對(duì)基于以太網(wǎng)的多點(diǎn)服務(wù)的需要

為提高生產(chǎn)率和運(yùn)行效率，許多企業(yè)都利用先進(jìn)的IT應(yīng)用徹底改變了自己的業(yè)務(wù)流程。這種戰(zhàn)略性先進(jìn)應(yīng)用的實(shí)例包括：企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）、ip語(yǔ)音（VoIP）、短信以及基于網(wǎng)絡(luò)的會(huì)議和演示工具。與傳統(tǒng)的客戶機(jī)-服務(wù)器數(shù)據(jù)通信相比，這些先進(jìn)應(yīng)用更重視對(duì)等數(shù)據(jù)通信。因此，支持這些應(yīng)用的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)將發(fā)展以適應(yīng)這種新模式。

對(duì)等應(yīng)用的性能的優(yōu)勢(shì)在于，它是通過(guò)支持多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的服務(wù)供給商網(wǎng)絡(luò)實(shí)施的。多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的定義是，答應(yīng)每個(gè)客戶邊緣（CE）端點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)直接并獨(dú)立地與所有其它CE節(jié)點(diǎn)通信的服務(wù)。多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與集中星型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)相對(duì)，即最終客戶將一個(gè)CE節(jié)點(diǎn)指定為集線器，通過(guò)一個(gè)用戶—網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）將多路點(diǎn)到點(diǎn)服務(wù)傳輸?shù)蕉鄠€(gè)“星型”CE節(jié)點(diǎn)。這意味著每個(gè)星型節(jié)點(diǎn)都必須與集線器通信才能到達(dá)其它星型節(jié)點(diǎn)。

可靠的對(duì)等通信在以太網(wǎng)交換式園區(qū)網(wǎng)內(nèi)比較輕易建立，因?yàn)檫@種網(wǎng)絡(luò)一般都采用了多點(diǎn)服務(wù)體系結(jié)構(gòu)。但是，在幀中繼或ATM等WAN網(wǎng)絡(luò)中，這種要求就很難滿足，因?yàn)樗鼈儾捎玫氖羌行切头?wù)體系結(jié)構(gòu)。不僅如此，由于這些傳統(tǒng)WAN技術(shù)都有帶寬限制，因而限制了這些對(duì)等應(yīng)用的未來(lái)發(fā)展。例如，幀中繼一般在T-1（E-1）速度下使用，ATM的速度則極少超過(guò)OC-3（STM-1）。

為滿足企業(yè)客戶的新興網(wǎng)絡(luò)要求，服務(wù)供給商正在評(píng)估可以支持多點(diǎn)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)。在此過(guò)程中，服務(wù)供給商已經(jīng)分析了以太網(wǎng)技術(shù)在WAN傳輸中的作用，因?yàn)橐蕴W(wǎng)技術(shù)已成功用于支持企業(yè)網(wǎng)的多點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)。另外，服務(wù)供給商和企業(yè)都已熟悉到，作為UNI，以太網(wǎng)技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括：

• 基于VLAN的靈活邏輯接口定義
• 可高達(dá)1Gbps的靈活帶寬供給
• 無(wú)與倫比的低成本接口技術(shù)
• 與目前部署在企業(yè)LAN網(wǎng)絡(luò)中的技術(shù)兼容
• 高帶寬/成本比
• 簡(jiǎn)化了運(yùn)行支持要求

這些屬性以及以太網(wǎng)內(nèi)在的連接和性能可以保證，企業(yè)應(yīng)用，尤其是對(duì)等應(yīng)用，能在支持多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的服務(wù)供給商網(wǎng)絡(luò)上實(shí)施而因此受益。

為提供基于以太網(wǎng)的多點(diǎn)服務(wù)，服務(wù)供給商正在評(píng)估和部署兩種多點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)：第3層虛擬專用網(wǎng)（L3 VPN）或第2層VPN（L2 VPN）。

最常見的L3 VPN技術(shù)是MPLS L3 VPN，它能夠通過(guò)第3層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)在第3層中提供多點(diǎn)服務(wù)。MPLS L3 VPN能夠?yàn)樘峁┒帱c(diǎn)服務(wù)而提供許多特性，包括：

