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Internet核心网络的实现方法<2>

2/14/2005来源:电信网络人气:8071

Internet核心网络的实现方法<2> ⑤ip分组到转发等价类(FEC)的综合映射 IP分组到FEC的映射通常称为分类,这可以根据源和目的地地址、入网接口、以及其他特 性。MPLS只是在人口处执行一次分类,不像数据报路由器要求沿途每个路由器均要执行分类。 例如某个ISP希望得到优先处理,MPLS可以按所有其接口特性信息分类;而在数据报路由器网 络中,不能根据其入网接口分类,因为跨过源节点后这一接口特性信息不再存在,只按源和 目的地地址分类IP分组。 ⑥功能划分 MPLS对于不同的网络元素划分有不同的处理功能,许多繁重的处理任务在网络的边缘、 最接近用户处完成;而核心网络尽可能地简单,即单纯地根据标签转发分组。 ⑦单一转发方式支持多种业务 MPLS允许在同一网络上使用单一转发方式,支持多种类型的业务。如使用基于ATM的系统, 支持原有的ATM业务、帧中继业务和标签的IP业务。 MPLS与 ATM叠加数据报路由器网比较有如下优点: ①扩展性 接入ATM网络的每个路由器对之间均虚连接,即出现0(N)条连接问题,其中N为路由器 数量,而每个路由器的加入、与其他路由器均需建立连接;MPLS中的LSR由于执行路由协议, 其路由协议、LDP协议对等实体数量为网络中的LSR数量,保证了网络的扩展性。 ②公共操作 MPLS是第2和3层结合技术,可以基于任意的如 PPP、Ethernet、FR和 ATM等第 2层操作。 MPLS转发IP分组与转发第2层的信息单元如ATM信元、FR帧一致,具有公共的操作过程。 ③容易管理 MPLS在各种不同的介质采用相同的标签分配协议、共同的路由协议,这就简化了跨介质 的网络上MPLS的管理。另外,MPLS已经可能到跨介质或跨第2层网络的共同操作,因此,对于 特定的第3层IP业务,不再需要下一跳路由协议(NHRP)。 三、多协议标签交换(MPLS) 1.基本元素 ①标签栈 标签栈是顺序的一组标签项,标签控制的ATM(LC-ATM)接口上的标签项为 VPI/VCI 或者VCI;FR接口上的标签项为DLCI;PPP和Ethernet接口上的标签为4个字节的标签编码。 类似于FR的DLCI和 ATM的 VPI/VCI,标签只具有本地含义;标签的串接构成跨MPLS域的 标签交换通路(LSP)。标签不仅含有路径信息,而且还含有标识流类型、流量特性(带宽、 时延、差错等)信息。 LSR应能接收未标签的分组,对其进行加标签、转发操作;也应能接收已标签的分组,对 其进行标签替换、压栈或者弹钱、再转发的操作。 ②有约束的路径 MPLS对原有的寻路进行了扩展,原有的寻路由只根据路由表信息;MPLS在其边缘开始寻 路时可以附加约束条件,例如为符合流量工程的需要所加的显式路由条件,或者为符合流的 QOS需要所加的带宽、时延条件寻路。 ③标签分配协议(LDP) 对等的LSR实体必须使用LDP对特定的流使用一致的标签。LSR之间可以使用专门制定的LDP 协议商议标签值;也允许利用其他控制(如 OSPF、BGP和/或RSVP)消息携带标签商议信息。 标签的拆除可以是超时限拆除,即标签必须周期地更新,如果比更新周期更长的时限满时没有 更新,则拆除;或者是交换明确的标签拆除消息拆除。 3.ATM标签交换路由器(ATM-LSR) ATM交换机可以用作为标签交换路由器,它需要运行网络层寻路算法(如RIP、OSPF、BGP 等),并根据这些寻路算法的结果转发数据,不再需要ATM特定的编址和寻路,这种方法实现 的ATM交换机称为ATM-LSR。 ① VPI/VCI的使用 ATM-LSR情况下,标签由虚通路标识/虚通道标识(VPI/VCI)域携带。ATM交换机支持 MPLS的接口称为标签控制的ATM(LC-ATM)接口。两个 ATM-LSR之间通过 LC-ATM接口连接, 这种连接可以是物理接口,这时使用VPI/VCI域携带标签;这种连接也可以是虚通路连接(V PC)逻辑接口,这时两个ATM-LSR之间可以跨ATM网络,并通过VCI域携带标签。 LC-ATM接口必须支持非标签的连接,以便两个ATM-LSR之间交换标签分配协议( LDP) 分组、以及路由协议分组,这些分组携带控制信息,是不带标签的分组。 ②ATM-LSR域上的分组转发操作 ATM-LSR域由边缘和核心 LSR节点组成,边缘节点负责分组的人口和出口操作,核心节 点负责转发操作。有物理或者逻辑连接的 LSR对之间运行第3层路由协议,得到达到目的地的 分组流路径信息。分组流路径是有方向的,在分组路径的沿途上,向着源的方向为上游、向着 目的地方向为下游。 LSP建立要使用第3层路由协议运行所得到的信息,再通过流的特性施加约束条件(如显式 路径、QOS要求等条件)的LDP过程完成。LSP与特定的流之间有对应关系。特定的流称为转发 等价类(EFC)。相同路径、相同转发处理的流集合称为EFC,LSP与EFC之间的对应关系又称为 EFC到LSP的绑定。 边缘人口 LSR接收到一个分组,可能是本标签的分组、也可能是已标签的分组。对于未标 签的分组,它实现要对该分组分类,即确定其EFC;然后再绑定到一个LSP,即加标签;最后执 行向下一跳转发过程。边缘入口 LSR在确定一个分组所属的EFC时,前面已经说到,如可以根据 这个分组得到的端口、源地址、目的地地址、分组头TOS域、第4层源端口号、第4层目的地端口 号和/或上层协议类型等信息。随后的LSR只根据标签转发分组,直到另外一个边缘出口 LSR还 原为未标签的分组发送到非MPLS的分组交换网;或者已标签的分组,发送到另外一个MPLS域。 分组交换网中使用的生存期(TTL:Time toLive)是一种预防环路的有效机制。常规的路 由器网络中,分组每经过一个路由器节点,TTL要减1;如果TTL小于或者等于0,说明该分组已 经满生存期,对应的节点丢弃该分组、并产生一个Internet控制消息协议(ICMP)分组报告到 该分组的源端。对于MPLS网络,有两种选择TTL操作:一种是每经过一个LSR节点TTL减1,即一 个LSR算一跳;另一种是经过一个MPLS域TTL减1,即一个MPLS城只算一跳。标签项编码中具有8 比特的TTL域;ATM和FR的头不支持TTL域,这时应直接地使用IP分组头中的TTL域。 ③混合交换(SIN:shiPs in the night) ATM交换机中引入标签交换控制部件操作,没有排除 ITU和 ATM论坛定义的 ATM控制部件操 作。标签交换和ITU、ATM论坛定义的两种控制部件可以在同一个交换机、同一个接口上独立地 操作。这需要在两个控制部件之间划分开每个控制部件可使用的VPI/VCI空间。 这种混合交换,可以是一个交换机、一个物理接口上支持如数字电路、帧中继、LAN桥接业 务的同时,支持Internet业务。ATM本身具有严格的业务类型划分、QOS保证机制,所有这些特 性均反映在具体的 VPI/VCI取值上。因此,VPI/VCI值(标签)不仅含有路径信息,而且还含 有带宽、时延、丢失优先级等服务质量要求信息。这些特性为实现具有QOS要求的、或者区分地 IP服务创造了有利的条件。 MPLS协议标准正在IETF相关工作组制定中;2000年初一些设备制造厂家和网络业务营运者 建立了 MPLS论坛,致力于 MPLS的推广、应用和一致性要求。目前,MPLS协议标准化的工作是: 核心部分基本确定并相对稳定;而大量的工作是推向MPLS边缘协议标准。