【正文】 型QoS的研究與實(shí)現(xiàn)。 第二章 相關(guān)技術(shù)第二章 相關(guān)技術(shù) MPLS VPN技術(shù)及其應(yīng)用概述[14]MPLS VPN是目前比較適合于運(yùn)營商的VPN技術(shù)。服務(wù)提供商只為用戶提供傳統(tǒng)的二層鏈路（如ATM、FR、以太網(wǎng)等），并將相應(yīng)的鏈路標(biāo)識映射到一條MPLS LSP(Label Switch Path)上穿越運(yùn)營商的核心網(wǎng)絡(luò)。Lasserrevkompella草案的支持者有Cisco、Nortel、Foundry、Riverstone、Alcatel等。當(dāng)CE路由器將一個VPN分組轉(zhuǎn)發(fā)給入口PE路由器后，PE路由器查找該VPN對應(yīng)的VRF，從VRF中得到一個VPN標(biāo)簽和下一跳出口PE路由器的地址，VPN標(biāo)簽作為內(nèi)層標(biāo)簽打在VPN分組上，根據(jù)下一跳出口PE路由器的地址可以在全局路由表中查出到達(dá)該P(yáng)E路由器應(yīng)打上的域內(nèi)路由的標(biāo)簽，即外層標(biāo)簽，于是VPN分組被打上了兩層標(biāo)簽，主干網(wǎng)的P路由器根據(jù)外層標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)VPN分組，在最后一個P路由器處，外層標(biāo)簽彈出，VPN分組只剩下內(nèi)層標(biāo)簽（此過程被稱作次末級彈出機(jī)制），接著VPN分組被發(fā)往出口PE路由器。基于流的集成服務(wù)因其需要信令的支持造成可擴(kuò)展性較差，不適合在骨干網(wǎng)上應(yīng)用，MPLS骨干網(wǎng)上服務(wù)質(zhì)量的保證主要依靠基于類的差分服務(wù)和流量工程來滿足，另外在傳統(tǒng)的盡力而為的IP網(wǎng)上的專線技術(shù)IPSec/GRE等也可以構(gòu)建VPN，但這些技術(shù)無法保證QoS。另外，MPLS VPN通過二層標(biāo)簽棧區(qū)分域內(nèi)路由和VPN路由，使網(wǎng)絡(luò)具有較好的可擴(kuò)展性。L3 MPLS VPN技術(shù)為運(yùn)營商提供了一種面向未來的解決方案，鑒于IP技術(shù)在未來信息網(wǎng)絡(luò)中的統(tǒng)治地位，L3 MPLS VPN技術(shù)必將得到不斷的發(fā)展，獲得更為廣泛的應(yīng)用。隧道LSP提供PE之間的隧道連接，VC承載特定用戶（VPN）的數(shù)據(jù)幀。隧道標(biāo)簽用來確定通過MPLS網(wǎng)絡(luò)的通路，VC標(biāo)簽用來識別端點(diǎn)的VLAN、VPN、或連接。VLL的目的是在IP網(wǎng)絡(luò)上提供類似ATM和FR的專用連接。 PE設(shè)備將客戶的以太網(wǎng)幀封裝到MPLS包內(nèi)，MPLS包頭包含兩層標(biāo)簽，其中外層標(biāo)簽Tunnel Label標(biāo)示用來承載MPLS LSP，內(nèi)層標(biāo)簽VC Label則代表不同虛擬電路，也就是不同的VPLS流量。通過MAC地址的學(xué)習(xí)每個承載VPN的PE上都會生成相應(yīng)的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)表，這個轉(zhuǎn)發(fā)表稱作是VFI （Virtual Forwarding Instance），VFI和PE上的VPN之間是一一對應(yīng)的關(guān)系。l 支持非唯一的專用IP地址。 MPLS VPN技術(shù)分析及選擇從以上的分析中可以得出，MPLS VPN技術(shù)是未來構(gòu)建VPN網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)發(fā)展方向，無論是相對于傳統(tǒng)的基于電路或者虛電路方式的二層VPN組網(wǎng)技術(shù)還是傳統(tǒng)基于CPE設(shè)備的IP隧道VPN技術(shù)或者是基于傳統(tǒng)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的VPN解決方案，MPLS VPN技術(shù)都有著明顯的優(yōu)勢，MPLS VPN依托MPLS技術(shù)可以提供更多元化的業(yè)務(wù)種類，多種服務(wù)質(zhì)量，MPLS也為MPLS VPN提供了基于標(biāo)簽的內(nèi)在安全機(jī)制和基于LSP保護(hù)的保護(hù)機(jī)制，簡化了運(yùn)營商和客戶對VPN進(jìn)行管理維護(hù)的工作量，縮短了運(yùn)營商提供VPN業(yè)務(wù)的周期，使運(yùn)營商可以面對市場的需求做出靈活的反應(yīng)。