【文章內容簡介】 及核心設備分發(fā)標簽，基于路由協(xié)議 OSPF、 ISIS、 RIP、 EIGRP 或 BGP，建立標記交換路徑。 MPLS 的的 工工 作作 機機 制制 最簡單的方法是看一個數(shù)據(jù)怎樣在具有 MPLS 功能的服務商網(wǎng)絡中傳遞 此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 第 18 頁 ? 第一步： 網(wǎng)絡可自動生成路由表，因為 CISCO 路由器或 ATM 交換機可參與內部網(wǎng)關協(xié)議如 OSPF 信息交換。 LDP 使用路由表中的信息去建立相鄰設備的標記值，這個標記創(chuàng)建了 LSP，預先設置了與最終目的地之間的對應關系，不象 ATM永久虛電路，需要人工設置 VPI/VCI， MPLS 的標簽是自動分配的。 ? 第二步： 一個數(shù)據(jù)包進入邊緣 LSP 時，它會被處理，決定需要哪種第三層的服務，例如 QoS 和帶寬管理?；诼酚珊筒呗缘男枨?，邊緣 LSR 有選擇地放入一個標簽到數(shù)據(jù)包頭中，然后轉發(fā)。 ? 第三步： 位于網(wǎng)絡核心的 LSR 讀每一個數(shù)據(jù)包的標記，并根據(jù)交換表替換一個新的，然后。這個動作將會在所有中心設備中重復。 ? 第四步 在出口邊緣的 LSR，除去標記，讀數(shù)據(jù)包頭，將其轉發(fā)到最終目的地。 對于新加的 IP 商業(yè)服務， MPLS 最顯著的益處在于能夠分配標簽，這有非常特殊的意義，不同的標簽可以區(qū)分路由信息、應用類型和服務級別，在 下面將會進行討論。 此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 第 19 頁 MPLS 標簽類似于中心設備中預先計算好的交換表，并含有第三層信息，允許每個交換機自動將每個數(shù)據(jù)包賦與正確的 IP 服務，表是預先計算的，因此沒有必要在每一跳都重新處理數(shù)據(jù)包，這樣不僅僅使數(shù)據(jù)流量分類成為可能，例如將 besteffort 數(shù)據(jù)流與基于重要任務的數(shù)據(jù)流分開， MPLS 還可提供高擴展性。 MPLS 減少了數(shù)據(jù)轉發(fā)分析 IP 包頭的時間，因為它使用了標記交換的機制，標簽只受本地局限，因此，用盡標簽的可能性幾乎沒有，這種特性是實施 IP增值服務的基礎，如 QoS， VPNTracfficEngineering。讓我們通過一個例子進一步了解數(shù)據(jù)包是怎樣被轉發(fā)的。 此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 第 20 頁 一個流入的數(shù)據(jù)包到達邊緣 LSR 時，它將讀包的目的地址的前輟， ，下一步，這個邊緣 LSR 查看交換表中目的地址，加入對應的標簽 4，然后通過端口 1 發(fā)出。 在中心的 LSR 讀到這個標記，然后在交換表中查找對應的標簽，然后用標簽9 取代 4，從端口 0 轉發(fā)。 在出去的邊緣 LSR 查看標簽 9，在此除去數(shù)據(jù)包的標簽，從端口 0 出去。 注意在網(wǎng)絡的核心， IP 的轉發(fā)信息只是用來建立標記交換表，并沒有直接參與轉發(fā)。 基基 于于 MPLS 的的 服服 務務 質質 量量 （（ QoS）） 不同的商業(yè)數(shù)據(jù)有不同的價值。不同的數(shù)據(jù)類型，例如圖像，在網(wǎng)絡中的成功傳送需要特殊的要求。 