MPLS技术流量工程、服务等级(CoS)、虚拟专网应用

MPLS因其面向连接和开放的结构而得到广泛应用。目前，在大型ISP网络中，MPLS主要有三种应用:流量工程、服务等级(CoS)和虚拟专网(VPN)。

1.流量工程

随着网络资源需求的快速增长、IP应用需求的扩大和市场竞争的日益激烈，流量工程已经成为MPLS的主要应用。由于IP选择遵循最短路径原则，在传统IP网络上实现流量工程非常困难。传统的IP网络一旦为一个IP包选择了一条路径，无论链路是否拥塞，IP包都会沿着这条路径传输，导致整个网络在某个地方过度利用资源，而在其他地方，网络资源是闲置的。

在MPLS中，流量工程可以将业务流从IGP计算的最短路径转移到网络中可能的、无堵塞的物理路径，通过控制IP包在网络中的路径，避免业务流向拥塞的节点，实现网络资源的合理利用。

流量管理机制主要包括路径选择、负载平衡、路径备份、故障恢复、路径优先级和碰撞等。

MPLS非常适合为大型ISP网络中的流量工程提供基础，原因如下:

(1)支持确定路径，并为每个LSP定义一个确定的物理路径。

(2)LSP统计参数可用于网络规划和分析，以确定瓶颈，掌握中继线的使用。

(3)基于约束的路由使LSP能够满足特定的需求。

(4)不依赖特定的数据链路层协议，可以支持多种物理和链路层技术(IP/ATM、以太网、PPP、帧中继、光传输等)。)，可以运行在基于分组的网络上。

2.服务等级

MPLS最重要的优点是可以提供传统IP路由技术无法支持的新业务，提供更高层次的基础服务和新的增值服务。互联网上传输的业务流包括传统文件传输、对延迟敏感的语音和视频业务等不同应用。为了满足客户的需求，ISP不仅需要流量工程技术，还需要业务分级技术。MPLS为处理不同类型的业务提供了极大的灵活性，可以为不同的客户提供不同的业务。

MPLS的QoS是由LER和LSR共同实现的LER上对IP包进行分类，将IP包的业务类型映射到LSP的服务水平；在LER和LSR上同时进行带宽管理和业务量控制，从而保证每项业务的服务质量得到满足，改变传统IP网络的尽力而为状态。基于MPLS的服务水平转发一般采用两种方法。

(1)当业务流经特定的LSP时，根据MPLS报头中的优先级在每个LSR输出界面排队。

(2)在一对边缘LSR之间提供多个LSP，每个LSP可以通过流量工程提供不同的性能和带宽保证。例如，入口LSR可以将一个LSP设置为高优先权，另一个LSP设置为中等优先权。

3.虚拟专网

为了给客户提供可行的VPN服务，ISP应该解决VPN中数据保密和专用IP地址重复使用的问题。由于MPLS的转发是基于标签的值，不依赖于分组报头中包含的目的地址，所以这两个问题得到了有效的解决。

(1)MPLS的标签堆栈机制使其具有灵活的隧道功能用于构建VPN，通常采用两级标签结构，高一级标签用于指明数据流的路径，低一级的标签用于作为VPN的专网标识，指明数据流所属的VPN。

(2)通过一组LSP为VPN中的不同网站提供链接，通过标签路由协议更新或标签分配协议分发路由信息。

MPLS的VPN识别机制支持多个VPN具有重叠特殊地址空间。

(4)每个入口的LSR根据包的目的地址和VPN关系信息将业务分配给相应的LSP。

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