MPLS VPN作為一項(xiàng)新業(yè)務(wù)，一方面其自身還處在一個不斷的發(fā)展和完善的時期，另一方面對于大多數(shù)的運(yùn)營商來說沒有大規(guī)模運(yùn)營MPLS VPN的經(jīng)驗(yàn)，冒然地實(shí)施MPLS VPN技術(shù)有很大的風(fēng)險。雖然IETF也在就這方面的問題不斷地對L3 MPLS VPN進(jìn)行改進(jìn)，但是在目前技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)條件都不成熟的情況下，L3 MPLS VPN的應(yīng)用應(yīng)定位于中小規(guī)模的企業(yè)VPN用戶。在演進(jìn)的過程中原有的非IP接入電路技術(shù)（FR、ATM）可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用，可以最大限度地為運(yùn)營商節(jié)省網(wǎng)絡(luò)升級的投資。目前設(shè)備廠家間解決方案種類繁多，大多數(shù)的設(shè)備只實(shí)現(xiàn)了協(xié)議定義的基本功能，還不具備全業(yè)務(wù)支持的能力，各種解決方案之間也無法實(shí)現(xiàn)互通。L2 MPLS VPN業(yè)務(wù)的成熟需要運(yùn)營商積累一定的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，其業(yè)務(wù)本身也需要市場和客戶認(rèn)可的過程。對于新型的寬帶業(yè)務(wù)運(yùn)營商或者是需要重新進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)或者網(wǎng)絡(luò)升級的傳統(tǒng)運(yùn)營商來說，其本身處于競爭的地位，沒有什么原有技術(shù)的限制和負(fù)擔(dān)，所以可以直接采用MPLS VPN技術(shù)構(gòu)建其VPN業(yè)務(wù)體系。 現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備對MPLS VPN的支持情況：支持L3 MPLS VPN的現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備有：Cisco GSR12000系列；Cisco7609/6509；Alcatel 7750；ERX1400/700；Redback SE800；北電Shasta5000；華為MA5200G；對于基于RFC2547bis的L3 MPLS VPN，各廠家支持的均比較好，互通起來困難較少，其中以Cisco和Juniper公司的路由器互通調(diào)測最為簡單。此外，IP QoS還能夠提高帶寬的利用率，因此，IP QoS將是促進(jìn)城域IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步增長的關(guān)鍵技術(shù)。l 吞吐量：指網(wǎng)絡(luò)中分組的發(fā)送速率，一般可用平均速率或峰值速率來表示。IETF已經(jīng)提出了多種業(yè)務(wù)模型和機(jī)制，以滿足IP QoS的需求。l 分類(Classifier) ：根據(jù)預(yù)置的一些規(guī)則，對進(jìn)入路由器的每一個分組進(jìn)行分類。目前，IntServ定義了三種不同的業(yè)務(wù)類型：l 保障型業(yè)務(wù)(Guaranteed Service)：需要對帶寬、時延、分組丟失率提供定量的質(zhì)量保證的業(yè)務(wù)，類似于CBR (Constant Bit Rate )/rtVBR(Variable Bit Rate)。因此，IntServ的擴(kuò)展性較差，不適于在IP網(wǎng)核心中采用這種方式實(shí)施QoS控制。因而IntServ主要用于IP城域網(wǎng)的邊緣，實(shí)現(xiàn)用戶至POP(Point Of Presence)點(diǎn)之間業(yè)務(wù)的QoS。通過對分組DS字段的不同標(biāo)記，以及基于DS字段的處理，能夠產(chǎn)生一些不同的業(yè)務(wù)級別，下行節(jié)點(diǎn)從而獲取足夠的服務(wù)質(zhì)量信息，對到達(dá)該端口的分組做出相應(yīng)的“處理”，并將它們正確地轉(zhuǎn)發(fā)給下一跳的路由器。