个大客户提供服务。
　　
　　上述几个案例是MPLS实际部署的典型案例，表明了用MPLS技术组建的网络，能够在同一网络平台上同时支持全球范围内的VPN业务、具有QoS保证的VoIP业务和视频业务、承载ATM、FR、Ethernet业务。
　　
　　二、MPLS和现有网络的互通
　　现有的ATM、FR、DDN、PSTN还将在很长的过程中存在，并发挥作用，给运营商带来收入和利润。因此就出现MPLS要支持FR、ATM、TDM电路和电话、IP、Ethernet等需求，保护投资，并实现平滑过渡与升级。因而存在ATM-MPLS互通,Voice-MPLS（MPLS上的语音承载）,TDM-MPLS互通和 FR-MPLS互通等。
　　
　　MPLS与其它网络互通类似于过去的ATM与其它网络互通，其一般参考网络结构如图1所示。其中IWF是一个功能模块，可以是一个独立的物理设备，也可以集成在其它设备（如MPLSLER）中，通常商用中后者更多些。
　　
　　　 MPLS技术的应用与发展（图）（图一）

　　
　　图1MPLS互通的一般参考网络结构
　　
　　MPLS与现有网络间的互通主要涉及通信网中的三个平面：用户平面、控制平面、治理平面间的互通。用户平面的互通涉及用户数据包间的封装及可能映射功能等。控制平面的互通涉及不同信令间的互通和映射功能等，如用于连接的建立/释放及用户面参数的协商等。治理平面间的互通涉及运营维护数据流（OAM）间的封装及可能映射功能等。表1列出了MPLS与ATM、FR、TDM网络互通时，上述三个平面需实现的具体的功能。
　　
　　　 MPLS技术的应用与发展（图）（图二）

　　
　　表1MPLS与ATM、FR、TDM互通时不同网络平面实现的具体功能
　　
　　用户平面控制平面治理平面
　　
　　ATM-MPLS互通信元模式LSP中直接封装ATM信元，透明地支持所有AAL类型。支持ATM的SVC、PVC和SPVC，透明传送ATM信令协议（如：DSS2、ATM-F UNI、PNNI等），在IWF间交换标记。在MPLS OAM流和ATM OAM流间透明传送性能/缺陷/切换的信息，将ATM OAM信息封装在MPLS包中传送，在端到端的OAM功能中要支持两者的相关性及报告等。
　　
　　帧模式LSP中封装并传送AALPDU或SDU。
　　
　　FR-MPLS帧模式序列号的处理程序；FRVC双向与MPLS LSP单向间的映射（两个LSP为不同方向）；支持FR中的流量参数和QoS承诺等。支持FR的SVC、PVC，透明传送FR信令协议，在IWF间交换标记等。
　　
　　TDM-MPLS流模式一个LSP能传送多个TDM流；通过绑定两个单向且对称带宽的LSP来支持双向连接；支持多种的TDM类型，如：结构化和非结构化E1/T1、部分化E1/T1、同步的串行数据（如V.35,V.36, V.37等）、非结构化E3/T3等；支持带CAS的TDM，支与中继相关的CCS的TDM；顺从G.823和G.824的时钟恢复等。在IWF间交换标记、指明TDM业务的速率和类型（如结构化和非结构化、带不带CAS等）、通过MPLS控制协议建立LSP。在MPLS OAM流和TDM OAM流间透明传送性能/缺陷/切换的信息、将TDM OAM信息封装在MPLS包中传送、在端到端的OAM功能中要支持两者的相关性及报告等。
　　
　　在网络演进过程中，MPLS作为承载网要支持话音业务，包括支持现有的PSTN和ISDN，也要支持软交换网络下的话音业务。MPLS支持话音业务有以下形式，VoiceoverIPover MPLS、Voice over ATM over MPLS、Voice over TDM over MPLS和直接的Voice over MPLS。前三种方式实际上通过ATM、TDM、IP与MPLS的网络互通实现。ITU-T 关于Voice over MPLS建议草案Y.vsmpls对Voice over MPLS网络结构、网络互通的传送平面协议栈、通用封装格式以及在MPLS的LSP上承载多个话音呼叫四个方面进行了规范。因Voice over MPLS需要将各种的电话网信令直接映射到MPLS层，故这种方式的实际应用将晚于Voice over TDM over MPLS等方式。
　　
　　MPLS网络可以作为现有的ATM、DDN、FR和电话网的骨干网，各种业务流汇集到统一的MPLS网络平台上进行高速交换。对于运营商而言，利用MPLS技术作为多业务网络平台的能力，可以充分利用已有设备资源，保护现有网络(ATM、DDN和FR)投资，并在MPLS网络基础上实现扩容，扩大业务覆盖面，还能同时实现其ATM、DDN或FR用户互通。这样既节省投资和又降低运营维护费用。图2是MPLS以专线形式的网络互通应用（MPLS承载以太网在本文VPLS部分介绍）。
　　
　　　 MPLS技术的应用与发展（图）（图三）

