【文章內(nèi)容簡介】 抖動(dòng)，和丟包等因素要求更為嚴(yán)格。長時(shí)間的延遲，抖動(dòng)和丟包將會(huì)丟失重要的信息，導(dǎo)致不能夠重傳。因此這些類型的應(yīng)用需要一些服務(wù)保證。為此，在需要敏感的應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)上，我們需要配置QoS提供必要的保護(hù)。 網(wǎng)絡(luò)圖圖51 實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D 傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)路由上述網(wǎng)絡(luò)分為兩個(gè)部分。路由器P1，P2，M1，M2，M3，M4和M5組成了網(wǎng)絡(luò)的核心部分，核心網(wǎng)絡(luò)上配置了OSPF路由協(xié)議，這些路由器結(jié)點(diǎn)都在區(qū)域0上。網(wǎng)絡(luò)的第二部分由兩個(gè)站點(diǎn)構(gòu)成，一個(gè)是通過路由器S1與核心路由器P1相連，另一個(gè)是通過路由器S2與核心路由器P2相連。這一部分的網(wǎng)絡(luò)里，配置了EIGRP路由協(xié)議。為了能夠進(jìn)行全互聯(lián)，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)都進(jìn)行了路由重分發(fā)，即OSPF重分發(fā)進(jìn)EIGRP，EIGRP重分發(fā)進(jìn)OSPF。網(wǎng)絡(luò)的連通性可以通過S1的環(huán)回接口向S2的環(huán)回接口發(fā)送PING包來測試。為了在兩個(gè)站點(diǎn)之間更好的傳輸流量，我們需要在核心網(wǎng)絡(luò)上配置服務(wù)質(zhì)量。在路由器P1和P2的串口上配置QoS策略控制輸出，另一面，在其上配置策略對入流量進(jìn)行分類和標(biāo)記。隨著越來越多的網(wǎng)絡(luò)需要提供服務(wù)質(zhì)量支持，來滿足在單一的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施里傳輸不同數(shù)據(jù)類型，如語音，視頻，普通數(shù)據(jù)等。為了在單一的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施里傳輸這些流量類型，我們需要用到延遲是可以接受的服務(wù)。在這里，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，我們搭建了一個(gè)使用傳統(tǒng)路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)使用MPLS的網(wǎng)絡(luò)，并比較了它們之間的性能。在網(wǎng)絡(luò)上配置好路由協(xié)議并檢查其連通性后，對于普通的數(shù)據(jù)，是沒有必要配置QoS的，而對于一些敏感流量，網(wǎng)絡(luò)則全部需要配置QoS參數(shù)。下表顯示在IP網(wǎng)絡(luò)中的路由器配置不同的策略，流量被分為不同的類別，基于類別的流量將在其流動(dòng)過程受到不同對待。這樣分類的主要目的是區(qū)分出那種類別的流量可以流入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部。如果任何實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)上，它將會(huì)被給予最高優(yōu)先級(jí)別，在網(wǎng)絡(luò)上，它將會(huì)被最優(yōu)先處理。下表就表明了，分類是如何完成的，在滿足匹配條件的基礎(chǔ)上，把入流量歸到了一個(gè)特殊的類別。這種分類是在邊緣網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)剩余的路由器上，根據(jù)數(shù)據(jù)包的附加行為完成的。一般來說，比較敏感的流量，由于QoS的原因，它們比普通的數(shù)據(jù)獲得更多的利益。分類通常是根據(jù)流量類型來完成的，比如說，語音，視頻和盡力而為的數(shù)據(jù)類型。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，我們把網(wǎng)絡(luò)流量分成5類。這僅是一個(gè)例子說明策略是如何工作的。我們把不同協(xié)議的流量分成不同的類別，并給予它們不一樣的優(yōu)先級(jí)。具有最高優(yōu)先級(jí)的將會(huì)被首先對待，它能夠獲取到它需要的所有資源，而其他優(yōu)先級(jí)的流量將被分別對待。下表顯示了在網(wǎng)絡(luò)上配置的QoS策略表1 IP 網(wǎng)絡(luò)策略類匹配條件差分服務(wù)代碼點(diǎn)優(yōu)先級(jí)臨界RTP467互動(dòng)EIGRP,OSPF,ICMP265網(wǎng)頁HTTP,SATP183默認(rèn)類Any00下表顯示了在第二級(jí)別路由器上配置的整形策略。在第二級(jí)別的邊緣路由器上，整形后的數(shù)據(jù)包，將會(huì)被分類和標(biāo)記，分類后的數(shù)據(jù)包，然后根據(jù)策略的規(guī)定，在需要的接口流出或者流入數(shù)據(jù)包。表2 IP 網(wǎng)絡(luò)策略類匹配條件帶寬 %平均速率Prec7Precedence 750240000/120000Prec5Precedence 535160000/80000Prec3Precedence 31560000/30000默認(rèn)類Precedence 0800000/400000 基于MPLS的網(wǎng)絡(luò)上面顯示的網(wǎng)絡(luò)，首先配置IP路由，然后再在核心網(wǎng)絡(luò)啟用MPLS來進(jìn)行測試。為了提供對流量的服務(wù)保證，在核心路由器上配置了QoS策略。