無縫MPLS技術(shù)淺談

中興通訊 | 李新宇

無縫MPLS技術(shù)淺談

中興通訊 | 李新宇

無縫MPLS架構(gòu)的產(chǎn)生并不是偶然的，而是市場趨勢選擇的結(jié)果，在無縫MPLS架構(gòu)中，最重要的革新就是在接入網(wǎng)進(jìn)行MPLS技術(shù)部署。

無縫MPLS技術(shù)概述

無縫MPLS是用現(xiàn)有協(xié)議，比如BGP、LDP和ISIS等形成的一個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。它的產(chǎn)生并不是偶然的，而是市場趨勢選擇的結(jié)果。在無縫MPLS架構(gòu)中，最重要的革新就是在接入網(wǎng)進(jìn)行MPLS技術(shù)部署。其主要存在以下兩方面市場驅(qū)動因素。

1）首先，智能終端的應(yīng)用、移動數(shù)據(jù)流量的飛快增長，迫使傳統(tǒng)的2G、3G基站由TDM/ATM承載轉(zhuǎn)向分組承載，同時現(xiàn)網(wǎng)存在大量的老舊基站，業(yè)界選擇了MPLS PWE3技術(shù)來對老舊基站的TDM/ ATM進(jìn)行仿真，實(shí)現(xiàn)在以太網(wǎng)中承載TDM/ATM業(yè)務(wù)。4G LTE技術(shù)的應(yīng)用，也打破了原有點(diǎn)到點(diǎn)的通信模式，MPLS VPN恰好可以滿足這些需求。

2）其次，固網(wǎng)運(yùn)營商的固定網(wǎng)絡(luò)目前在城域網(wǎng)和骨干網(wǎng)已經(jīng)部署了MPLS技術(shù)，但是接入網(wǎng)沒有部署MPLS，這樣導(dǎo)致業(yè)務(wù)部署接入網(wǎng)需要配置大量的VLAN/QinQ來區(qū)分業(yè)務(wù)，同時還需要在設(shè)備上進(jìn)行VLAN翻譯，造成配置工作量巨大，不容易定位故障。MPLS PW技術(shù)可以大大簡化VLAN的配置。

無縫MPLS架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)。

● 統(tǒng)一的IP/MPLS技術(shù)，沒有對現(xiàn)有協(xié)議進(jìn)行任何的擴(kuò)展，技術(shù)成熟度很高，可以很方便地進(jìn)行多廠家互連互通。

● 提供統(tǒng)一的MPLS OAM以及保護(hù)恢復(fù)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)端到端的、快速的保護(hù)切換。

● 可以提供快速靈活的業(yè)務(wù)部署，只需對接入設(shè)備AN進(jìn)行業(yè)務(wù)配置，其他節(jié)點(diǎn)無需任何配置，大大提高了業(yè)務(wù)開通效率。同時，業(yè)務(wù)的部署不用考慮網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，對于接入點(diǎn)AN來說，無需感知城域網(wǎng)以及骨干網(wǎng)的架構(gòu)，業(yè)務(wù)點(diǎn)可以隨便部署在網(wǎng)絡(luò)中的任何一個位置。

● 提供固定網(wǎng)絡(luò)和移動網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一承載，可以承載家庭用戶、商業(yè)用戶、移動基站等業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)固移融合，真正實(shí)現(xiàn)一張網(wǎng)承載所有業(yè)務(wù)。

無縫MPLS關(guān)鍵技術(shù)

無縫MPLS的部署存在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)成本、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維和網(wǎng)絡(luò)可靠性等方面挑戰(zhàn)，面對這些問題，無縫MPLS架構(gòu)引入了下面的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行解決。

1)跨域LDP技術(shù)的解決：有了跨域LDP的擴(kuò)展，在無縫MPLS架構(gòu)中，可以允許骨干網(wǎng)的匯聚路由通告到各個城域網(wǎng)，但是城域網(wǎng)的明細(xì)路由一定不能通告到骨干網(wǎng)，減少各個區(qū)域的IGP路由數(shù)，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的部署規(guī)模。

2)LDP DoD（Downstream on Demand）的標(biāo)簽按需發(fā)布方式：在接入網(wǎng)中，接入設(shè)備的處理能力和內(nèi)存都不足以處理那么多的路由和標(biāo)簽，采用LDP DoD模式，只向下游LSR請求自己需要的標(biāo)簽，大大減少標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)條目。

