【文章內容簡介】 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。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 ABRABR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。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)。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?；贛PLS的IP虛擬專用網(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intranet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intranet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?；贛PLS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VPN。與overlay VPN相比，基于MPLS的網(wǎng)絡能夠將數(shù)據(jù)流分開，無需建立隧道或加密即可提供保密性，基于MPLS的網(wǎng)絡以網(wǎng)絡到網(wǎng)絡的方式提供保密性，如同幀中繼以連接到連接的方式提供保密性?；贛PLS的網(wǎng)絡為用戶提供服務，而幀中繼VPN提供數(shù)據(jù)的傳輸，這將支持服務提供商實現(xiàn)從面向傳輸?shù)哪Ｊ降矫嫦蚍盏哪５霓D變。在基于MPLS的VPN中，服務提供商為每個VPN分配了一個標識符，稱作路由標識符(RD)，這個標識符在服務提供商的網(wǎng)絡中是獨一無二的。轉發(fā)表中包括一個獨一無二的地址，叫作VPNIP地址，是由RD和用戶的IP地址連接形成。VPNIP地址在網(wǎng)絡中是獨一無二的，地址表存儲在轉發(fā)表中。BGP是一個路由信息分布協(xié)議，它利用多協(xié)議擴展和共有屬性來定義VPN的連接性。在基于MPLS的VPN中，BGP只對同一個VPN的成員發(fā)布信息，通過流量分離來提供基本的安全性。因為數(shù)據(jù)是通過使用LSPs來轉發(fā)的，LSP定義一條特定的路徑，不可以被改變，這樣對安全性也有保證。這種基于標簽的模式可與幀中繼和ATM一樣提供保密性。服務提供商，而不是用戶，應用VPN時將一個特定的VPN與接口聯(lián)系起來，數(shù)據(jù)包的轉發(fā)是由用于入口的標簽決定的。既然不可能spoof端口，MPLS VPN就不易受到spoof的攻擊。VPN轉發(fā)表中包括與VPNIP地址相對應的標簽。通過這個標簽將數(shù)據(jù)傳送到相應地點(見圖9)。既然標簽代替了IP地址，用戶可以保持他們的專用地址結構，無需進行網(wǎng)絡地址翻譯(NAT)來傳送數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)入口，交換機選擇一特定的轉發(fā)表，該表中只包括在VPN中有效的目的地址。為了創(chuàng)建extranet，服務提供商在VPN之間要明確配置可達性。這種解決方案的優(yōu)勢在于服務提供商可以通過相同的網(wǎng)絡結構來支持許多種VPN，并不需要為每一個用戶建立單獨的網(wǎng)絡。而且，這種方案將IPVPN的能力內置于網(wǎng)絡本身，所以，服務提供商可以為所有租用者配置一個網(wǎng)絡來提供專用的IP網(wǎng)服務，如intranet和extranet，而無需復雜的管理，隧道或VC mesh。QoS可為每個VPN提供特有的業(yè)務政策，QoS服務可與基于MPLS的VPN無縫結合，因為兩者都是基于標記的技術。基于MPLS的IP VPN網(wǎng)絡可以很容易地與基于IP的用戶網(wǎng)絡結合起來。租用者可與供應商提供的服務無縫結合，不必改變intranet應用，因為這些網(wǎng)絡具有應用通曉性、保密性和QoS內置于網(wǎng)絡中。用戶能夠使用他們專有的IP地址而無需NAT(網(wǎng)絡地址翻譯)。這同一種網(wǎng)絡結構目前可支持許多種VPN，可減輕為每一個新網(wǎng)絡實施工程的負擔。這種方案易于進行VPN的添加、移動和改變。如果某個公司需要在自己的VPN中增加一站點，服務提供商只需告訴客戶端設備的路由器如何與網(wǎng)絡連接，并配置LSR來識別來自于CPE的VPN成員。BGP會自動更新VPN成員。與增加一臺設備需要大量操作的overlay VPN相比，這種方案要簡單、迅速和便宜的多。在一個overlay VPN中增加一臺新設備要涉及到更新流量matrix，從新站點建立VC到所有現(xiàn)存的站點，更新每個站點的OSPF設計，針對新的拓撲結構圖重新配置每臺CPE設備。基于MPLS的IP VPN：傳送增值服務的基礎基于MPLS的IP VPN網(wǎng)絡是下一代增值IP服務的基礎，如多媒體/組播應用，VoIP，和intranet content hosting，這些服務都需要特殊的服務質量和保密性。