【文章內(nèi)容簡介】 網(wǎng)絡(luò)中，因?yàn)榉?wù)商可以指定不同的標(biāo)簽具有特定的含義，如表示服務(wù)類別。傳統(tǒng)的ATM和FR網(wǎng)絡(luò)所實(shí)施的服務(wù)分類是基于點(diǎn)到點(diǎn)的虛電路，但對于IP網(wǎng)絡(luò)而言擴(kuò)展性不好。把數(shù)據(jù)流在邊緣設(shè)備進(jìn)行分類，使得服務(wù)商能夠管理和控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)分類。如果服務(wù)提供商是根據(jù)服務(wù)級別來管理網(wǎng)絡(luò)，而不是基于點(diǎn)到點(diǎn)的連接，他們可提高有效性并保持功能性。與基于每個(gè)電路的管理相比，基于MPLS的CoS有效性更高，復(fù)雜性更小。利用MPLS來建立CoS可減少對每條電路的配置。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)更易于應(yīng)用和控制。在MPLS流中有兩個(gè)地方可以標(biāo)識服務(wù)級別。第一處是IP優(yōu)先級，可以提供8個(gè)服務(wù)級別。這個(gè)標(biāo)識被復(fù)制到MPLS數(shù)據(jù)頭的CoS字段，它將在路由核心得到應(yīng)用。另外，MPLS可以使用不同的標(biāo)簽來指定服務(wù)級別，這樣交換機(jī)可自動了解哪種信息流需要分配到優(yōu)先級隊(duì)列。這種機(jī)制被用于IP+ATM的網(wǎng)絡(luò)中，但也可用于路由器網(wǎng)絡(luò)。到目前為止，MPLS支持多達(dá)8個(gè)服務(wù)級別，與IP優(yōu)先級數(shù)量相同。既然有更多的標(biāo)簽可以使用，將來MPLS會有更多的服務(wù)級別。使用標(biāo)簽，服務(wù)級別的數(shù)量實(shí)際上不受限制。CISCOIOS軟件為服務(wù)提供商在IP+ATM網(wǎng)絡(luò)中使用IPQoS提供了很多選擇，在這里，我們提出兩個(gè)具有代表性的模型。第一個(gè)使用了ATM論壇的可用比特率(ABR)，第二個(gè)是使用多標(biāo)簽虛電路。a) 用于IP QoS的ATM ABRABR為相鄰的交換機(jī)提供明確的反饋，所以他能夠調(diào)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(luò)的邊緣。在LSR邊緣的出口，WRED可根據(jù)IP服務(wù)級別來決定隊(duì)列。當(dāng)隊(duì)列建好后，WRED丟棄服務(wù)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(jìn)先出的(FIFO)的方式排隊(duì)，對每個(gè)目的地使用一個(gè)單獨(dú)的標(biāo)簽。數(shù)據(jù)包一旦進(jìn)入ATM接口隊(duì)列，ABR可保證數(shù)據(jù)到達(dá)目的地，結(jié)果是，基于應(yīng)用級服務(wù)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(wù)的多個(gè)LVC這種模式更為復(fù)雜，因?yàn)樗宰罡呒墑e保證傳輸和延遲。 數(shù)據(jù)包分類、帶寬管理和加權(quán)RED是以ABR模式進(jìn)行應(yīng)用的。在多LVC模式中，針對每個(gè)目的地會使用一個(gè)不同的標(biāo)簽來指定一個(gè)服務(wù)級別。使用這個(gè)標(biāo)簽，核心LSR應(yīng)用CBWFQ來分配特定的帶寬，并將每種服務(wù)級別放入緩存 。信元是根據(jù)級別來排隊(duì)的，并以此來保證延遲。在一個(gè)CISCO IP+ATM LSR，對于不同的級別，可有32個(gè)分開的隊(duì)列。分配給每個(gè)服務(wù)級別的權(quán)值是相對的，而不是絕對的。交換機(jī)能夠?qū)⒁环N服務(wù)中未用的帶寬分配給另一種服務(wù)，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(shí)，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(shí)現(xiàn)了一種完美的Traffic Engineering機(jī)制。Traffic Engineering能夠控制一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的路由，減少擁塞并提高有效性。IP網(wǎng)絡(luò)中有多條路徑可到達(dá)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(shí)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(jìn)行均衡傳送?；贛PLS的IP虛擬專用網(wǎng)VPN在21世紀(jì)將會被服務(wù)提供商廣泛應(yīng)用。服務(wù)提供商受到挑戰(zhàn)：他們的用戶要求建立網(wǎng)絡(luò)，可以將專用intranet擴(kuò)展到分支辦公室。這些基于IP的應(yīng)用要求保密性、QoS和點(diǎn)到點(diǎn)的連接性。用戶要求易于使用的服務(wù)與局域intranet無縫結(jié)合。服務(wù)提供商提供的VPN服務(wù)必須具有高擴(kuò)展性、性價(jià)比高、滿足用戶廣泛的需求，他們必須提供低耗費(fèi)的、可管理的服務(wù)來吸引新的市場，為增值服務(wù)奠定基礎(chǔ)。