在MPLS上做文章

2019-11-04 11:01:05

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供稿：網(wǎng)友

　　多年來，運(yùn)營商們依靠傳統(tǒng)的時分復(fù)用技術(shù)（TDM）、幀中繼（Frame Relay ）以及異步傳輸模式（ATM）等業(yè)務(wù)提供連通服務(wù)。然而，提供這些服務(wù)需要承受運(yùn)營不同網(wǎng)絡(luò)的高額成本，而且，現(xiàn)行傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)難以提供更高的帶寬服務(wù)，而提供更高帶寬已十分需要。以上窘境正迫使運(yùn)營商們轉(zhuǎn)而投向更新、更為經(jīng)濟(jì)高效的技術(shù)，即以太網(wǎng)（Ethernet）、網(wǎng)際協(xié)議（ip）以及多協(xié)議標(biāo)記交換網(wǎng)（MPLS）。

　　同傳統(tǒng)技術(shù)相比，以太網(wǎng)和IP能使網(wǎng)絡(luò)具備更大的靈活性，傳輸高性能帶寬及全新服務(wù)；而MPLS則使這些新服務(wù)盡可能達(dá)到“運(yùn)營級”，從而得以提供具有連接行為的、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)以及卓越的可靠性。以上優(yōu)點通常是傳統(tǒng)技術(shù)所具有的。

　　最近，人們對于基于二層MPLS服務(wù)的愛好逐漸升溫，該服務(wù)支持局域網(wǎng)和傳統(tǒng)傳輸，成本較低且易于治理。VPLS是快速成長起來的基于二層 MPLS的一項服務(wù)，它提供多點連接，能夠在多個站點間搭建企業(yè)局域網(wǎng)，并使其從表面看來仿佛處于同一局域網(wǎng)中。

　　本專題將對VPLS進(jìn)行綜述，介紹了VPLS以及以太城域網(wǎng)等具有可行性的最新服務(wù)。本專題還對VPLS服務(wù)的基本運(yùn)作和有關(guān)配置進(jìn)行說明，同時重點介紹個別正在進(jìn)行之中的標(biāo)準(zhǔn)工程項目。請看VPLS之——

　　 1 VPLS技術(shù)面面觀

在MPLS上做文章（圖一）

　　圖1 以太網(wǎng)多點“仿真局域網(wǎng)”（E-LAN）服務(wù)

在MPLS上做文章（圖二）

　　圖2 VPLS作為 IEEE Learning Bridge（學(xué)習(xí)橋接）進(jìn)行運(yùn)作

　　最新的MPLS 二層解決方案提供了一項名為虛擬專用局域網(wǎng)服務(wù)（VPLS）的以太網(wǎng)多點服務(wù)。眾多的用戶站點可以通過VPLS同時實現(xiàn)通訊，如同各自通過專有以太局域網(wǎng)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)連接一般。（見圖1）

　　 VPLS在二層上就能夠?qū)崿F(xiàn)IP VPN在三層上所能夠提供的服務(wù)，例如，多點連接服務(wù)。最主要的區(qū)別在于用戶邊緣設(shè)備（簡稱CE）與運(yùn)營商邊緣設(shè)備（簡稱PE）所使用的接口不同。在IP VPN服務(wù)中，CE是IP路由器，而在VPLS中，CE則可成為以太網(wǎng)網(wǎng)橋/交換機(jī)/集線器或路由器，在答應(yīng)不同站點間進(jìn)行IP數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r，也可進(jìn)行非IP數(shù)據(jù)的傳輸。

　　 VPLS服務(wù)的基本運(yùn)營采用標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議（簡稱LDP），在所有的PE節(jié)點間構(gòu)建全網(wǎng)性標(biāo)記交換通路(簡稱LSP)。同樣的底層IP/MPLS協(xié)議被用于信號和路由環(huán)路，比如UDP、 TCP、 LDP、RSVP-TE 和OSPF-TE、ISIS-TE等。第一項措施就是在參與VPLS服務(wù)的所有PE節(jié)點間構(gòu)建LSP的全網(wǎng)狀連接。

