MPLS技术优势及存在问题.doc

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1、MPLS技术优势及存在问题2007年7月29日16:15voip中国一、当今的Internet网络随着Internet的不断增长，各种新兴业务以及迎合其需求的专有网络也在不断发展，但是原先针对不同业务、同时处理多种网络连接的运营方式已经束缚了企业的发展，它们希望通过一个单一、灵活的接入设备来提供多种混合业务，并在将来执行统一的接入协议，如IP，然而，不同的业务（如语音、数据和多媒体应用等）对网络传输质量的要求差别很大，如果ISP依旧基于传统路由器发展大规模的IP网络，相关问题（如路由器转发部件的软件操作，构造高速路由器组件的开销

2、，传统路由寻径机制在传输时难以预计的网络性能，网络无法提供针对特定业务的QoS等）将变得日益尖锐。相对于IP路由技术，基于ATM和帧中继的快速交换技术可利用多种转发算法（其本质就是标签交换算法）。由于这些转发算法简单有效，因而被直接固化到交换机硬件内部。与传统的IP路由机制相比，L2层的快速交换技术具有很高的性能价格比。为解决上述IP网络存在的问题，每个ISP都渴望寻求一种能够结合快速交换技术和IP路由技术中各自优势的网络解决方案，由此标签交换技术应运而生。标签交换技术就是致力把L2层交换技术的最优属性（通常由ATM或帧中继具体

3、实现），与L2层路由技术的最优属性（由IP具体实现）紧密结合起来，其中多协议标签交换（MPLS）是目前标准最统一、最具发展前景的标签交换技术。MPLS由Internet工程任务小组（IETF）制定，始于1997年初，它被设计成为能够符合大规模电信级网络所必须遵循的各种属性。其目标是实现在大规模IP网内，通过ATM和帧中继等多种媒介实现保证QoS的快速交换，因而MPLS的出现对于网络发展将具有革命性的意义。二、MPLS技术中的关键概念由于MPLS技术可适用于任何网络层协议，故称为多协议（multiprotocol），目前主要是致力

4、于传输IP业务。同时，多协议也表明MPLS技术的应用并不局限于某一特定的链路层媒介，即采用MPLS技术，网络层的数据包可以基于多种物理媒介进行传送，如ATM、帧中继、租赁专线／PPP等。在MPLS网络中的关键元素是标签交换路由器（LSR），它具备了理解和参与IP路由与L2层交换的能力。MPLS要求LSR参与IP路由，其转发机制与传统逐跳路由判决机制的区别很大。结合上述多种传输技术，通过一种单一的操作模式，MPLS可以避免在L2层与L3层之间因相互操作而产生的相关问题，同时确保两种机制独立运行。LSR通过L3层的标准路由协议（如O

5、SPF）进行寻径操作。从而获得整个网络的拓扑结构，由此获悉的路由信息将用来对特定IP报文分配相应的标签（Label）。从端到端的角度上来看，标签用于确定端点之间IP报文的传输路径，这种路径被称为标签交换路径（LSP）。LSP是通过MPLS的核心协议标签分配协议（LDP）在LSR对等体（Peer）之间建立的，其本质上与交换技术定义的VC连接十分相似。在传输IP报文时，MPLS标签边缘路由器（LER）通过特定判决机制，对报文进行标签封装，随后将携带特定标签的报文转发到网络内部升级后的交换机（如ATM-LSR或LSR），它们在接收到相

6、应IP报文后通过内部的标签信息库（LIB）进行标签查询与交换并沿着LSP转发报文。三、MPLS的技术优势MPLS在解决网络的扩展性、实施流量工程、同时支持多种要求特定QoS保障的IP业务等诸多方面具备得天独厚的技术优势。下文将详细分析MPD的技术特点。1．扩展性目前多数网络基于IPoverATM／帧中继的重叠模型组网方式。无论是对于路由协议的影响,还是对管理大量虚电路时所造成的负担而言，都存在很大的局限性。由于MPLS技术采用的标签分配协议仅在相邻的LSR对等体之间进行通信，每台LSR均可根据网络层的拓朴建立相应的LSP，因而有

7、效解决了重叠模型中因全网状连接所带来的N2条逻辑链路的扩展问题。2．利用单一的转发机制同时支持多种业务MPLS利用短小且长度固定（4字节）的标签，采用精确匹配的寻径方式取代了传统路由器的最长匹配寻径方式。相比较而言。标签的编码结构远比IP报头封装机制简单，因此MPk技术可以通过升级现有网络设备，很容易地构建高速交换的LSR。传统上ISP总是通过专门化的网络把多种业务划分开，以适应各种特定业务的需求。随着Internet的发展，业界一致认为应该建设一个可同时提供多种混合业务且基于分组的网络。虽然传统的电信业务和更多的数据业务可以被

8、集中到同一个IP网络中，但是众多企业仍不断寻求更先进更专业化的业务以适应它们特定的要求。针对于此，ISP必须能够基于多种因素动态地调整网络需求，这些因素包括：特定业务流的带宽分配和传输性能（QoS/CoS）等。显然目前的IP网还远不能实现这一目标，而MPLS的一