IP 網(wǎng)絡中的 QoS 賦予設備一種智能，使他們能夠依據(jù)網(wǎng)絡策略優(yōu)先處理某些數(shù)據(jù)， QoS 可以讓網(wǎng)絡管理者們控制網(wǎng)絡帶寬、延此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 第 21 頁 遲、抖動和數(shù)據(jù)丟失。 QoS 不是設備上的功能，也不僅是數(shù)據(jù)鏈接層的功能，QoS 是一個端到端的系統(tǒng)體系，一個功能強大的 QoS 解決方案包括廣泛的技術，并在整個網(wǎng)絡中可提供良好的擴展性，和不依賴于任何介質的服務，并且具有系統(tǒng)功能監(jiān)測能力。 建立一個有效的 IPQoS 計劃的關鍵是擴展性，由于服務商網(wǎng)絡 的巨大數(shù)據(jù)流量，所以基于數(shù)據(jù)流的 QoS 并不實際。一種損失最小的提供高層的服務質量途徑是實施服務分類 (CoS)。 CoS 使服務商把數(shù)據(jù)分類到一個可管理的服務數(shù)量等級，在此，所有屬于同一級的應用將受到同等對待。例如，一個服務商可以實行三種服務分類：高優(yōu)先級、低延遲，重大任務得到保障的服務級，低優(yōu)先 besteffort 級。每個服務級都被適當標價，用戶可根據(jù)實際需求購買。例如，用戶可能想買有保障和低延遲的服務來實施視頻會議和 SMTP 和 FTP。 網(wǎng)絡中 QoS 的正確布署并發(fā)揮最大功效，是需要各部分協(xié)調工作的。由于QoS 需要大量處理計算， CISCO 會把這些工作分配到邊緣與核心設備，他們可能是交換機或路由器，這種方法就好象一個低速高接觸的邊緣設備和高速、低接觸的核心設備去優(yōu)化網(wǎng)絡效率和擴展性。邊緣交換機和路由器做了大量處理工作，進行數(shù)據(jù)流的識別和基于用戶策略的數(shù)據(jù)包的分類，邊緣設備提供帶寬管理，核心設備加速具有 QoS 數(shù)據(jù)包的轉發(fā)。 利用 CISCOIOS 部件建立基于 MPLS 的端到端的 QoS 結構： ? IP 優(yōu)先級：使用 IP 包頭的三位來標記數(shù)據(jù)包的級別 (最多可獲得 8個級別 )。這個操作是在邊緣設備進行的，核心設備處得到加強，在 IP+ATM 網(wǎng)絡中，不同的標簽被用來表示不同的優(yōu)先級。 ? 承諾的接入速率 (CAR)：兩項功能－數(shù)據(jù)包分類和帶寬管理。 CAR 分析數(shù)據(jù)包，并根據(jù)數(shù)據(jù)包的信息進行服務分類，由于這是在第三層做的，不同的屬性如源地址、目的地址、協(xié)議類型可被用來分類數(shù)據(jù)包， CAR 可為某種特定的數(shù)據(jù)流量做帶寬分配。為了加強用戶網(wǎng)絡策略，管理者可設置多項三層此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 第 22 頁 的閾值，例如應用和協(xié)議。如果一個數(shù)據(jù)流超過所定閾值，不同的反應就會出現(xiàn)。例如丟掉多余的數(shù)據(jù)包或以低優(yōu)先級處理。 ? 加權隨機早檢測 (WRED)：在擁塞發(fā)生前，進行檢測，通過減小數(shù)據(jù)傳送速度防止擁塞 。 WRED 有選擇的丟掉數(shù)據(jù)包，它會警告 TCP 發(fā)送者去減緩發(fā)送速度，權值會被分配給不同的服務類別，導致低優(yōu)先級的數(shù)據(jù)會比高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)有明顯的延遲。 ? 基于分類的加權公平排隊 (CBWFQ)：提供在邊緣和核心設備重新對數(shù)據(jù)包排序和控制延遲的能力。