3)BGP LU（BGP Label Unicast）技術(shù)：無縫MPLS引入了BGP LU功能，使用BGP來承載所有的接入網(wǎng)設(shè)備路由，并且為這些路由分配標(biāo)簽，避免了IGP承載大量路由，RFC 3107定義了BGP為單播路由分配標(biāo)簽，常用于MPLS L3VPN Option C跨域。

4)端到端快速保護(hù)切換技術(shù)：無縫MPLS網(wǎng)絡(luò)被對稱分成3部分，整個網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用了IGP、LDP、BGP協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的快速保護(hù)涉及到IGP、LDP以及BGP的快速切換。LDP快速切換可以通過MPLSTE FRR實(shí)現(xiàn)，但是配置復(fù)雜，LDP FRR簡單可靠，部署簡單。BGP快速切換主要技術(shù)是PIC（Prefix Independent Convergence），將BGP路由前綴和下一跳進(jìn)行了分離，當(dāng)出現(xiàn)故障的時候，只需要更新下一跳，切換快，極大提高了保護(hù)切換性能。

5)端到端OAM技術(shù)：根據(jù)不同的層次部署層次化的OAM。在鏈路層，可以部署鏈路層OAM技術(shù)實(shí)現(xiàn)鏈路故障的檢測，如IEEE 802.1ag、IEEE 802.3ah等；在隧道層，可以部署B(yǎng)FD、MPLS OAM（Y.1731）實(shí)現(xiàn)隧道連通性的快速檢測；在PW層，可以通過BFD或者VCCV檢測報文實(shí)現(xiàn)PW連通性的實(shí)時檢測；用戶之間的OAM檢測報文可以透明地在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)端到端的OAM檢測。

6)熵標(biāo)簽（Entropy Label）技術(shù)：為了解決LSR分擔(dān)不均的問題，RFC6790提出了Entropy Label（熵標(biāo)簽）的概念。在LER進(jìn)行標(biāo)簽協(xié)商的時候，在報文內(nèi)插入一個熵標(biāo)簽，這個標(biāo)簽是LER按照IP報文的源IP、目的IP、協(xié)議類型、TCP/UDP端口號等因子計(jì)算形成的一個標(biāo)簽值。

圖1 無縫MPLS家庭用戶場景

圖2 無縫MPLS商業(yè)用戶場景

圖3 無縫MPLS移動回傳場景

無縫MPLS應(yīng)用場景

無縫MPLS實(shí)現(xiàn)了面向連接的業(yè)務(wù)，使得業(yè)務(wù)部署和維護(hù)效率大大提高，節(jié)省了運(yùn)營商的建設(shè)與運(yùn)維成本，在移動回傳網(wǎng)上已經(jīng)得到了大量的部署，成為了當(dāng)前移動網(wǎng)絡(luò)承載技術(shù)的首選。固網(wǎng)運(yùn)營商也在進(jìn)行通過新舊設(shè)備共存、逐步替換的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)改造，隨著時間的推移，無縫MPLS架構(gòu)必將得到運(yùn)營商更加廣泛的應(yīng)用。

無縫MPLS的主要應(yīng)用場景有3種。

1）家庭用戶：家庭用戶業(yè)務(wù)一般是寬帶上網(wǎng)、IPTV等業(yè)務(wù)。根據(jù)業(yè)務(wù)的不同，接入設(shè)備可以建立多條PW到達(dá)不同的業(yè)務(wù)分發(fā)點(diǎn)，非常靈活快捷。

2）商業(yè)用戶：與家庭用戶相比，商業(yè)用戶主要是安全性要求比較高，業(yè)務(wù)無論在城域網(wǎng)內(nèi)還是城域網(wǎng)外，都可通過L2VPN或L3VPN實(shí)現(xiàn)安全通信。

3）移動回傳：在移動網(wǎng)絡(luò)中，對于老舊基站，可通過PWE3仿真，使得報文能夠在以太網(wǎng)上進(jìn)行傳輸，保護(hù)了運(yùn)營商的現(xiàn)有投資；對于新的IP化基站，可以根據(jù)需要部署L2VPN或者L3VPN，增加網(wǎng)絡(luò)的靈活度，為LTE的部署做好規(guī)劃。