　　為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，編號為ietf-l2vpn-vpls-ldp-01.txt的草案非凡指出：采用LDP構(gòu)建全網(wǎng)狀連接通道。為了實現(xiàn)外層通道的全網(wǎng)狀連接，PE設(shè)備根據(jù)指定的用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議(UDP)來決定自己的鄰居，然后建立TCP會話，緊接著采用LDP請求和LDP映射機(jī)制發(fā)出信號，要求創(chuàng)建LSP。

　　當(dāng)在所有的PE節(jié)點間建好LSP通道全網(wǎng)狀連接之后，VPLS服務(wù)需要定義一個VPLS ID，然后獲得每個PE信號，然后建立VPLS-ID或者虛電路標(biāo)記（VC Label）。

　　為了構(gòu)建VPLS 或 VC-ID通道，每個PE向VPLS服務(wù)里的其他PE發(fā)起“目標(biāo)LDP”會話，從而在外層LSP通道里建立起雙向虛電路—VC，或VPLS LSP。

　　一旦 VC LSP建立成功之后，它們將以單個的雙向以太網(wǎng)虛線鏈接方式作為以太網(wǎng)端口提供VPLS的終端。上述活動在所有PE節(jié)點間創(chuàng)建了一個邏輯網(wǎng)橋，由此VPLS服務(wù)作為標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 802.3學(xué)習(xí)橋接進(jìn)行運(yùn)作。這些活動實際上將MPLS網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為“虛擬專用局域網(wǎng)服務(wù)”，同時也成為有效的網(wǎng)橋，如圖2所示。

　　 ietf-l2vpn-vpls-ldp-01.txt草案定義了VPLS服務(wù)的所有基本運(yùn)作和MPLS網(wǎng)絡(luò)作為學(xué)習(xí)橋接的性能規(guī)定。為了支持VPLS功能，除了在參與同一VPN并在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)內(nèi)作為MPLS PE的PE節(jié)點間建立通道和VC LSP之外，每個PE節(jié)點還必須執(zhí)行基本的網(wǎng)橋性能。

　　 VPLS最基本的橋接功能包括：

　　 ●在每個LSP內(nèi)部進(jìn)行MAC的自學(xué)習(xí)和適應(yīng)

　　 ●未知框架的擴(kuò)散功能

　　 ●未知的、多點傳送以及廣播信息包的復(fù)制功能

　　 2 VPLS要進(jìn)入運(yùn)營商的視野

在MPLS上做文章（圖二）

　　圖3 以太網(wǎng)與 SONET/SDH累計資本支出節(jié)省狀況對比示意圖

在MPLS上做文章（圖二）

　　圖 4 單個城域網(wǎng)的城域以太網(wǎng)運(yùn)營支出節(jié)省狀況示意圖

在MPLS上做文章（圖二）

　　圖 5 以太虛擬專用局域網(wǎng)服務(wù)與傳統(tǒng)幀中繼和ATM服務(wù)原始服務(wù)的運(yùn)營支出節(jié)省狀況對比示意圖

　　城域以太網(wǎng)論壇（MEF）出版了一份報告，將光以太網(wǎng)和下一代SONET/SDH結(jié)合的解決方案與單一的傳統(tǒng)SONET/SDH解決方案加以比較，深入分析了服務(wù)供給商擴(kuò)建城域網(wǎng)的資本性支出（Capex）。圖3顯示了“MEF資本性支出”（MEF Capex）研究所涉及的城域網(wǎng)絡(luò)。城域核心網(wǎng)（Metro Core）由全網(wǎng)狀連接的10G流量網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，連通四個主要的接入點(POP)；城域接入網(wǎng)（Metro access）則為最大流量為1G的接入環(huán)路。

　　該模型假定在三年多的時間內(nèi)向300個多租戶單元(Multi-Tenant Unit-MTU)和1625家大中型企業(yè)站點的指定客戶提供服務(wù)。該模式假定多租戶單元的用戶爭取率約為50％，大中型企業(yè)站點為10％至15％。通過結(jié)合采用光以太網(wǎng)和下一代SONET/SDH技術(shù)，即可以支持一整套運(yùn)營級以太網(wǎng)的性能，包括本地以太網(wǎng)用戶接入（10M，100M和1G）、集成光傳輸、以太網(wǎng)交換、統(tǒng)計性多路復(fù)用技術(shù)、靈活的按需分配帶寬服務(wù)等。所提供的服務(wù)包括以太網(wǎng)接入、以太網(wǎng)專線以及以太網(wǎng)透明局域網(wǎng)（或VPLS）。

