MPLS：ATM与IP结合新模方式

2019-11-04 10:07:08

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供稿：网友

　　面对Internet的诸多制约，如何实现端到端的转发和控制、如何实现QoS机制困扰着人们。基于标记交换，不断有公司提出自己的方案。然而，这一切不仅未解决ip问题，反而使网络本身变得更加复杂。直到多协议标记交换（MPLS）的出现，提出了将ATM特性与IP结合的新模式，终于——MPLS为网络带来转机。

作为七家运营商之一的中国网通推出了其基于MPLS技术的IP-VPN服务。网通与实达集团在福州正式签约，网通将为实达集团在全国的11个办公地点提供MPLS VPN接入服务。在刚刚结束的电信展上，加拿大环球电讯公司也全面展示了其MPLS IP VPN业务。一时间，MPLS成为业界倍受瞩目的焦点。

网络的需求

多协议标记交换（MultiPRotocol Label Switching，MPLS）是一种介于第二层和第三层之间的标记交换技术，是专门为IP设计的，可以将第二层的高速交换能力和第三层的灵活特性结合起来，使IP网具备高速交换、流量控制、QoS等性能。它的产生伴随着网络的发展。

多年以前，人们期盼ATM能做任何事情，随着Internet的发展，人们试图通过ATM传语音、传图像，但由于ATM自身的一些限制，使得它无法适应Internet高速发展的今天。同时，由于点到点的连接，人们难以承受其高昂价格以及对带宽资源的严重浪费。然而，由于IP网的开放性，人们又很难实现端到端的连接，同时，语音数据包的传输也带来了很多问题。因而，将ATM网和IP网合二为一是人们早期的一个初衷。

MPLS：ATM与IP结合新模方式（图一）

当时最早采用的方式是IP over ATM，但碰到了非常多的问题和困难，如IP地址与ATM地址之间的映射问题。ATM的优点在于其固定长度的包，主要特点用硬件实现转发，因为固定长度的包，只看到包头的这些转发信息就可直接转发。因此，硬把两个协议捆绑在一起不能成功，也不能真正推广。后来，另外一些人试图尝试把两种协议的优势结合起来，即将传统的ATM网的转发机制和IP网的寻址和路由的机制结合起来，这就产生了IP交换技术，进而通过IETE组织推出了MPLS协议。

运营商的需要

尽管网络需求与日俱增，但由于带宽价格大幅下滑，因而服务商的收入越来越少。对于新的服务商来说，要想找到一家投资，困难自不必说，而对那些负债在身的运营商们，也很难有新的资金进行网络建造。尽管如此，人们并没有因此就停止对新服务的要求，数据网络最终还要继续发展。假如服务商们还想从网络中得到新的经济增长点，则必须寻求新的服务和技术，然后才能为用户提供更好的、更智能化的服务。因此，尽管碰到了种种困难，服务商还在继续投资网络技术厂商。另一方面，服务商们已投入了大量的资金建设骨干网络，但这些骨干网并没有被充分利用，网络最后一公里的的限制阻碍了网络入户的速度，从而成为网络发展中的一个瓶颈。

多数的服务商表示，在选择新的骨干网时，MPLS将是他们的首选。因此，在未来的一段时间内，MPLS将会和ATM、SDH、DWDM一起，并驾齐驱在骨干网络的大军中，并在未来的几年内在众多的技术中脱颖而出。有调查显示，在未来的几年内，在数据网络的骨干网中，只有MPLS技术表现出极好的发展前景，并在未来的欧洲网络市场中占有中心地位，如图所示。之所以会出现这样的情形，是因为MPLS通过分层次服务和新服务为IP网络带来巨大的效益。同时，利用MPLS能够使网络变得更为简单，将IP和ATM合并在一起。

