MPLS：ATM與IP結(jié)合新模方式

2019-11-04 10:07:08

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供稿：網(wǎng)友

　　面對Internet的諸多制約，如何實(shí)現(xiàn)端到端的轉(zhuǎn)發(fā)和控制、如何實(shí)現(xiàn)QoS機(jī)制困擾著人們。基于標(biāo)記交換，不斷有公司提出自己的方案。然而，這一切不僅未解決ip問題，反而使網(wǎng)絡(luò)本身變得更加復(fù)雜。直到多協(xié)議標(biāo)記交換（MPLS）的出現(xiàn)，提出了將ATM特性與IP結(jié)合的新模式，終于——MPLS為網(wǎng)絡(luò)帶來轉(zhuǎn)機(jī)。

作為七家運(yùn)營商之一的中國網(wǎng)通推出了其基于MPLS技術(shù)的IP-VPN服務(wù)。網(wǎng)通與實(shí)達(dá)集團(tuán)在福州正式簽約，網(wǎng)通將為實(shí)達(dá)集團(tuán)在全國的11個辦公地點(diǎn)提供MPLS VPN接入服務(wù)。在剛剛結(jié)束的電信展上，加拿大環(huán)球電訊公司也全面展示了其MPLS IP VPN業(yè)務(wù)。一時間，MPLS成為業(yè)界倍受矚目的焦點(diǎn)。

網(wǎng)絡(luò)的需求

多協(xié)議標(biāo)記交換（MultiPRotocol Label Switching，MPLS）是一種介于第二層和第三層之間的標(biāo)記交換技術(shù)，是專門為IP設(shè)計(jì)的，可以將第二層的高速交換能力和第三層的靈活特性結(jié)合起來，使IP網(wǎng)具備高速交換、流量控制、QoS等性能。它的產(chǎn)生伴隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

多年以前，人們期盼ATM能做任何事情，隨著Internet的發(fā)展，人們試圖通過ATM傳語音、傳圖像，但由于ATM自身的一些限制，使得它無法適應(yīng)Internet高速發(fā)展的今天。同時，由于點(diǎn)到點(diǎn)的連接，人們難以承受其高昂價(jià)格以及對帶寬資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。然而，由于IP網(wǎng)的開放性，人們又很難實(shí)現(xiàn)端到端的連接，同時，語音數(shù)據(jù)包的傳輸也帶來了很多問題。因而，將ATM網(wǎng)和IP網(wǎng)合二為一是人們早期的一個初衷。

MPLS：ATM與IP結(jié)合新模方式（圖一）

當(dāng)時最早采用的方式是IP over ATM，但碰到了非常多的問題和困難，如IP地址與ATM地址之間的映射問題。ATM的優(yōu)點(diǎn)在于其固定長度的包，主要特點(diǎn)用硬件實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)，因?yàn)楣潭ㄩL度的包，只看到包頭的這些轉(zhuǎn)發(fā)信息就可直接轉(zhuǎn)發(fā)。因此，硬把兩個協(xié)議捆綁在一起不能成功，也不能真正推廣。后來，另外一些人試圖嘗試把兩種協(xié)議的優(yōu)勢結(jié)合起來，即將傳統(tǒng)的ATM網(wǎng)的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制和IP網(wǎng)的尋址和路由的機(jī)制結(jié)合起來，這就產(chǎn)生了IP交換技術(shù)，進(jìn)而通過IETE組織推出了MPLS協(xié)議。

運(yùn)營商的需要

盡管網(wǎng)絡(luò)需求與日俱增，但由于帶寬價(jià)格大幅下滑，因而服務(wù)商的收入越來越少。對于新的服務(wù)商來說，要想找到一家投資，困難自不必說，而對那些負(fù)債在身的運(yùn)營商們，也很難有新的資金進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建造。盡管如此，人們并沒有因此就停止對新服務(wù)的要求，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)最終還要繼續(xù)發(fā)展。假如服務(wù)商們還想從網(wǎng)絡(luò)中得到新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，則必須尋求新的服務(wù)和技術(shù)，然后才能為用戶提供更好的、更智能化的服務(wù)。因此，盡管碰到了種種困難，服務(wù)商還在繼續(xù)投資網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廠商。另一方面，服務(wù)商們已投入了大量的資金建設(shè)骨干網(wǎng)絡(luò)，但這些骨干網(wǎng)并沒有被充分利用，網(wǎng)絡(luò)最后一公里的的限制阻礙了網(wǎng)絡(luò)入戶的速度，從而成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中的一個瓶頸。

多數(shù)的服務(wù)商表示，在選擇新的骨干網(wǎng)時，MPLS將是他們的首選。因此，在未來的一段時間內(nèi)，MPLS將會和ATM、SDH、DWDM一起，并駕齊驅(qū)在骨干網(wǎng)絡(luò)的大軍中，并在未來的幾年內(nèi)在眾多的技術(shù)中脫穎而出。有調(diào)查顯示，在未來的幾年內(nèi)，在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的骨干網(wǎng)中，只有MPLS技術(shù)表現(xiàn)出極好的發(fā)展前景，并在未來的歐洲網(wǎng)絡(luò)市場中占有中心地位，如圖所示。之所以會出現(xiàn)這樣的情形，是因?yàn)镸PLS通過分層次服務(wù)和新服務(wù)為IP網(wǎng)絡(luò)帶來巨大的效益。同時，利用MPLS能夠使網(wǎng)絡(luò)變得更為簡單，將IP和ATM合并在一起。