l 級別選擇PHB：該P(yáng)HB定義在RFC2474中，與目前正在使用的IP優(yōu)先級(IPPrecedence)保持后向兼容，因?yàn)樵贗Pv4的ToS字段中，前3bit作為IP優(yōu)先級隊(duì)列調(diào)度的選擇標(biāo)志并得到廣泛應(yīng)用，因而通過該P(yáng)HB將一部分DiffServ編碼分配給傳統(tǒng)的IP優(yōu)先級，這樣就能使DiffServ與IP優(yōu)先級共存于同一個網(wǎng)絡(luò)中。這種PHB主要應(yīng)用在VoTP、視頻以及關(guān)鍵性的商業(yè)應(yīng)用場合。AF共有四個不同級別的轉(zhuǎn)發(fā)確認(rèn)和三個丟棄優(yōu)先級。 DSCP碼點(diǎn) 丟棄優(yōu)先級級別1級別2級別3級別4低丟棄優(yōu)先級中丟棄優(yōu)先級高丟棄優(yōu)先級001010001100001110010010010100010110011010011100011110100010100100100110注：表中DSCP編碼的前3bit表示級別，后3bit表示丟棄優(yōu)先級客戶為了能從ISP處獲得區(qū)分業(yè)務(wù)，需要與TSP簽訂業(yè)務(wù)級別協(xié)議(SLA)。靜態(tài)SLA定期地協(xié)商，如以月或按年為單位，動態(tài)SLA的客戶用某種信令協(xié)議(如RSVP)請求所要求的服務(wù)。對將來可能出現(xiàn)的完整的端到端的QoS解決方案來說，比較一致的看法是在城域網(wǎng)的邊緣(即用戶到POP點(diǎn)之間)實(shí)施IntServ，在城域網(wǎng)的核心(即POP點(diǎn)之間)實(shí)施DiffServ。業(yè)務(wù)接入控制層：業(yè)務(wù)接入控制層主要由寬帶接入服務(wù)器、SR和三層交換機(jī)組成，其中在潯陽局設(shè)置三層交換機(jī)Catalyst6509，主要負(fù)責(zé)窄帶接入和服務(wù)器接入。2. 城域網(wǎng)內(nèi)服務(wù)質(zhì)量保障需求寬帶IP城域網(wǎng)作為新一代電信網(wǎng)絡(luò)的開放業(yè)務(wù)承載平臺，需要支持包括數(shù)據(jù)、話音、視頻等多種業(yè)務(wù)，相應(yīng)的QoS問題就越來越受到用戶和運(yùn)營商的廣泛關(guān)注。三層MPLS VPN中PE路由器參與VPN路由，存放著VRF表和全局路由表，VRF中存放著VPN路由，全局路由表中存放著運(yùn)營商的域內(nèi)路由；CE路由器為客戶端路由器，由客戶負(fù)責(zé)維護(hù)。 九江城域網(wǎng)MPLS VPN 具體部署圖3. 跨域MPLS VPN目前各地市城域網(wǎng)已自成一個自治域（AS），如果跨城域網(wǎng)部署MPLS VPN需要解決跨域的問題。對于BGP/MPLS VPN組網(wǎng)方式而言，由于CE、PE設(shè)備之間不能間隔其他三層設(shè)備，因此，在IP城域網(wǎng)組網(wǎng)時必須注意：對于通過L2+L3接入PE的LAN用戶，可通過VLAN透傳將CE的數(shù)據(jù)流終結(jié)到PE設(shè)備；對于采用路由器+L2建設(shè)的城域網(wǎng)，可通過GRE+策略路由的方式將VPN用戶接入PE設(shè)備；對于使用綜合方式接入的用戶，可在PE設(shè)備支持多種接入方式，如ATM、FR等，終結(jié)PVC來實(shí)現(xiàn)VPN業(yè)務(wù)。采用這一接入方式，BRAS設(shè)備同時作為CE設(shè)備，用戶就近接入所屬的BRAS。對沒有CE路由器的客戶，可采用PE兼做CE，通過以太網(wǎng)專線方式接入。l 對于使用綜合方式接入的用戶，可在PE設(shè)備支持多種接入方式，如ATM、FR等，終結(jié)PVC來實(shí)現(xiàn)VPN業(yè)務(wù)。絕對優(yōu)先隊(duì)列優(yōu)先使用帶寬，優(yōu)先保證其帶寬，但該隊(duì)列應(yīng)該有最高帶寬限制。2. QoS部署總體策略： 城域網(wǎng)QoS部署示意圖城域網(wǎng)QoS策略必須和CN2上的方案具備良好的銜接性、延伸性。骨干網(wǎng)絡(luò)QoS業(yè)務(wù)通過CN2承載，CN2骨干網(wǎng)以帶寬保證為主，結(jié)合快速路由收斂、快速重路由器和DiffServ等技術(shù)，配備QoS離線規(guī)劃和管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)QoS保證。3. 業(yè)務(wù)等級設(shè)計考慮到全網(wǎng)的互通性，業(yè)務(wù)等級設(shè)計將采用集團(tuán)統(tǒng)一指定的城域網(wǎng)QoS部署建議。 