MPLS应用领域

MPLS对网络的影响主要在三个方面：

在IP网络的QoS方面；

在IP网络的流量工程方面；

在IP网络的服务功能方面，如VPN。

VPN 由于地区和运营商各不相同，因而人们对MPLS上述三方面的需求也会有所侧重。在美国，发展较快、应用较多的是MPLS在流量工程方面的应用。因为美国的网络历史比较长，从很老的产品到现在最新的产品都用在网络上。整个网络的结构就像蜘蛛网一样，比较复杂。在这种情况下，怎么利用已有的资源、已有的通路，就需要仔细地调整在不同通路上的流量分配，充分利用网络。MPLS在流量工程方面的功能恰好可以得到很好的利用。

但是在欧洲、中国等地区，由于IP网发展相对较晚，但发展速度很快，在这种情况下建立起来的网络带宽较高，如中国现在新建的网络带宽都在2.5G左右。因此，流量工程对网络的益处相对来说不如美国那么明显。另一方面，网络服务供给商把对在MPLS提供的增值服务需求提到了议事日程，其中最迫切的就是VPN业务。网络服务商希望在IP网上开出类似帧中继、ATM这种虚拟专网的服务。

运营商要想开展VPN业务就需要好的平台、好的技术，运营商也在等待MPLS的开放性。对服务商而言，MPLS能对Internet产生巨大的影响，它将减少网络阻塞并提供更好的端到端服务。而将来利用MPLS建成的公众IP数据网，不仅仅是Internet，更主要的是为许多企业提供服务质量(QoS)和稳定性更好的VPN应用。MPLS能够在不同的网络的站点间建立起有保证的带宽连接以及其它的QoS特征服务。其中最基本的一点是，通过流量控制，能够使网络有效地减少拥塞、使流量平均分配。

MPLS发展前景

骨干走向边缘

随着MPLS应用的不断升温，无论是产品还是网络，对MPLS的支持已不再是额外的要求，而应该是必备的功能。此外，MPLS从骨干网走向边缘网也是一种越来越明显的趋势，这一进程将给边缘网带来更多的带宽、更高的智能和更多的服务。在接入网中，利用MPLS的技术承载以太网，会使网络更易升级和富有弹性。普通的以太网在每个骨干网中只能处理4000个VLAN，MPLS能使每个路由器支持最多100万个标记。因此，核心路由器厂商支持MPLS自然是毫无疑问的，边缘路由器厂商此时也开始关注MPLS。

替代ATM

当初，人们是在ATM网上提供IP的服务。目前，从发展趋势来看，人们只是希望在IP网上提供类似ATM的服务。因此，MPLS将在IP网上发展，因为目前完全替代ATM还不可能。因此，人们将逐渐把ATM限制在一小部分有非凡需求的地方，如一些像专网用户租特定的带宽，并在该线路上实现电话和电视会议。

结合底层光设备

从整个网络发展方向来看，在未来的核心网上，所有新的运营商在第一时间内建立的骨干Internet网都是光结点。MPLS不再单一存在，它将与底层的光设备相辅相成。以前的IP是第一层、第二层、第三层在一起，现在，利用MPLS的基础，IP与底层的光设备结合起来，让光去识别IP路由，即光是基于IP来驱动，将来的网络核心是波长路由，外面是一种大路由，这是以后大网核心的必然。对运营商来讲，今天的网络与以后的网络的关系是，所有今天的电信的其他网，如DDN专线网、ATM的中继网等，都是将来整个大网络的接入结点。这个网不会摒弃以前所有的技术和产品，而是把它们结合进来，只是所有的应用都要以IP的形式来做，所有的东西都会以IP的形式终结在Internet和路由阶层中去。

早在1995年，IBM就提出IP over Everything，即IP可以跑在任何第二层的载体上。2000年是Everything over IP，即网络从上三层到下三层都是IP界面。从应用角度来看，根据将来用户的不同的接入形式，不论企业大小，都会以不同的形式找到网址。总之，把握IP就等于把握未来。

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