• 使用多種UNI，包括幀中繼、ATM和以太網(wǎng)
• MPLS可以為廣域服務(wù)部署進(jìn)行擴(kuò)展
• 能夠從一個(gè)UNI訪問(wèn)多個(gè)L3 VPN
• 最終客戶無(wú)需重新配置現(xiàn)有CE節(jié)點(diǎn)就能添加新CE節(jié)點(diǎn)
• 強(qiáng)大的服務(wù)質(zhì)量（QoS）實(shí)施方案答應(yīng)按照應(yīng)用特征實(shí)施個(gè)性化分組轉(zhuǎn)發(fā)
• 支持嚴(yán)格的服務(wù)等級(jí)協(xié)議（SLA），提高可用性

但是，MPLS第3層VPN確實(shí)會(huì)對(duì)服務(wù)供給商和企業(yè)客戶提出某種一方或另一方不可接受的要求。某些企業(yè)不愿意將網(wǎng)絡(luò)控制權(quán)交給服務(wù)供給商，某些服務(wù)供給商則不愿意按照MPLS L3 VPN的要求，按照第3層網(wǎng)絡(luò)參數(shù)提供和治理服務(wù)。

對(duì)于多點(diǎn)L2 VPN服務(wù)，服務(wù)供給商經(jīng)常利用802.1Q隧道（也稱為標(biāo)記棧或Q-in-Q）等技術(shù)將以太網(wǎng)交換技術(shù)部署為城域以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。

以太網(wǎng)交換技術(shù)是企業(yè)LAN的成熟技術(shù)，因?yàn)樗軌蛞缘土膬r(jià)格提供很高的帶寬。推出10Gbps以太網(wǎng)交換后，性能/價(jià)格比本來(lái)就很高的以太網(wǎng)能夠?yàn)槠髽I(yè)和服務(wù)供給商網(wǎng)絡(luò)提供更高的性能/價(jià)格比。這些交換式以太網(wǎng)服務(wù)供給商網(wǎng)絡(luò)支持的多點(diǎn)服務(wù)，有時(shí)也稱作“透明LAN服務(wù)”，是通過(guò)第2層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)支持的第2層VLAN服務(wù)的很好實(shí)例。

實(shí)踐表明，借助這些交換式以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，多個(gè)國(guó)家的眾多服務(wù)供給商能夠成功地提供高性能、低成本的第2層VPN多點(diǎn)服務(wù)。但是，隨著交換式以太網(wǎng)的規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，這種體系結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展能力限制也變得日益突出，這些限制包括：

• 每個(gè)交換式以太網(wǎng)域只能使用有限的VLAN地址空間
• 生成樹協(xié)議（IEEE 802.1d）的擴(kuò)展性有限，無(wú)法適應(yīng)冗余性和流量設(shè)計(jì)的要求
• 以太網(wǎng)MAC地址識(shí)別率低，無(wú)法阻止來(lái)自未知MAC地址的廣播流量

這些局限都是以太網(wǎng)交換協(xié)議所固有的，因而無(wú)法利用以太網(wǎng)交換體系結(jié)構(gòu)建立需要擴(kuò)展到城域網(wǎng)以外的第2層VPN服務(wù)。

為突破MPLS L3 VPN和以太網(wǎng)交換的限制，人們開發(fā)了提供多點(diǎn)連接服務(wù)的新興網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，稱為虛擬專用LAN服務(wù)或VPLS。

VPLS是一種多點(diǎn)L2 VPN技術(shù)，可以通過(guò)供給商的IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)支持的仿真以太網(wǎng)廣播域?qū)⒍鄠€(gè)站點(diǎn)連接在一起。換言之，VPLS通過(guò)第3層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提供多點(diǎn)第2層連接。VPLS是MPLS以太網(wǎng)（EoMPLS）的邏輯擴(kuò)展，用于提供基于以太網(wǎng)的點(diǎn)到點(diǎn)L2 VPN服務(wù)。

在基礎(chǔ)水平上，VPLS可以定義為利用全網(wǎng)狀拓?fù)渲械腅oMPLS電路互相連接以形成一個(gè)邏輯橋的一組虛擬交換實(shí)例（VSI）。在概念上，VSI類似于IEEE 802.1q橋中的橋接功能，在這種橋中，幀按照第2層VPN（虛擬LAN或VLAN）中的目標(biāo)MAC和成員關(guān)系交換。假如目標(biāo)地址未知，或者屬于廣播或組播地址，幀將傳送到與VSI相關(guān)的所有端口。從VPLS看，端口屬于EoMPLS VC偽線。