　　該研究比較了那些專為滿足猜測服務(wù)需求而設(shè)計的設(shè)備配置，包括機(jī)箱、線路卡、交換機(jī)結(jié)構(gòu)、電源供給和治理軟件以及備用成本等。研究結(jié)果顯示，同傳統(tǒng)的基于SONET/SDH的解決方案相比，在三年運(yùn)營期內(nèi)，結(jié)合采用光以太網(wǎng)和下一代SONET/SDH技術(shù)，可以為城域核心網(wǎng)和城域接入網(wǎng)節(jié)省資本性支出4600萬美元，或者說可比前者節(jié)省了超過39％的資本性支出（見圖3）。

　　城域以太網(wǎng)論壇（MEF）近期發(fā)表了另一份研究報告，將以太網(wǎng)專線和以太網(wǎng)專線局域網(wǎng)服務(wù)與傳統(tǒng)的專線和幀中繼服務(wù)加以比較，并深入分析了服務(wù)供給商的運(yùn)營支出(Opex)。該報告共研究了來自北美和歐洲的36家服務(wù)供給商，就他們向現(xiàn)有企業(yè)用戶提供城域以太網(wǎng)服務(wù)所涉及的主要運(yùn)營支出進(jìn)行了調(diào)查和比較。這些服務(wù)供給商包括RBOC、PTT、基于公共設(shè)施的競爭性本地交換運(yùn)營商（CLEC）和城市服務(wù)供給商以及大型服務(wù)供給商。

　　該研究是在假定底層網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)已經(jīng)存在的情況下，對向用戶提供上述服務(wù)所涉及的必要運(yùn)營步驟進(jìn)行的。這些步驟包括對于服務(wù)的計劃、配置、構(gòu)建、測試、監(jiān)測以及維護(hù)等。由于事先假定核心網(wǎng)絡(luò)元件或核心回路已經(jīng)存在，所以該研究不考慮核心網(wǎng)絡(luò)元件或核心回路的配置情況。

　　在采用上述假定的前提下，該研究的結(jié)論顯示：對于一個三年運(yùn)營期限的中型城市商業(yè)案例而言，同傳統(tǒng)的服務(wù)相比較，城域以太網(wǎng)服務(wù)可以節(jié)省23％的潛在運(yùn)營支出（見圖4）。

　　實現(xiàn)這些節(jié)省的主要原因，在于自動化的以太網(wǎng)服務(wù)運(yùn)作程序減少了訪問所需的中繼線和站點的數(shù)目。這顯著降低了人事成本，同時也降低了向用戶提供新服務(wù)和推出新增服務(wù)以及進(jìn)行變更所需的時間。此類節(jié)省隨著時間的推移而不斷累計并逐漸提高，因為第一年運(yùn)營期間需要大量的運(yùn)營功能來投放新服務(wù)，而隨后的運(yùn)營期間則側(cè)重于服務(wù)的維護(hù)。同時，隨著服務(wù)供給商運(yùn)營以太網(wǎng)服務(wù)經(jīng)驗的日趨成熟以及以太網(wǎng)治理和維護(hù)（OA&M）功能的進(jìn)一步發(fā)展，所節(jié)省下來的運(yùn)營支出將隨著時間的推移變得越來越可觀。圖5顯示了同傳統(tǒng)幀中繼或ATM服務(wù)相比，提供原始多站點虛擬連接實現(xiàn)以太虛擬專用局域網(wǎng)服務(wù)的運(yùn)營支出節(jié)省狀況。

　　運(yùn)營支出節(jié)省主要歸功于實施虛擬連接供給和測試等現(xiàn)場運(yùn)營時間的降低。同幀中繼或ATM環(huán)境相比，為了實現(xiàn)全網(wǎng)狀連接網(wǎng)絡(luò)，VPLS環(huán)境僅需要相對較少的虛擬連接。實現(xiàn)節(jié)省的另外原因歸功于計劃、確認(rèn)以及日程安排等后方支持工作所需時間的降低。對于美國和歐洲服務(wù)供給商而言，調(diào)查結(jié)論基本相同，這表明了虛擬連接供給的任務(wù)和成本具有廣泛的相似性。

