|
MPLS技术<1>
1、前言
随着信息时代的到来，有线广播电视网技术的发展越来越受到人们的关注，广播电视业
正迎来一场革命性的变化，全球性的数字化浪潮，宽带多媒体业务的迅速发展，给有线电视
网络的经营者们提出了更高伪要求，采用什么技术建设广电综合业务网呢？应该说，技术是
为业务服务的，什么样的业务需求，决定了应采用什么技术。
90年代以来，计算机网络技术尤其是各种定带多媒体技术日新月异，以Internet为龙头，
集视频、音频、图文、通信、数据等信息融合在一起进行交互传输的交互式多媒体信息时代
正在进人人们的工作和日常生活中来。政府信息化、企业信息化、家庭信息化以及各行各业
专业网络的出现，使得网络的建设和运营者必须充分了解市场，科学利用先进的网络技术，
占领信息网络的制高点。这样就要求广电综合业务网必须具备以下3个方面的条件。
（1）技术先进，具有宽带传输信道，高速交换设备和完整的网络协议。
（2）安全可靠，具有较高的网络安全性和服务质量保证
（QoS）。
（3）功能完善，提供丰富的接人方式和全方位业务服务。
诸如各种速率的ATM（异步转移模式）接入，10／100Mbps以大网接入、各类广域网如DDN、FR、
CES接入等，还应能提供VPN（虚拟专用网）数据专线以及IP（互联网协议）语音业务。
根据以上要求。采用基于MPLS技术的IP＋ATM建设广电综合业务网络平台是较理想的选择。
2、MPLS技术（多协议标识交换技术）
MPLS（Multi－protocol Label Switch）成术是在Cisco公司提出的Tag switching标记
交换技术基础上发展起来的，它将IP路由和ATM交换技术较好地结合起来，兼具ATM交换机的
高效交换性能、QOS（服务质量）性能、流量控制性能和IP的灵活性、可扩充性及广用连接性。
MPLS技术允许ATM交换机同时提供IP和ATM服务，且为IP网络提供QOS保证，并在利用MPLS构建
VPN时安全性以及接入需求的实现变得非常简单。MPLS所支持的一些功能是传统的IPOA（IP
over ATM）术无法实现的。通过MPLS，IP unicast和multicast信息与现有ATM体系相集成，
使得网络运营商者不但可以提供IP服务给用户，而且为日益扩大的Internet带来好处，通过
IP的优先级别与ATM交换，机中的不同服务等级队列相映射，为用户提供端到端的QOS；每个
MPLS优先级别的带宽分别都是可以任意调节的；通过Cisco opticlass的带宽预定和分配功能
满足用户对带宽、优先级别和时延的不同要求。MPLS优于其它集成系统的另一个好处来源于
它在一个共事主干中端到端地实施多级IP服务质量的能力。借助基于用户端口和应用的标记，
IP＋ATM主干可以区别任务关键型SNA和IP通信上的语音等对延迟敏感和对丢弃敏感的通信与
Web冲浪等不敏感的通信。MPLS丰富、强大的功能，让网络的经营者更具市场竞争力。
2．MPLS的基本原理
MPLS的基本原理是以一个类似于路由器的设备来控制ATM的硬件交换机，于是该系统具备
招可与ATM交换机高速交换功能，又能支持强大前路由功能。也就是将第二层的ATM交换机换
成标识交换路由器（LSR），LSR由控制单元和交换单元两部分组成，可看通是ATM交换机与传
统路由器相结合。
MPLS互联网络由以下3部分组成：
（1）标记边缘路由器：标记边线路由器是位于MPLS网络边缘的全功能第3层路由设备，
将标记加到进来的数据包上，又在包出去的时候将标记取消，并能够提供增值的第3层服务，
如安全性、NetFlow计算和QOS分类等。标记边缘路由器工作的重要一方面是检查进来的数据
包并在发送该数据包之前加上合适的标记。MPLS为其支持的数据包标记映射提供了算法和技
术上的灵活性。主要包括：目的前缀、服务级别、应用流、多点广播、显式路由、VPN等。
（2）标记交换机：标记交换机根据包或信号的标记进行交换。除了支持MPLS以外，它们
还支持全面的3层路由或2层交换。标记交换机是MPLS互联网络的核心，标记即是短的固定长
度的标签，使IP＋ATM交换机能进行简单快速的表查询，这样就使得标记交换机能利用快速的
硬件技术（包括ATM信元交换）完成查表和发送功能。
由于MPLS技术隔绝了标记分布机制与数据流的关民它支持众多的物理和键路技术。对于
ATM，标记放置在虚拟路径标识符／虚拟隧道标识符（VPI／VCI）字段的ATM信源报头中。MPLS
技术和ATM的重要区别是，标准的ATM使用连接建立过程来分配VCI对ATM交换硬件进行编程，而
MPLS技术使用标准的路由信元和TDP（标记分布协议），其结果是执行标识交换的ATM交换机不
需要应付很高的呼叫建立速率。由于MPLS技术和兼容ATMforum的ATM可在同一ATM交换机上共存，
这样的平台可同时提供Internet服务和ATM服务。MPSS避免了将SVC用于高度动态的IP包数据流，
将CPU的处理能力释放出来。有利于处理专用网间接口（PNNI）和满足寿命更长的ATM VC（如实
时语音和视频流）的需求。
（3）标记分布协议（TDP）：与标准的网络层路由协议相结合，TDP用来在标记交换网络中
分配标记信息。借助TDP，标记交换机与其它标记交换机和标记边缘路由器交换标记信息，标记
边缘路由器和标记交换机使用标准的路由协议（如：OSPF，IS－IS，EIGRP）来建立它们的路由
数据库。相邻的标记交换机和边线路由器然后使用TDP相互分布标记值，用于保存在标记发送信
息库（TFIB）中。目的前缀标记算法与TDP和标准的路由协议相结合，TFIB中的标识信息在包发
送之前就建立起来。这种拓扑结构驱动的方法意味着所有的包都可以进行标记交换。
2.2MPLS的工作机制
首先看一下1个数据怎样在具有MPLS功能的服务网，络中传送。
第一步：网络自动生成路由表。根据现有的路由协议（如：OSPF、IS－IS、IGRP等）TDP使
用路由表中的信息去建立相邻设备的标记值，完成路由到标记的映射表。
第二步：1个数据包进人边缘LSR（MPLS路由器）时，它会被处理，决定需要哪种第3层的服
务，如QOS和带宽管理。基于路由和策略的需求，边缘LSR有选择地放人1个标签到数据包头中，
然后转发。
第三步：位于网络核心的LSR读每1个数据包的标记，并根据交换表，交换带标记的包。
第四步：在出口边缘的LSR，除去标记，读数据包头，并将其转发到最终目的地。
MPLS是路由和交换的合一，它包含控制和转发两个独立的机制。标记映射表由控制机制的
TDP来建立，一旦标记映射表建立后，所经中间节点无须再查找IP地址，只需按标记通过交换单
元转发即可。
对于IP商业服务，MPLS最显著的益处在于能够分配标签，这有非常特殊的意义，不同的标
签可以区分路由信息、应用类型和服务级别。MPLS标签类似于中心设备中预先计算好的交换表，
并含有第3层信息，允许每个交换机自动将每个数据包赋予正确的IP服务。表是预先计算的，因
此没有必要在每一跳都重新处理数据包，这样不仅仅使数据流量分类成为可能，例如将
besteffort
数据流与基于重要任务的数据流分开，MPLS还可以提供高扩展性。
|