利用VPLS， VPLS實(shí)例中的所有CE設(shè)備都似乎是在同一個(gè)LAN上，因此，它們都可以直接與多點(diǎn)拓?fù)渲械牧硪辉O(shè)備通信，而不需要為CE設(shè)備建立全網(wǎng)狀點(diǎn)到點(diǎn)電路。在VPLS網(wǎng)絡(luò)中，CE設(shè)備和供給商邊緣（PE）設(shè)備不屬于路由對(duì)等設(shè)備，因此，服務(wù)供給商不需要提供客戶IP路由器，這一點(diǎn)大大優(yōu)于MPLS L3 VPN服務(wù)。與傳統(tǒng)的LAN交換技術(shù)相比，VPLS還能更加靈活地支持地理擴(kuò)展，CE站點(diǎn)可以位于同一城市地區(qū)，也可以分散在不同國(guó)家或地區(qū)。

無(wú)論是L2 VPN還是L3 VPN服務(wù)，隨著服務(wù)供給商提供的以太網(wǎng)多點(diǎn)服務(wù)體系結(jié)構(gòu)的可用性的提高，越來(lái)越多的企業(yè)計(jì)劃將其WAN移植為多點(diǎn)服務(wù)。在移植浪潮中，VPLS將扮演越來(lái)越重要的角色。

VPLS的過(guò)去和現(xiàn)在

VPLS技術(shù)誕生于2001年中期，那時(shí)，評(píng)估部署城域以太網(wǎng)服務(wù)可用性的許多供給商都開始關(guān)注基礎(chǔ)以太網(wǎng)交換體系結(jié)構(gòu)的部署。他們正確地熟悉到，發(fā)展到那一階段的以太網(wǎng)交換技術(shù)無(wú)法提供可與現(xiàn)有傳統(tǒng)WAN服務(wù)相比的SLA特性，例如幀中繼、T-1/E-1和ATM。

這些服務(wù)供給商希望能夠找到這樣一種技術(shù)：它能夠通過(guò)基礎(chǔ)設(shè)施支持多點(diǎn)數(shù)據(jù)服務(wù)（透明LAN服務(wù)），并能夠提供與現(xiàn)有服務(wù)類似的流量設(shè)計(jì)、高可用性和OAM特性。最有潛力的技術(shù)是MPLS，尤其是EoMPLS。

EoMPLS已經(jīng)在IETF規(guī)范中作了規(guī)定，最初稱為Martini草案，于2000年公布在IETF草案站點(diǎn)上。本文說(shuō)明了通過(guò)MPLS偽線傳輸以太網(wǎng)幀的點(diǎn)到點(diǎn)L2 VPN服務(wù)的格式，并將LDP作為這種點(diǎn)到點(diǎn)服務(wù)的信令和OAM機(jī)制。

這種EoMPLS草案規(guī)范支持許多服務(wù)供給商正在尋找的多數(shù)服務(wù)特性，但不支持多點(diǎn)服務(wù)體系結(jié)構(gòu)，只支持點(diǎn)到點(diǎn)或集中星型服務(wù)體系結(jié)構(gòu)。但是，EoMPLS的基本封裝和信令機(jī)制完全可以用于定義多點(diǎn)服務(wù)體系結(jié)構(gòu)。

2001年中期，許多作者和贊助者將幾份不同的VPLS草案提交給IETF。當(dāng)年底，至少有五份VPLS草案提交到了IETF。為使VPLS得到采用，必須將這些草案集中、提煉成一份草案。幾位VPLS草案作者經(jīng)過(guò)一年的努力，實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目標(biāo)。2002年7月，他們終于到統(tǒng)一的草案提交給了IETF。這份草案集中了多數(shù)但非全部VPLS IETF草案的內(nèi)容。

截止到2003年底，共有兩份不同的VPLS IETF草案。其中一份由思科系統(tǒng)公司的Ali Sajassi和Riverstone Networks公司的Marc Lasserre撰寫，網(wǎng)址為：http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-l2vpn-vpls-ldp-01.txt

另一份由Juniper Networks的Kireeti Kompella撰寫，網(wǎng)址為：http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-l2vpn-vpls-bgp-00.txt