幀中繼和提供多服務(wù)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(jī)中的MPLS，使得網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商能為運(yùn)作于ATM結(jié)構(gòu)上的IP服務(wù)帶來好處。服務(wù)供應(yīng)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(luò)，同樣可以象幀中繼和提供IP服務(wù)級別一樣具有保密性。因?yàn)榛贛PLS的VPN使運(yùn)行更為有效，提供商能夠?yàn)橛脩籼峁┑秃馁M(fèi)、可管理的IP服務(wù)。IP VPN具有豐富的特性可以應(yīng)用，服務(wù)提供商需要一些特性來區(qū)分不同類型的IP應(yīng)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(luò)上建立隧道或加密，這種方案是建立在點(diǎn)到點(diǎn)連接的基礎(chǔ)上的，需要對每條隧道或VC進(jìn)行單獨(dú)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(gè)網(wǎng)絡(luò)。VPN網(wǎng)絡(luò)必須能夠通過應(yīng)用類型得知數(shù)據(jù)類型，如語音、重要的應(yīng)用或電子郵件。網(wǎng)絡(luò)可以很容易地根據(jù)VPN區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)類型，而不用配置復(fù)雜的、點(diǎn)到點(diǎn)的連接。進(jìn)一步來說，網(wǎng)絡(luò)需要具有通曉VPN的能力，使得服務(wù)提供商能夠很容易地將用戶和服務(wù)分組，提供用戶所需的服務(wù)。這是VPN具備的最基本功能。MPLS是一項(xiàng)將VPN通曉性帶入交換式或路由式網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，它使得服務(wù)提供商能夠迅速、有效地在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中建立各種大小的VPN。與overlay VPN相比，基于MPLS的網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)?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(luò)以網(wǎng)絡(luò)到網(wǎng)絡(luò)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(luò)為用戶提供服務(wù)，而幀中繼VPN提供數(shù)據(jù)的傳輸，這將支持服務(wù)提供商實(shí)現(xiàn)從面向傳輸?shù)哪Ｊ降矫嫦蚍?wù)的模的轉(zhuǎn)變。在基于MPLS的VPN中，服務(wù)提供商為每個(gè)VPN分配了一個(gè)標(biāo)識符，稱作路由標(biāo)識符(RD)，這個(gè)標(biāo)識符在服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)中是獨(dú)一無二的。轉(zhuǎn)發(fā)表中包括一個(gè)獨(dú)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(luò)中是獨(dú)一無二的，地址表存儲在轉(zhuǎn)發(fā)表中。BGP是一個(gè)路由信息分布協(xié)議，它利用多協(xié)議擴(kuò)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(gè)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?yàn)閿?shù)據(jù)是通過使用LSPs來轉(zhuǎn)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(biāo)簽的模式可與幀中繼和ATM一樣提供保密性。服務(wù)提供商，而不是用戶，應(yīng)用VPN時(shí)將一個(gè)特定的VPN與接口聯(lián)系起來，數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)是由用于入口的標(biāo)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(zhuǎn)發(fā)表中包括與VPNIP地址相對應(yīng)的標(biāo)簽。通過這個(gè)標(biāo)簽將數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)地點(diǎn)(見圖9)。既然標(biāo)簽代替了IP地址，用戶可以保持他們的專用地址結(jié)構(gòu)，無需進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)地址翻譯(NAT)來傳送數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)入口，交換機(jī)選擇一特定的轉(zhuǎn)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(wù)提供商在VPN之間要明確配置可達(dá)性。這種解決方案的優(yōu)勢在于服務(wù)提供商可以通過相同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來支持許多種VPN，并不需要為每一個(gè)用戶建立單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)。