在這以后，為了證明MPLS比傳統(tǒng)IP路由能更好的工作，在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)配置了MPLS進(jìn)行了改進(jìn)。然后，在必要的接口上啟用QoS，以此證明MPLS的QoS比IP路由QoS具有更好的性能。基于MPLS網(wǎng)絡(luò)的路由器策略配置如下所示。在邊緣路由器上配置了流量類型。表3 MPLS 網(wǎng)絡(luò)策略類匹配條件MPLS EXP臨界Precedence 75互動(dòng)Precedence 5246網(wǎng)頁P(yáng)recedence 3138默認(rèn)類Precedence 000在沒有啟用MPLS的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，QoS參數(shù)是通過IP優(yōu)先級(jí)和DSCP為來獲得的。當(dāng)在啟用MPLS的網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)包會(huì)打上MPLS的標(biāo)簽。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包穿越啟用MPLS網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，從源到目的地的數(shù)據(jù)包的不同標(biāo)簽會(huì)被移除，它會(huì)基于MPLS的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)出去。路由器檢查數(shù)據(jù)包的下一跳標(biāo)簽后直接轉(zhuǎn)發(fā)出去，而不用去檢查IP地址。問題是，路由器是如何讀取附加在IP數(shù)據(jù)包上的，MPLS報(bào)頭上的QoS的參數(shù)呢？正如我們在對MPLS的標(biāo)簽和它的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)討論，它由32位實(shí)驗(yàn)位組成。當(dāng)在入局IP數(shù)據(jù)包附加上標(biāo)簽的時(shí)候，它會(huì)轉(zhuǎn)換成標(biāo)簽數(shù)據(jù)包，IP優(yōu)先級(jí)位被映射到MPLS報(bào)頭的實(shí)驗(yàn)位。當(dāng)一個(gè)IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成MPLS標(biāo)簽，然后QoS參數(shù)會(huì)被復(fù)制到新的標(biāo)簽數(shù)據(jù)包。在MPLS的實(shí)驗(yàn)位指定了MPLS數(shù)據(jù)包的QoS的行為。表4 MPLS 網(wǎng)絡(luò)策略類匹配條件帶寬 %MPLSAF1EXP 560上表顯示的是在核心路由器上配置的策略映射。當(dāng)流量在邊緣路由器上被分類和做標(biāo)記，它通過核心路由器轉(zhuǎn)發(fā)到目的地址，核心路由器必須向標(biāo)記的數(shù)據(jù)包提供所要求的QoS。在邊緣路由器上，語音流量被分成CRITICAL類和分配MPLS EXP 5。在核心網(wǎng)絡(luò)，在路由器上配置上述的策略，提供最大帶寬給語音流量和提供60%鏈接帶寬給攜帶EXP 5 的數(shù)據(jù)包。 基于IP網(wǎng)絡(luò)流量的統(tǒng)計(jì)S2是一個(gè)PAGENT路由器，PAGENT路由器是指思科路由器的IOS中包含自動(dòng)生成流量的命令。在網(wǎng)絡(luò)里，S2路由器被當(dāng)成是可以生成流量來檢查網(wǎng)絡(luò)性能。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于全互聯(lián)的連接模式，然后配置“TGN Start”命令，流量生成器開始生成通過網(wǎng)絡(luò)的流量，當(dāng)使用“TGN Stop”命令停止生成流量。通過使用“pktseqdropstats, show delaystats, show jitterstats”命令可以獲得下面的統(tǒng)計(jì)數(shù)字。表5 IP 網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)發(fā)送接收丟包丟包6886880最少最大平均延遲抖動(dòng) 基于MPLS網(wǎng)絡(luò)流量的統(tǒng)計(jì)表6 MPLS 網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)發(fā)送接收丟包丟包7537530最少最大平均延遲抖動(dòng)以上兩個(gè)表，是基于需要QoS服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，參數(shù)進(jìn)行的比較。從設(shè)計(jì)好的網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)可以看出，在網(wǎng)絡(luò)的延遲和抖動(dòng)的情況下，可以看出，MPLS網(wǎng)絡(luò)具有更少的延遲和抖動(dòng)。該網(wǎng)絡(luò)是建立在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，這不是很大型的網(wǎng)絡(luò)。這只是為了證明MPLS的性能。如果在這個(gè)更小級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)MPLS比IP路由網(wǎng)絡(luò)能提供更好的性能，那么在更大級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)，與配置了MPLS的網(wǎng)絡(luò)相比，IP路由會(huì)有更大的延遲和其他的性能退化?？紤]到網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性，從我們實(shí)施的網(wǎng)絡(luò)可以看得出，IP網(wǎng)絡(luò)在級(jí)別較小的網(wǎng)絡(luò)可以正常工作，但是在較大的網(wǎng)絡(luò)它工作的就不是很好，而配置了MPLS的大型網(wǎng)絡(luò)，性能上則沒有很大的下降。