這兩份草案最明顯的區(qū)別是，它們推薦使用的自動(dòng)識(shí)別和信令機(jī)制不同。這種區(qū)別是否能達(dá)成一致，還有待時(shí)日。

VPLS標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)比前兩年有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，最明顯是，獨(dú)立測(cè)試實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)作了幾次VPLS互操作性演示。最近的一次實(shí)驗(yàn)由獨(dú)立的先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室Isocore（http://www.isocore.com/）于2003年9月完成。假如想閱讀關(guān)于此次VPLS互操作性測(cè)試的新聞稿，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)： http://isocore.com/PR/MPLS2003_2.htm

但是，對(duì)于幾個(gè)重要的技術(shù)問(wèn)題，標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)仍在爭(zhēng)論之中，包括：

• 信令和自動(dòng)識(shí)別
• VPLS網(wǎng)絡(luò)中的高可用性和冗余性
• 保證與最終客戶橋接控制面板邏輯隔離的供給商橋接
• 其它層次VPLS體系結(jié)構(gòu)

這些問(wèn)題在“VPLS技術(shù)概述”白皮書中作了更具體的討論，網(wǎng)址為：http://www.cisco.com

最后，需要牢記的是，VPLS還屬于一種新技術(shù)。以VPLS技術(shù)為基礎(chǔ)使用L2 VPN服務(wù)還處在初期階段。包括思科在內(nèi)的所有廠商提供的VPLS功能都基于網(wǎng)絡(luò)處理器，而不是專用應(yīng)用集成電路（ASIC），因?yàn)椴莅笜?biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行期遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于ASIC的開發(fā)期。

另外，多數(shù)服務(wù)供給商都只執(zhí)行了VPLS技術(shù)的早期評(píng)估，他們對(duì)VPLS的愛好主要在全球?qū)嵤┓矫妗Ｕ雇?004年，世界各地的許多服務(wù)供給商都將提供基于VPLS技術(shù)的首批服務(wù)。

VPLS在城域以太網(wǎng)服務(wù)體系結(jié)構(gòu)中的作用

城域以太網(wǎng)服務(wù)的未來(lái)成功在很大程度上取決于城域以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和部署，體系結(jié)構(gòu)不但要實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)較高的性能/價(jià)格比，還要支持服務(wù)供給商網(wǎng)絡(luò)要求的擴(kuò)展能力和可靠性。城域以太網(wǎng)服務(wù)體系結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展能力需要從支持的最終用戶數(shù)量和地理范圍兩方面定義，僅支持本地城域以太網(wǎng)服務(wù)是不夠的。最終客戶，尤其是大企業(yè)用戶，將希望在地區(qū)之間甚至各國(guó)之間連接城域以太網(wǎng)服務(wù)。

VPLS可望在這些城域以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中扮演非常重要的角色。思科希望，VPLS不但能支持城域以太網(wǎng)服務(wù)，還能與以太網(wǎng)交換技術(shù)一起為提供多點(diǎn)L2 VPN服務(wù)建立分層體系結(jié)構(gòu)。以太網(wǎng)交換將用于本地城域以太網(wǎng)服務(wù)域，VPLS則將用于大型城域服務(wù)和地區(qū)間服務(wù)中的多個(gè)本地域的互連。這兩種技術(shù)結(jié)合后將提供經(jīng)濟(jì)有效、可以擴(kuò)展的解決方案。

這兩種技術(shù)互為補(bǔ)充，可以建立分層混合體系結(jié)構(gòu)。VPLS能克服以太網(wǎng)交換的某些弱點(diǎn)。例如，VPLS能將以太網(wǎng)幀上的VLAN服務(wù)識(shí)別符從VPLS核心網(wǎng)絡(luò)的一邊轉(zhuǎn)換到另一邊，從而使整個(gè)城域以太網(wǎng)服務(wù)部署擴(kuò)展到4000個(gè)L2 VPN以上，在交換式以太網(wǎng)中，這是IEEE 802.1q VLAN地址空間的極限。