既然QoS和保密性已內置于網(wǎng)絡中，對于每種服務我們就無需單獨實施工程?？蓮哪硞€角度看，我們可設計多個VPN，每個VPN具有不同的服務 。這種靈活的方案可以以更低的耗費提供更快更新的服務。這種將用戶分為組提供特定服務的能力，對于提供增值服務至關重要。這種低耗費、具有管理性的應用吸引了更多的用戶構建一個網(wǎng)絡并對它多次銷售，服務提供商可為更多的用戶提供經(jīng)濟、可擴展的專用IP服務，增加市場份額和利潤。在過去，由于對花費的限制以及缺少內部的專用技術，小型企業(yè)無法利用廣域網(wǎng)(WAN)的優(yōu)勢。而且，由于網(wǎng)絡服務是基于第二層的結構，這種管理的復雜性不能為用戶提供好的解決方案?；贛PLS的IPVPN網(wǎng)絡降低了運行耗費，使得服務提供商以可擔負的價格，為小型企業(yè)提供可被管理的服務。缺少網(wǎng)絡和路由專門技術的用戶可以選擇被管理的IP服務，將plugandplay的簡易性用于intranet和extranet。大型企業(yè)發(fā)現(xiàn)內部技術人員不能滿足服務需要，將網(wǎng)絡資源交給服務提供商進行管理已成為一種具有吸引力的選擇。結論MPLS是基于Cisco標記交換技術的，它將為傳送增值的IP服務奠定基礎。MPLS這種基于標簽的傳送機制不僅簡化了在一個復雜網(wǎng)絡中IP數(shù)據(jù)的路由，而且提供了頗具擴展性的IP增值業(yè)務。只有Cisco的MPLS，可與CISCOIOS軟件、以及成為公開標準的VSI結合在一起，作為實現(xiàn)商業(yè)IP服務的基礎。服務提供商現(xiàn)在可解決三個最具挑戰(zhàn)性的IP服務。應用面向非連接的IPVPN，與幀中繼具有相同的保密性，無需隧道技術或加密。在一個IPVPN里支持多級別服務，為每個用戶提供專用的業(yè)務策略。通過減少花費來提高市場份額，通過可管理的IP服務來贏得那些需要低耗費、簡單的intranet和extranet的用戶。  QOS,Traffic Engineering QoS介紹Internet/Intranet的快速增長及多服務多種用戶類型的出現(xiàn)對當今的網(wǎng)絡提出了新的要求。城域網(wǎng)的主干層、匯聚層和接入層會應用各種各樣的網(wǎng)絡產(chǎn)品，通常來講，網(wǎng)絡的上行帶寬是從小到大，由接入層的通常不大于10Mbps的上行鏈路，到匯聚層OC3/OC12/OC4FE/GE上行鏈路，再到主干網(wǎng)絡之間OC48/OC19GE/GEC的鏈路。出于對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸流量模型的考慮，以及組網(wǎng)的經(jīng)濟性和相關性能/價格比方面的考慮，通常我們在設計城域網(wǎng)絡時，不會在每一層的設計中，都會根據(jù)其下一層到本層所有的上行鏈路，按其所需的帶寬總量來設計本層與上一層的上行鏈路帶寬，比如某個匯聚層網(wǎng)絡設備，它可能下接15個100M的接入層交換機，但只提供1條1000M的主干上行鏈路，這就可能導致在某些情況下，多到一的網(wǎng)絡流量分布使其交換端口的Buffer易于填滿，并由此帶來包的丟失。因此，我們需要一種方法，以保證當網(wǎng)絡傳輸發(fā)生或即將發(fā)生擁塞時，可以根據(jù)不同的應用數(shù)據(jù)，對其進行不同優(yōu)先級別的傳輸處理，也即保證關鍵業(yè)務流量的優(yōu)先傳遞，這就是QoS服務質量保證的由來。不同類型的應用數(shù)據(jù)，對網(wǎng)絡傳輸有著不同的要求。IP網(wǎng)絡中的QoS賦予網(wǎng)絡傳輸設備一種智能，使他們能夠在網(wǎng)絡帶寬緊張時，依據(jù)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、延遲、抖動和數(shù)據(jù)包的丟棄。QoS不只是網(wǎng)絡設備上的功能，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，并要求在整個網(wǎng)絡范圍提供良好的擴展性，和不依賴于任何介質的服務，并且具有系統(tǒng)監(jiān)測和配置能力。由于QoS需要大量的處理計算所以我們把這些工作分配到網(wǎng)絡邊緣與核心設備，他們可能是交換機或路由器，邊緣設備進行數(shù)據(jù)流的識別和基于用戶策略的數(shù)據(jù)包的分類、提供帶寬管理，核心設備加速Q(mào)oS數(shù)據(jù)包的轉發(fā)。Cisco對于QoS的支持體現(xiàn)在兩個方面：1） Cisco IOS QoS的支持；2） Cisco 各種網(wǎng)絡設備對QoS的支持。下面我們分別介紹Cisco IOS建立端到端的QoS結構：包括IP優(yōu)先、CAR、WRED、CBWFQ、MPLS等等技術 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，管理者可置置多項三層的閾值，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。 MP