而且，這種方案將IPVPN的能力內(nèi)置于網(wǎng)絡(luò)本身，所以，服務(wù)提供商可以為所有租用者配置一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來提供專用的IP網(wǎng)服務(wù)，如intranet和extranet，而無需復(fù)雜的管理，隧道或VC mesh。QoS可為每個(gè)VPN提供特有的業(yè)務(wù)政策，QoS服務(wù)可與基于MPLS的VPN無縫結(jié)合，因?yàn)閮烧叨际腔跇?biāo)記的技術(shù)?；贛PLS的IP VPN網(wǎng)絡(luò)可以很容易地與基于IP的用戶網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來。租用者可與供應(yīng)商提供的服務(wù)無縫結(jié)合，不必改變intranet應(yīng)用，因?yàn)檫@些網(wǎng)絡(luò)具有應(yīng)用通曉性、保密性和QoS內(nèi)置于網(wǎng)絡(luò)中。用戶能夠使用他們專有的IP地址而無需NAT(網(wǎng)絡(luò)地址翻譯)。這同一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)目前可支持許多種VPN，可減輕為每一個(gè)新網(wǎng)絡(luò)實(shí)施工程的負(fù)擔(dān)。這種方案易于進(jìn)行VPN的添加、移動和改變。如果某個(gè)公司需要在自己的VPN中增加一站點(diǎn)，服務(wù)提供商只需告訴客戶端設(shè)備的路由器如何與網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(gè)overlay VPN中增加一臺新設(shè)備要涉及到更新流量matrix，從新站點(diǎn)建立VC到所有現(xiàn)存的站點(diǎn)，更新每個(gè)站點(diǎn)的OSPF設(shè)計(jì)，針對新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖重新配置每臺CPE設(shè)備?；贛PLS的IP VPN：傳送增值服務(wù)的基礎(chǔ)基于MPLS的IP VPN網(wǎng)絡(luò)是下一代增值IP服務(wù)的基礎(chǔ)，如多媒體/組播應(yīng)用，VoIP，和intranet content hosting，這些服務(wù)都需要特殊的服務(wù)質(zhì)量和保密性。既然QoS和保密性已內(nèi)置于網(wǎng)絡(luò)中，對于每種服務(wù)我們就無需單獨(dú)實(shí)施工程?？蓮哪硞€(gè)角度看，我們可設(shè)計(jì)多個(gè)VPN，每個(gè)VPN具有不同的服務(wù) 。這種靈活的方案可以以更低的耗費(fèi)提供更快更新的服務(wù)。這種將用戶分為組提供特定服務(wù)的能力，對于提供增值服務(wù)至關(guān)重要。這種低耗費(fèi)、具有管理性的應(yīng)用吸引了更多的用戶構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)并對它多次銷售，服務(wù)提供商可為更多的用戶提供經(jīng)濟(jì)、可擴(kuò)展的專用IP服務(wù)，增加市場份額和利潤。在過去，由于對花費(fèi)的限制以及缺少內(nèi)部的專用技術(shù)，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(luò)服務(wù)是基于第二層的結(jié)構(gòu)，這種管理的復(fù)雜性不能為用戶提供好的解決方案?；贛PLS的IPVPN網(wǎng)絡(luò)降低了運(yùn)行耗費(fèi)，使得服務(wù)提供商以可擔(dān)負(fù)的價(jià)格，為小型企業(yè)提供可被管理的服務(wù)。缺少網(wǎng)絡(luò)和路由專門技術(shù)的用戶可以選擇被管理的IP服務(wù)，將plugandplay的簡易性用于intranet和extranet。大型企業(yè)發(fā)現(xiàn)內(nèi)部技術(shù)人員不能滿足服務(wù)需要，將網(wǎng)絡(luò)資源交給服務(wù)提供商進(jìn)行管理已成為一種具有吸引力的選擇。結(jié)論MPLS是基于Cisco標(biāo)記交換技術(shù)的，它將為傳送增值的IP服務(wù)奠定基礎(chǔ)。MPLS這種基于標(biāo)簽的傳送機(jī)制不僅簡化了在一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中IP數(shù)據(jù)的路由，而且提供了頗具擴(kuò)展性的IP增值業(yè)務(wù)。只有Cisco的MPLS，可與CISCOIOS軟件、以及成為公開標(biāo)準(zhǔn)的VSI結(jié)合在一起，作為實(shí)現(xiàn)商業(yè)IP服務(wù)的基礎(chǔ)。服務(wù)提供商現(xiàn)在可解決三個(gè)最具挑戰(zhàn)性的IP服務(wù)。應(yīng)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(shù)或加密。在一個(gè)IPVPN里支持多級別服務(wù)，為每個(gè)用戶提供專用的業(yè)務(wù)策略。通過減少花費(fèi)來提高市場份額，通過可管理的IP服務(wù)來贏得那些需要低耗費(fèi)、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(wù)多種用戶類型的出現(xiàn)對當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)提出了新的要求。