通過給不同的服務類別分配不同的權值，交換機可以對每一個服務門類進行緩存和帶寬管理。這個機制限制了對時間敏感的數(shù)據(jù)流如語音和圖像的時延。 MPLS：： 實實 施施 了了 IP 和和 ATM 的的 QoS 和和 第第 三三 層層 的的 Traffic Engineering。 MPLS 可以使 QoS 應用于龐大的路由和交換的網(wǎng) 絡中，因為服務商可以指定不同的標簽具有特定的含義，如表示服務類別。傳統(tǒng)的 ATM 和 FR 網(wǎng)絡所實施的服務分類是基于點到點的虛電路，但對于 IP 網(wǎng)絡而言擴展性不好。把數(shù)據(jù)流在邊緣設備進行分類，使得服務商能夠管理和控制整個網(wǎng)絡的服務分類。 如果服務提供商是根據(jù)服務級別來管理網(wǎng)絡，而不是基于點到點的連接，他們可提高有效性并保持功能性。與基于每個電路的管理相比，基于 MPLS 的CoS 有效性更高，復雜性更小。 利用 MPLS 來建立 CoS 可減少對每條電路的配置。整個網(wǎng)絡更易于應用和控制。在 MPLS 流中有兩個地方可以標識服務級別 。第一處是 IP 優(yōu)先級，可以提供 8 個服務級別。這個標識被復制到 MPLS 數(shù)據(jù)頭的 CoS 字段，它將在路由核心得到應用。另外， MPLS 可以使用不同的標簽來指定服務級別，這樣交換機可自動了解哪種信息流需要分配到優(yōu)先級隊列。這種機制被用于IP+ATM 的網(wǎng)絡中，但也可用于路由器網(wǎng)絡。到目前為止， MPLS 支持多達 8個服務級別，與 IP 優(yōu)先級數(shù)量相同。既然有更多的標簽可以使用，將來 MPLS會有更多的服務級別。使用標簽，服務級別的數(shù)量實際上不受限制。 此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 第 23 頁 CISCOIOS軟件為服務提供商在 IP+ATM網(wǎng)絡中使用 IPQoS提供了很多 選擇，在這里，我們提出兩個具有代表性的模型。第一個使用了 ATM 論壇的可用比特率 (ABR)，第二個是使用多標簽虛電路。 a) 用于 IP QoS 的 ATM ABR ABR 為相鄰的交換機提供明確的反饋，所以他能夠調整傳輸速率來阻止在ATM 核心的信元丟失，這樣擁塞將被推至網(wǎng)絡的邊緣。在 LSR 邊緣的出口，WRED 可根據(jù) IP 服務級別來決定隊列。當隊列建好后， WRED 丟棄服務級別低的數(shù)據(jù)包，這使得 TCP 發(fā)送者減少傳送速率來避免擁塞。在邊緣的數(shù)據(jù)包以先進先出的 (FIFO)的方式排隊，對每個目的地使用一個單獨的標簽。數(shù)據(jù)包一旦進 入 ATM 接口隊列， ABR 可保證數(shù)據(jù)到達目的地，結果是，基于應用級服務級別的策略可保證傳輸數(shù)據(jù)，請注意，這種模式可保證傳輸，但不保證延遲。 此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 第 24 頁 b) 用于 IP QoS 服務的多個 LVC 這種模式更為復雜，因為它以最高級別保證傳輸和延遲。 數(shù)據(jù)包分類、帶寬管理和加權 RED 是以 ABR 模式進行應用的。在多 LVC 模式中，針對每個目的地會使用一個不同的標簽來指定一個服務級別。使用這個標簽，核心 LSR 應用 CBWFQ 來分配特定的帶寬，并將每種服務級別放入緩存 。信元是根據(jù)級別來排隊的，并以此來保證延遲。在一個 CISCO IP+ATM LSR，對于不同的級別，可有 32 個分開的隊列。 