　　對于服務(wù)供給商而言，同傳統(tǒng)服務(wù)相比，如VPLS等城域以太網(wǎng)服務(wù)具有較強(qiáng)的靈活性、可擴(kuò)展性和較低的成本，因而潛力巨大。VPLS能夠滿足企業(yè)用戶的購買標(biāo)準(zhǔn)，眾多服務(wù)供給商紛紛計劃于明年采用VPLS。對整體城域以太網(wǎng)服務(wù)，非凡是VPLS所進(jìn)行的市場猜測顯示：未來幾年內(nèi)，兩者將表現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長勢頭。最后，城域以太網(wǎng)和VPLS所具有的優(yōu)勢使服務(wù)供給商能夠通過引入資本支出和運(yùn)營支出顯著降低的最新以太網(wǎng)服務(wù)來獲取更多的盈利。

　　 3 采用瑞通VPLS解決方案提升城域網(wǎng)服務(wù)

在MPLS上做文章（圖三）

　　圖6 Completel的全國VPLS網(wǎng)

　　 Completel是法國以太網(wǎng)LAN到LAN市場的領(lǐng)先運(yùn)營商，為850多座大樓提供以太網(wǎng)接入服務(wù)。Completel首席技術(shù)官Jean Marie Le Monze表示：“為了與LAN到LAN服務(wù)需求保持同步，我們必須提升現(xiàn)有以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性能。”

　　為了進(jìn)一步提高LAN到LAN服務(wù)的可擴(kuò)展性，Completel正在通過升級其網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有的50多臺瑞通RS 8600多服務(wù)城域路由器和RS 38000城域核心路由器來實現(xiàn)VPLS。升級后的VPLS將答應(yīng)用戶站點在城域網(wǎng)區(qū)域內(nèi)部或者城域網(wǎng)區(qū)域之間進(jìn)行通訊，如同各自通過專有以太局域網(wǎng)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)連接一般。采用VPLS后，Completel的商業(yè)用戶將切身體驗到更出色的網(wǎng)絡(luò)可用性，并可以實現(xiàn)流經(jīng)所有站點的外觀且表現(xiàn)如一的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)（見圖6）。

　　全國性IP/ MPLS核心網(wǎng)將每個區(qū)域都互連起來。在每個區(qū)域內(nèi)部，瑞通RS 38000城域核心路由器如同SDH城域網(wǎng)環(huán)路一樣進(jìn)行環(huán)形拓?fù)洳渴稹Ｃ颗_RS 38000對于自身用戶而言作為二層PE路由器運(yùn)作，對于鄰近PE節(jié)點而言則作為P路由器運(yùn)作。其他的RS 8000城域路由器在主要的區(qū)域接入點(POP)作為P路由器以實現(xiàn)外部冗余。將城域核心網(wǎng)作為接入網(wǎng)的設(shè)計旨在實現(xiàn)IP服務(wù)聚合，從而答應(yīng)因特網(wǎng)傳輸和IP VPN服務(wù)在每一個區(qū)域的城域以太網(wǎng)內(nèi)傳輸，并以區(qū)域為基礎(chǔ)進(jìn)行匯聚，這與城域SDH網(wǎng)絡(luò)匯聚模式相似。

　　 Jean Marie Le Monze表示：“我們通過將所采用的瑞通RS路由器升級至MPLS，能夠提供基于VPLS的更可靠、更易擴(kuò)展的全國性網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)支持多點以太網(wǎng)VPN以及其他最新服務(wù)。瑞通公司一直是VPLS領(lǐng)域的先鋒，他們在二層MPLS解決方案方面豐富的經(jīng)驗讓我們輕松而無顧慮地作出了這個決定。”

　　瑞通網(wǎng)絡(luò)公司作為VPLS標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)方面的領(lǐng)導(dǎo)者，其正在推廣的VPLS解決方案有助于如Completel 等運(yùn)營商向其用戶提供最新的可盈利的服務(wù)。IETF最近采用了VPLS執(zhí)行方案，該方案就是Lasserre-vkompella草案，瑞通網(wǎng)絡(luò)公司首席網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)工程師Marc Lasserre是草案起草者之一。該草案將作為VPLS工作組文檔。

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