城域網(wǎng)的主干層、匯聚層和接入層會應(yīng)用各種各樣的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，通常來講，網(wǎng)絡(luò)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(luò)之間OC48/OC19GE/GEC的鏈路。出于對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸流量模型的考慮，以及組網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和相關(guān)性能/價(jià)格比方面的考慮，通常我們在設(shè)計(jì)城域網(wǎng)絡(luò)時(shí)，不會在每一層的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)本層與上一層的上行鏈路帶寬，比如某個(gè)匯聚層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它可能下接15個(gè)100M的接入層交換機(jī)，但只提供1條1000M的主干上行鏈路，這就可能導(dǎo)致在某些情況下，多到一的網(wǎng)絡(luò)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(dāng)網(wǎng)絡(luò)傳輸發(fā)生或即將發(fā)生擁塞時(shí)，可以根據(jù)不同的應(yīng)用數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行不同優(yōu)先級別的傳輸處理，也即保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)流量的優(yōu)先傳遞，這就是QoS服務(wù)質(zhì)量保證的由來。不同類型的應(yīng)用數(shù)據(jù)，對網(wǎng)絡(luò)傳輸有著不同的要求。IP網(wǎng)絡(luò)中的QoS賦予網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備一種智能，使他們能夠在網(wǎng)絡(luò)帶寬緊張時(shí)，依據(jù)策略優(yōu)先處理某些數(shù)據(jù)，QoS可以讓網(wǎng)絡(luò)管理者們控制網(wǎng)絡(luò)帶寬、延遲、抖動和數(shù)據(jù)包的丟棄。QoS不只是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的功能，也不僅是數(shù)據(jù)鏈接層的功能，QoS是一個(gè)端到端的系統(tǒng)體系。一個(gè)功能強(qiáng)大的QoS解決方案包括廣泛的技術(shù)，并要求在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍提供良好的擴(kuò)展性，和不依賴于任何介質(zhì)的服務(wù)，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(jì)算所以我們把這些工作分配到網(wǎng)絡(luò)邊緣與核心設(shè)備，他們可能是交換機(jī)或路由器，邊緣設(shè)備進(jìn)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(shè)備加速Q(mào)oS數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。Cisco對于QoS的支持體現(xiàn)在兩個(gè)方面：1） Cisco IOS QoS的支持；2） Cisco 各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對QoS的支持。下面我們分別介紹Cisco IOS建立端到端的QoS結(jié)構(gòu)：包括IP優(yōu)先、CAR、WRED、CBWFQ、MPLS等等技術(shù) IP優(yōu)先級：使用IP包頭的三位來標(biāo)記數(shù)據(jù)包的級別(最多可獲得8個(gè)級別)。這個(gè)操作是在邊緣設(shè)備進(jìn)行的，核心設(shè)備處得到加強(qiáng)，在網(wǎng)絡(luò)中，不同的標(biāo)簽被用來表示不同的優(yōu)先級。 承諾的接入速率(CAR)：兩項(xiàng)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(jìn)行服務(wù)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(qiáng)用戶網(wǎng)絡(luò)策略，管理者可置置多項(xiàng)三層的閾值，例如應(yīng)用和協(xié)議。如果一個(gè)數(shù)據(jù)流超過所定閾值，不同的反應(yīng)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(quán)隨機(jī)早檢測(WRED)：在擁塞發(fā)生前，進(jìn)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(quán)值會被分配給不同的服務(wù)類別，導(dǎo)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(quán)公平排隊(duì)(CBWFQ)：提供在邊緣和核心設(shè)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(wù)類別分配不同的權(quán)值，交換機(jī)可以對每一個(gè)服務(wù)門類進(jìn)行緩存和帶寬管理。這個(gè)機(jī)制限制了對時(shí)間敏感的數(shù)據(jù)流如語音和圖像的時(shí)延。 MPLS