分配給每個服務級別的權值是相對的，而不是絕對的。交換機能夠將一種服務中未用的帶寬分配給另一種服務，這將有利于帶寬的利用。 CBWFQ 解決方案可確保只要存在未用的帶寬，用戶數(shù)據(jù)包即可傳送，可是普通的 ATMVC在擁塞時，即使在其它 VC 存在可用的帶寬，也要丟棄數(shù)據(jù)。 此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 第 25 頁 c) MPLS 的數(shù)據(jù)傳輸流量管理 MPLS 實現(xiàn)了一種完美的 Traffic Engineering 機制。 Traffic Engineering 能夠控制一個網(wǎng)絡中的路由，減少擁塞并提高有效性 。 IP 網(wǎng)絡中有多條路徑可到達目的地，僅僅依賴路由協(xié)議如 OSPF，某些路徑會發(fā)生擁塞，而同時某些路徑?jīng)]有得到充分利用。 MPLS 可以使管理者明確地配置靜態(tài)的 LSP，在特定的路徑上傳送數(shù)據(jù)，將來 MPLS 將自動建立明確路徑來對流量進行均衡傳送。 基基 于于 MPLS 的的 IP 虛虛 擬擬 專專 用用 網(wǎng)網(wǎng) VPN 在 21 世紀將會被服務提供商廣泛應用。服務提供商受到挑戰(zhàn)：他們的用戶要求建立網(wǎng)絡，可以將專用 intra 擴展到分支辦公室。這些基于 IP 的應用要求保密性、 QoS 和點到點的連接性。用戶要求易于使用的服務與局域此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 此資料來自 企業(yè) () , 大量管理資料下載 第 26 頁 intra 無縫結合。 服務提供商提供的 VPN 服務必須具有高擴展性、性價比高、滿足用戶廣泛的需求，他們必須提供低耗費的、可管理的服務來吸引新的市場，為增值服務奠定基礎。 幀中繼和提供多服務的 ATM 可提供保密性和 CoS，而 IP 可以帶來端到端的連接性。用于 CiscoATM 交換機中的 MPLS，使得網(wǎng)絡供應商能為運作于 ATM結構上的 IP 服務帶來好處。服務供應商能夠利用 MPLS 來建立一套完全嶄新的級別?；?MPLS 的 IPVPN 是面向非連接的 IP 網(wǎng)絡，同樣可以象幀中繼和提供 IP 服務級別一樣具有保密性。因為基于 MPLS 的 VPN 使運行更為有效， 提供商能夠為用戶提供低耗費、可管理的 IP 服務。 IP VPN 具有豐富的特性可以應用，服務提供商需要一些特性來區(qū)分不同類型的 IP 應用，用以提供保密性和 IP QoS，與 overlay IP 隧道、幀中繼或 ATM相比，更為簡單。 Overlay VPN 要求在幀中繼、 ATM 或 IP 網(wǎng)絡上建立隧道或加密，這種方案是建立在點到點連接的基礎上的，需要對每條隧道或 VC 進行單獨的配置，而且，既然數(shù)據(jù)是放在隧道中傳送，電路不了解自己傳送的是哪種類型的數(shù)據(jù)。這種解決方案是以連接為中心的，而用戶需要購買的是一個網(wǎng)絡。 VPN 網(wǎng)絡必須能 夠通過應用類型得知數(shù)據(jù)類型，如語音、重要的應用或電子郵件。網(wǎng)絡可以很容易地根據(jù) VPN 區(qū)分數(shù)據(jù)類型，而不用配置復雜的、點到點的連接。進一步來說，網(wǎng)絡需要具有通曉 VPN 的能力，使得服務提供商能夠很容易地將用戶和服務分組，提供用戶所需的服務。這是 VPN 具備的最基本功能。 MPLS 是一項將 VPN 通曉性帶入交換式或路由式網(wǎng)絡的技術，它使得服務提供商能夠迅速、有效地在同一個網(wǎng)絡結構中建立各種大小的