城域網(wǎng)QoS部署標(biāo)記劃分及各類QoS標(biāo)記映射關(guān)系業(yè)務(wù)類別COS值IP PRE值DSCP值城域網(wǎng)內(nèi)EXP值大客戶實(shí)時語音11111156111城域網(wǎng)專用/網(wǎng)絡(luò)控制信息11011048110組播業(yè)務(wù)（IPTV）新視通，全球眼，大客戶語音101101401013G/NGN業(yè)務(wù)10010032100大客戶，城域網(wǎng)內(nèi)VPN客戶01101124011010010260100010018001普通Internet業(yè)務(wù)00000000003. 業(yè)務(wù)帶寬分配部署初期建議只使用以下3個業(yè)務(wù)等級。對于Chinanet進(jìn)入城域網(wǎng)的流量，原則上不做信任處理。③ 如果是ADSL專線接入，則在BRAS的ATM PVC中進(jìn)行標(biāo)記。l 核心匯聚層設(shè)備信任業(yè)務(wù)接入控制層設(shè)備傳來的DSCP或MPLSEXP并負(fù)責(zé)DSCP和MPLSEXP的轉(zhuǎn)換。l 由于PQ隊(duì)列缺省絕對優(yōu)先，為防止PQ隊(duì)列中的流量完全占用整條鏈路帶寬，導(dǎo)致其他高等級業(yè)務(wù)擁塞，需要對PQ隊(duì)列進(jìn)行最大流量限速；4）流量監(jiān)管和整形l 在用戶或業(yè)務(wù)接入端口部署限速（速率限制為用戶申請的上下行帶寬）。對于QoS業(yè)務(wù)的開展，有以下幾點(diǎn)需要注意：1）QoS是一個網(wǎng)絡(luò)整體保障的概念，不是一個針對節(jié)點(diǎn)保障的概念。不可以向用戶承諾10M帶寬中有2M是有保障的流量，其余是無保障流量等等。如計費(fèi)應(yīng)用的用戶要加入到VPN中，此應(yīng)用必須連接到相關(guān)的邏輯接口（如核心PE設(shè)備的子接口）上并有正確的RD。在本次實(shí)施工程中，VPN RD按照ASN：nn定義。盡管VRF名只在本地路由器有效，但考慮到很多VPN用戶的網(wǎng)絡(luò)可能覆蓋全省范圍，為便于管理和標(biāo)識，建議全網(wǎng)采用統(tǒng)一的VRF名。每個VPN在路由表中都有自己的路由和轉(zhuǎn)發(fā)表，因此屬于該VPN的所有客戶或站點(diǎn)都只能訪問該表中的路由集。 城域網(wǎng)內(nèi)設(shè)備情況地市設(shè)備廠家設(shè)備型號軟件版本九江CiscoGSR12416GSR12008JuniperERX1440ERX1410ERX705城域網(wǎng)內(nèi)核心設(shè)備Cisco GSR和主要BRAS接入設(shè)備ERX1400/700均支持L3 MPLS VPN。把控制信息、NGN、3G歸到優(yōu)先級最高的隊(duì)列，給予最小的時延和充足的帶寬，為其他的7類業(yè)務(wù)分別定義7個加權(quán)公平隊(duì)列，根據(jù)各類業(yè)務(wù)預(yù)測值和各個業(yè)務(wù)的重要性，為各隊(duì)列預(yù)留不同的帶寬，從而保證各個業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)擁塞時候盡量不互相擠占帶寬，能得到QoS保障；在網(wǎng)絡(luò)不擁塞的情況下完成統(tǒng)計復(fù)用，提高鏈路利用率。在BRAS和SR信任來自匯聚交換機(jī)的標(biāo)記。 城域網(wǎng)設(shè)備對QoS技術(shù)的支持情況。 ② Juniper ERX對單一目的地址的流量轉(zhuǎn)發(fā)最大為600M，導(dǎo)致無法按測試預(yù)期目標(biāo)轉(zhuǎn)發(fā)流量，將目標(biāo)地址換為多個地址后，流量轉(zhuǎn)發(fā)正常。⑥ 華為MA5200G基于端口進(jìn)行標(biāo)記時，只能根據(jù)DSCP來修改COS。型號限速分類標(biāo)記標(biāo)記信任COS映射EXP映射WRRWRED流量整形cisco3550EMIYYYYYYYNAcisco2950YYYYNAYYNAcisco2948GYNAYYNAYYNA華為6500YYYYYYYY華為3026YNAYYNAYYNA華為2403HYYNANANAYNANA華為2403FYNANANANAYNANA華為2016YNANANANAYNANA阿爾卡特ASAM7300YYNANANAYNANA華為MA5100YYNANANAYNANAZTE8220YYNANANAYNANA港灣HAMMER10000YYNANANAYNANA注：Catalyst2948G