基于MPLS技術(shù)的流量工程

服務(wù)提供商在支持IP服務(wù)方面面臨著挑戰(zhàn)，這需要他們能夠使現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)具有流量工程管理。服務(wù)提供商要求IP over ATM這種方式下的流量工程在純IP結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中也要得到體現(xiàn)。MPLS正是一種ATM和純IP網(wǎng)共存情況下提供流量工程，并且避免兩個分立網(wǎng)絡(luò)的管理技術(shù)。

全世界的服務(wù)提供商都在尋求更可靠的、有差異性的服務(wù)，以跟上互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展以及不斷增長的用戶需求，這就需要服務(wù)提供商能夠嚴(yán)格地控制網(wǎng)絡(luò)資源的分配和網(wǎng)絡(luò)吞吐量。對于在網(wǎng)絡(luò)的物理拓撲結(jié)構(gòu)上映射通信流量的過程，以及為這些通信流量的資源定位就叫做流量工程。它是當(dāng)今服務(wù)提供商最難處理的任務(wù)之一。

理想的流量工程解決方案是根據(jù)業(yè)務(wù)需要分配網(wǎng)絡(luò)資源，它應(yīng)該具有將通信流量映射到特殊路徑和專用資源上以實現(xiàn)負載均衡的方法。一個具有流量工程的網(wǎng)絡(luò)可以利用面向連接的技術(shù)來實現(xiàn)，如ATM和幀中繼。然而，將多種技術(shù)混合起來的網(wǎng)絡(luò)，需要各自的網(wǎng)管系統(tǒng)來管理，操作上帶來很大的不便。

一個純的IP網(wǎng)絡(luò)可以基于MPLS協(xié)議實施流量工程，通過提供不同的業(yè)務(wù)和可控性的網(wǎng)絡(luò)獲取利益。我們迫切需要一個具有流量工程設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能夠根據(jù)流量需求進行網(wǎng)絡(luò)資源的排隊管理，以較低的成本創(chuàng)建一個確定性的網(wǎng)絡(luò)，以及通過SLA提供不同的業(yè)務(wù)類型。因此，在下一代的IP網(wǎng)絡(luò)中，流量工程會成為MPLS協(xié)議最廣泛的應(yīng)用之一。

MPLS多協(xié)議標(biāo)記交換融合了IP路由技術(shù)、ATM 的QoS及第二層的交換技術(shù)，使得以上的流量工程模式可以部署在基于IP的網(wǎng)絡(luò)，其中包括ATM網(wǎng)上承載IP業(yè)務(wù)的模式。它允許為網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流預(yù)先建立一條路徑。這些預(yù)留的路徑占用特殊的網(wǎng)絡(luò)資源，既可被手工設(shè)定為顯式路徑，也可根據(jù)需要自動生成最佳的路徑。

基本上講，MPLS類似于ATM技術(shù)，它是專門為IP設(shè)計的，但同時又支持ATM和PoS等不同的傳輸媒體。標(biāo)記交換路徑(LSP)的路徑建立，根據(jù)流量需要和鏈路承載能力，數(shù)據(jù)流被映射到相應(yīng)的路徑上。數(shù)據(jù)流通過哪條路徑轉(zhuǎn)發(fā)取決于該數(shù)據(jù)流被分配了什么樣的標(biāo)記。因此，不同于傳統(tǒng)的IP目的地址，MPLS中的標(biāo)記被用于將數(shù)據(jù)包沿著選好的路徑在網(wǎng)絡(luò)中傳送。目前，MPLS可用兩種控制協(xié)議CR-LDP和RSVP建立路徑，他們在支持流量工程時具有同等的效力。另外，這兩種控制協(xié)議均支持隱式和顯式路由。

流量工程的骨干具備管理路由器資源的能力，這對于網(wǎng)絡(luò)中每臺路由器是必需的。另外，網(wǎng)絡(luò)中每一臺路由器的容量及性能必須能在全網(wǎng)中共享，以便通過集成在具有MPLS功能的邊緣路由器(LER)或者是邊緣標(biāo)簽交換路由器(edge-LSR)中的集中式流量工程處理功能進行LSP的計算。需要明確指出的是，流量工程處理功能必須能訪問以下信息：LSP終端節(jié)點(也就是目的IP地址)，一個完整的網(wǎng)絡(luò)拓撲以便計算潛在路徑，以及網(wǎng)絡(luò)中所有路由器的資源可用性以便計算路徑的容量。