6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們在實(shí)驗(yàn)室實(shí)施了兩種不同的情況，展示了MPLS和IP路由的性能。從設(shè)計(jì)方案取得的結(jié)果概括如下。在IP路由的情況下，個(gè)別的路由器建立大型的路由表，使得路由速度變的較慢。在MPLS的交換過程中，路由表被CEF表所取代，這使得交換過程比IP路由更快。因?yàn)?，IP路由是基于路由表的IP前綴。在MPLS中的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)是基于標(biāo)簽的取代了IP前綴，從而降低了路由器的處理開銷。在IP路由，在每個(gè)源和目的地址，IGP使用最短路徑來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。在MPLS環(huán)境中歐能夠，最短路徑技術(shù)被刪除，取代它的是在每個(gè)源和目的地址所有路徑之間負(fù)載均衡?？梢耘袛?，MPLS負(fù)載均衡 去除了網(wǎng)絡(luò)擁塞的因素。實(shí)踐證明，服務(wù)質(zhì)量與MPLS相融合比服務(wù)質(zhì)量與IP相融合，工作的更好。由于延遲，抖動(dòng)和丟包會(huì)導(dǎo)致性能的降低，有MPLS的網(wǎng)絡(luò)則比沒有MPLS的網(wǎng)絡(luò)性能降低的更少。7 結(jié)論本研究的理論部分，有助于了解MPLS和它的功能。本研究對MPLS網(wǎng)絡(luò)中的QoS作為研究的重點(diǎn)。在網(wǎng)絡(luò)上傳輸實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的時(shí)候，有保證的服務(wù)質(zhì)量是必需的。相對于服務(wù)質(zhì)量方面的數(shù)據(jù)傳輸，延遲和抖動(dòng)等方面的可靠性來說，MPLS網(wǎng)絡(luò)的QoS比IP網(wǎng)絡(luò)的QoS提供了更好的性能。為了驗(yàn)證這種說法，我們進(jìn)行了MPLS和IP路由的實(shí)際比較。我們建立了一個(gè)由9個(gè)路由器組成的網(wǎng)絡(luò)，在其上配置了QoS。然后，我們通過下令收集了其上的延遲，抖動(dòng)和丟包。然后，重新配置MPLS的QoS網(wǎng)絡(luò)，再次收集基于MPLS網(wǎng)絡(luò)的延遲，抖動(dòng)和丟包。同時(shí)從網(wǎng)絡(luò)收集的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，基于MPLS的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)于簡單的IP路由網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)包在IP路由的網(wǎng)絡(luò)中，面臨更長的延遲。而抖動(dòng)，帶寬和可靠性等因素，在MPLS QoS的網(wǎng)絡(luò)上，得到了明顯的改善。參考文獻(xiàn)：[1] Ghein，[M].北京：人民郵電出版社,2008[2] Ivan Pepelnjack,Jim CCIP版[M].北京:人民郵電出版社,2003[3] Vivek [M].劉興初譯. 北京:人民郵電出版社,2003[4] Wendell Odom[美]. 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MPLS supports different features like QoS, traffic engineering and VPNs etc. This thesis evaluates the the work performance of MPLS and its support for Quality of Service. QoS is required in the network when real time traffic is transported. Obtained by the lab experiments: the MPLSbased network provide a better performance of QoS than the IPbased network .[Key words] MPLS；QoS；Lable；DiffServ致謝本學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師楊云峰老師的孜孜不倦的指導(dǎo)下完成的，他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之中，導(dǎo)師始終給予我耐心的指導(dǎo)，在此謹(jǐn)向楊老師以及那些為了同學(xué)們的論文而不辭勞苦的老師們致以誠摯的謝意和崇高的敬意。感謝我所有的老師及同學(xué)們，四年來你們一直幫助我、支持我，才使我有了這段美好的大學(xué)生活。另外，還有很多我無法一一列舉姓名的師長和友人給了我指導(dǎo)和幫助，在此表示衷心的感謝，你們的名字我將一直銘記！忠誠執(zhí)著，剛毅厚重，樸實(shí)無華，至善和諧的校訓(xùn)四年來一直鞭策著我，老師們淵博的知識(shí)以及濃烈的學(xué)習(xí)氛圍，還有那些充滿朝氣的同學(xué)們都讓我感覺到這段大學(xué)生活是值得的，是毫不后悔的。附錄：路由器的配置 IP routing based network S1show run Building configuration... Current configuration : 1069 bytes ! version service timestamps debug datetime msec service timestamps log datetime msec no service passwordencryption ! hostname S1 ! enable password cisco ! no aaa newmod