MPLS應(yīng)用領(lǐng)域

MPLS對網(wǎng)絡(luò)的影響主要在三個方面：

在IP網(wǎng)絡(luò)的QoS方面；

在IP網(wǎng)絡(luò)的流量工程方面；

在IP網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)功能方面，如VPN。

VPN 由于地區(qū)和運(yùn)營商各不相同，因而人們對MPLS上述三方面的需求也會有所側(cè)重。在美國，發(fā)展較快、應(yīng)用較多的是MPLS在流量工程方面的應(yīng)用。因?yàn)槊绹木W(wǎng)絡(luò)歷史比較長，從很老的產(chǎn)品到現(xiàn)在最新的產(chǎn)品都用在網(wǎng)絡(luò)上。整個網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)就像蜘蛛網(wǎng)一樣，比較復(fù)雜。在這種情況下，怎么利用已有的資源、已有的通路，就需要仔細(xì)地調(diào)整在不同通路上的流量分配，充分利用網(wǎng)絡(luò)。MPLS在流量工程方面的功能恰好可以得到很好的利用。

但是在歐洲、中國等地區(qū)，由于IP網(wǎng)發(fā)展相對較晚，但發(fā)展速度很快，在這種情況下建立起來的網(wǎng)絡(luò)帶寬較高，如中國現(xiàn)在新建的網(wǎng)絡(luò)帶寬都在2.5G左右。因此，流量工程對網(wǎng)絡(luò)的益處相對來說不如美國那么明顯。另一方面，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供給商把對在MPLS提供的增值服務(wù)需求提到了議事日程，其中最迫切的就是VPN業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商希望在IP網(wǎng)上開出類似幀中繼、ATM這種虛擬專網(wǎng)的服務(wù)。

運(yùn)營商要想開展VPN業(yè)務(wù)就需要好的平臺、好的技術(shù)，運(yùn)營商也在等待MPLS的開放性。對服務(wù)商而言，MPLS能對Internet產(chǎn)生巨大的影響，它將減少網(wǎng)絡(luò)阻塞并提供更好的端到端服務(wù)。而將來利用MPLS建成的公眾IP數(shù)據(jù)網(wǎng)，不僅僅是Internet，更主要的是為許多企業(yè)提供服務(wù)質(zhì)量(QoS)和穩(wěn)定性更好的VPN應(yīng)用。MPLS能夠在不同的網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)間建立起有保證的帶寬連接以及其它的QoS特征服務(wù)。其中最基本的一點(diǎn)是，通過流量控制，能夠使網(wǎng)絡(luò)有效地減少擁塞、使流量平均分配。

MPLS發(fā)展前景

骨干走向邊緣

隨著MPLS應(yīng)用的不斷升溫，無論是產(chǎn)品還是網(wǎng)絡(luò)，對MPLS的支持已不再是額外的要求，而應(yīng)該是必備的功能。此外，MPLS從骨干網(wǎng)走向邊緣網(wǎng)也是一種越來越明顯的趨勢，這一進(jìn)程將給邊緣網(wǎng)帶來更多的帶寬、更高的智能和更多的服務(wù)。在接入網(wǎng)中，利用MPLS的技術(shù)承載以太網(wǎng)，會使網(wǎng)絡(luò)更易升級和富有彈性。普通的以太網(wǎng)在每個骨干網(wǎng)中只能處理4000個VLAN，MPLS能使每個路由器支持最多100萬個標(biāo)記。因此，核心路由器廠商支持MPLS自然是毫無疑問的，邊緣路由器廠商此時也開始關(guān)注MPLS。

替代ATM

當(dāng)初，人們是在ATM網(wǎng)上提供IP的服務(wù)。目前，從發(fā)展趨勢來看，人們只是希望在IP網(wǎng)上提供類似ATM的服務(wù)。因此，MPLS將在IP網(wǎng)上發(fā)展，因?yàn)槟壳巴耆娲鶤TM還不可能。因此，人們將逐漸把ATM限制在一小部分有非凡需求的地方，如一些像專網(wǎng)用戶租特定的帶寬，并在該線路上實(shí)現(xiàn)電話和電視會議。

結(jié)合底層光設(shè)備

從整個網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向來看，在未來的核心網(wǎng)上，所有新的運(yùn)營商在第一時間內(nèi)建立的骨干Internet網(wǎng)都是光結(jié)點(diǎn)。MPLS不再單一存在，它將與底層的光設(shè)備相輔相成。以前的IP是第一層、第二層、第三層在一起，現(xiàn)在，利用MPLS的基礎(chǔ)，IP與底層的光設(shè)備結(jié)合起來，讓光去識別IP路由，即光是基于IP來驅(qū)動，將來的網(wǎng)絡(luò)核心是波長路由，外面是一種大路由，這是以后大網(wǎng)核心的必然。對運(yùn)營商來講，今天的網(wǎng)絡(luò)與以后的網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系是，所有今天的電信的其他網(wǎng)，如DDN專線網(wǎng)、ATM的中繼網(wǎng)等，都是將來整個大網(wǎng)絡(luò)的接入結(jié)點(diǎn)。這個網(wǎng)不會摒棄以前所有的技術(shù)和產(chǎn)品，而是把它們結(jié)合進(jìn)來，只是所有的應(yīng)用都要以IP的形式來做，所有的東西都會以IP的形式終結(jié)在Internet和路由階層中去。

早在1995年，IBM就提出IP over Everything，即IP可以跑在任何第二層的載體上。2000年是Everything over IP，即網(wǎng)絡(luò)從上三層到下三層都是IP界面。從應(yīng)用角度來看，根據(jù)將來用戶的不同的接入形式，不論企業(yè)大小，都會以不同的形式找到網(wǎng)址。總之，把握IP就等于把握未來。

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