　　
　　图2MPLS网络互通的专线应用
　　
　　三、MPLS技术实现各种VPN
　　1.Layer3MPLS VPN
　　
　　用MPLS协议实现VPN的方式，又可分为Layer2MPLSVPN和Layer3MPLS VPN 。
　　
　　Layer3MPLSVPN即BGP/MPLSVPNs，使用类似传统路由的方式进行IP分组的转发。在路由器接收到IP数据包以后，通过在转发表查找IP数据包的目的地址，然后使用预先建立的LSP进行IP数据跨运营商骨干网的传送。运营商网络通过其路由器（包括PE）和客户路由器（CE）间的RIP、OSPF、BGP等路由协议，获得用户站点的可达信息，并用这些信息来建立上述LSP。图3是Layer 3 MPLS VPN的网络结构。
　　
　　PE路由器上基于每个VPN具有属于其自己的VPN路由表转发（VRF），故可隔离路由信息，实现地址重叠的支持，即不同的VPN可以使用相同的地址空间而不会导致冲突。对于一个站点可以属于多个VPN情况，即重叠VPN，PE路由器使用相互独立的VRF表存储来自该站点所属VPN的路由信息。为使PE路由器区分来自不同VPN的路由信息，来自每不同VPN的路由信息都被不同且唯一BGP的团体属性值所标示。比如，当PE接收到一条BPG路由信息时，需先检查该路由的团体属性，假如该属性和该PE上承载的VPN的扩展属性相同PE将接收该路由；否则，丢弃该路由信息。
　　
　　　 MPLS技术的应用与发展（图）（图四）

　　
　　图3Layer3MPLSVPN的网络
　　
　　2.Layer2MPLS VPN
　　
　　Layer2VPN大致分为三类，第一种叫做VPWS(VirtualPRivateWireService),用点对点连接方式实现VPN内每个站点之间的通信。这种方式多用于正在使用ATM、FR连接的用户，用户和网络提供商之间的连接保持不便，但业务经封装后在网络提供商的IP骨干网上传输。在第二种叫做VPLS（Virtual Private LAN Service），运营商网络仿真LAN SWITCH或桥接器的功能，连接用户所有的LAN称为一个简单的桥接的LAN。VPLS和VPWS的主要不同在于VPWS只提供点到点业务，而VPLS提供点到多点业务。即VPWS中的CE设备选择某一条虚拟线，将数据发送到某一用户站点；而VPLS中的CE设备只是简单的到所有目的地的数据发送到连接到其的PE设备即可。第三种叫做IPLS（IP-only LAN-like Service）,用二层封装转发用户IP路由器（不是Layer2Switch）的纯IP数据。虽然IPLS仅传输IP数据，但却不是三层VPN，因为数据转发基于二层报头。
　　
　　（1）VPWS
　　
　　最直接的创建Layer2VPN的方法是在CE和PE之间建立ATM或FR连接，运营商网络中采用MPLS的LSP分别承载这些连接，如图4。并且可以采用MPLS流量工程满足用户的QoS需求。这种方案中配置CE和PE之间的PVC和承载用的MPLSLSP工作量很大，其大量的LSP将占用LSR很多资源，降低了网络扩展性。为解决上述扩展性等问题，许多专家向IETF提出了许多关于MPLSLayer2 VPN的协议草案，基本可以划分为两类：Martini草案和Kompella草案。
　　
　　　 MPLS技术的应用与发展（图）（图五）