VPLS的主要缺點(diǎn)是，無(wú)論將以太網(wǎng)分組傳輸?shù)浇M播MAC地址還是未知MAC地址，都必須執(zhí)行廣播復(fù)制。在兩種情況下，以太網(wǎng)分組都必須通過(guò)MPLS廣播。但是，與VPLS實(shí)例相關(guān)的VSI是使用了EoMPLS偽線的VPLS中所有其它VSI的邏輯橋接實(shí)體。因此，需要廣播的以太網(wǎng)分組必須在與某VSI相關(guān)的所有EoMPLS偽線上復(fù)制。這種復(fù)制的效率通常低于利用以太網(wǎng)交換技術(shù)傳輸廣播流量，因?yàn)閷?duì)于以太網(wǎng)交換技術(shù)，廣播流量只需要在每個(gè)物理接口上傳輸一次；而對(duì)于VPLS技術(shù)，則需要在同一物理接口上復(fù)制多次。另外，隨著VSI中端點(diǎn)數(shù)量的增加，必須執(zhí)行的VPLS復(fù)制數(shù)量將呈指數(shù)增加。

在將VPLS與以太網(wǎng)交換技術(shù)結(jié)合在一起的分層VPLS體系結(jié)構(gòu)中，VPLS內(nèi)的廣播復(fù)制機(jī)制的效率將會(huì)提高，因?yàn)閂PLS復(fù)制量可以限制為以太網(wǎng)交換域之間的廣播，而不是L2 VPN多點(diǎn)服務(wù)中所有端點(diǎn)間的廣播。

將VPLS作為全面服務(wù)系列中的一部分

從2001年開始，關(guān)于VPLS的出版物日益增多。VPLS將成為一種重要技術(shù)，但多數(shù)服務(wù)供給商將需要提供全面的商業(yè)服務(wù)系列，基于VPLS技術(shù)的多點(diǎn)L2 VPN只是其中的一種服務(wù)。多數(shù)服務(wù)供給商將提供以太網(wǎng)接入，以便同時(shí)提供多點(diǎn)和點(diǎn)到點(diǎn)L2 VPN，以及L3 VPN服務(wù)。客戶需要所有類型的服務(wù)，并將繼續(xù)使用傳統(tǒng)的點(diǎn)到點(diǎn)服務(wù)，例如幀中繼和ATM。

服務(wù)供給商的戰(zhàn)略重點(diǎn)是，讓客戶能夠方便地將全套服務(wù)集成在一起。例如，使所有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)都能夠從同一以太網(wǎng)UNI訪問(wèn)。假如服務(wù)供給商能夠提供通用的以太網(wǎng)接入端口，就能夠在商業(yè)數(shù)據(jù)通信服務(wù)領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

思科對(duì)VPLS的持續(xù)承諾

從一開始，思科就在VPLS技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展過(guò)程中起著核心作用。思科一直在參加所有主要標(biāo)準(zhǔn)組織的VPLS標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，這其中包括IETF、IEEE、MEF（城域以太網(wǎng)論壇）和ITU。

除VPLS的標(biāo)準(zhǔn)化外，思科還致力于提供支持全套服務(wù)的綜合城域以太網(wǎng)解決方案戰(zhàn)略。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，思科參加了各種領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)活動(dòng)：

• 開發(fā)城域以太網(wǎng)OAM標(biāo)準(zhǔn)
• 開發(fā)城域以太網(wǎng)本地治理接口標(biāo)準(zhǔn)
• 開發(fā)城域以太網(wǎng)服務(wù)與802.1Q通道（也稱為標(biāo)記棧或Q-in-Q）技術(shù)的集成

最后，也許也是最重要的，思科將于2004年第一季度提供第一款VPLS功能。此功能將在Cisco 7600系列路由器上提供，該路由器已被全球服務(wù)供給商廣泛部署在城域以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中。7600系列上的初始VPLS功能將支持利用千兆位以太網(wǎng)、POS OC-12或POS-OC 48接口與VPLS核心的PE連接。Cisco 7600系列上的VPLS功能將支持10GB以太網(wǎng)接口。

Cisco 7600系列VPLS功能基于Sajassi/Lasserre草案。思科將繼續(xù)對(duì)此功能進(jìn)行改進(jìn)，以便在標(biāo)準(zhǔn)公布后能夠符合最終的VPLS標(biāo)準(zhǔn)。

Cisco 7600系列的VPLS功能已得到幾家主要服務(wù)供給商的測(cè)試，從2004年開始，將用于支持多點(diǎn)L2 VPN服務(wù)。思科非常愿意支持其它服務(wù)供給商的工作，協(xié)助他們完成Cisco 7600系列VPLS功能的測(cè)試。