技术要点及产品介绍doc69-工艺技术(编辑修改稿)

技术要点及产品介绍doc69-工艺技术(编辑修改稿)内容摘要：

及核心设备分发标签，基于路由协议 OSPF、 ISIS、 RIP、 EIGRP 或 BGP，建立标记交换路径。 MPLS 的的 工工 作作 机机 制制 最简单的方法是看一个数据怎样在具有 MPLS 功能的服务商网络中传递 此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 第 18 页  第一步： 网络可自动生成路由表，因为 CISCO 路由器或 ATM 交换机可参与内部网关协议如 OSPF 信息交换。 LDP 使用路由表中的信息去建立相邻设备的标记值，这个标记创建了 LSP，预先设置了与最终目的地之间的对应关系，不象 ATM永久虚电路，需要人工设置 VPI/VCI， MPLS 的标签是自动分配的。  第二步： 一个数据包进入边缘 LSP 时，它会被处理，决定需要哪种第三层的服务，例如 QoS 和带宽管理。 基于路由和策略的需求，边缘 LSR 有选择地放入一个标签到数据包头中，然后转发。  第三步： 位于网络核心的 LSR 读每一个数据包的标记，并根据交换表替换一个新的，然后。 这个动作将会在所有中心设备中重复。  第四步 在出口边缘的 LSR，除去标记，读数据包头，将其转发到最终目的地。 对于新加的 IP 商业服务， MPLS 最显著的益处在于能够分配标签，这有非常特殊的意义，不同的标签可以区分路由信息、应用类型和服务级别，在 下面将会进行讨论。 此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 第 19 页 MPLS 标签类似于中心设备中预先计算好的交换表，并含有第三层信息，允许每个交换机自动将每个数据包赋与正确的 IP 服务，表是预先计算的，因此没有必要在每一跳都重新处理数据包，这样不仅仅使数据流量分类成为可能，例如将 besteffort 数据流与基于重要任务的数据流分开， MPLS 还可提供高扩展性。 MPLS 减少了数据转发分析 IP 包头的时间，因为它使用了标记交换的机制，标签只受本地局限，因此，用尽标签的可能性几乎没有，这种特性是实施 IP增值服务的基础，如 QoS， VPNTracfficEngineering。 让我们通过一个例子进一步了解数据包是怎样被转发的。 此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 第 20 页 一个流入的数据包到达边缘 LSR 时，它将读包的目的地址的前辍， ，下一步，这个边缘 LSR 查看交换表中目的地址，加入对应的标签 4，然后通过端口 1 发出。 在中心的 LSR 读到这个标记，然后在交换表中查找对应的标签，然后用标签9 取代 4，从端口 0 转发。 在出去的边缘 LSR 查看标签 9，在此除去数据包的标签，从端口 0 出去。 注意在网络的核心， IP 的转发信息只是用来建立标记交换表，并没有直接参与转发。 基基 于于 MPLS 的的 服服 务务 质质 量量 （（ QoS）） 不同的商业数据有不同的价值。 不同的数据类型，例如图像，在网络中的成功传送需要特殊的要求。 IP 网络中的 QoS 赋予设备一种智能，使他们能够依据网络策略优先处理某些数据， QoS 可以让网络管理者们控制网络带宽、延此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 第 21 页 迟、抖动和数据丢失。 QoS 不是设备上的功能，也不仅是数据链接层的功能，QoS 是一个端到端的系统体系，一个功能强大的 QoS 解决方案包括广泛的技术，并在整个网络中可提供良好的扩展性，和不依赖于任何介质的服务，并且具有系统功能监测能力。 建立一个有效的 IPQoS 计划的关键是扩展性，由于服务商网络 的巨大数据流量，所以基于数据流的 QoS 并不实际。 一种损失最小的提供高层的服务质量途径是实施服务分类 (CoS)。 CoS 使服务商把数据分类到一个可管理的服务数量等级，在此，所有属于同一级的应用将受到同等对待。 例如，一个服务商可以实行三种服务分类：高优先级、低延迟，重大任务得到保障的服务级，低优先 besteffort 级。 每个服务级都被适当标价，用户可根据实际需求购买。 例如，用户可能想买有保障和低延迟的服务来实施视频会议和 SMTP 和 FTP。 网络中 QoS 的正确布署并发挥最大功效，是需要各部分协调工作的。 由于QoS 需要大量处理计算， CISCO 会把这些工作分配到边缘与核心设备，他们可能是交换机或路由器，这种方法就好象一个低速高接触的边缘设备和高速、低接触的核心设备去优化网络效率和扩展性。 边缘交换机和路由器做了大量处理工作，进行数据流的识别和基于用户策略的数据包的分类，边缘设备提供带宽管理，核心设备加速具有 QoS 数据包的转发。 利用 CISCOIOS 部件建立基于 MPLS 的端到端的 QoS 结构：  IP 优先级：使用 IP 包头的三位来标记数据包的级别 (最多可获得 8个级别 )。 这个操作是在边缘设备进行的，核心设备处得到加强，在 IP+ATM 网络中，不同的标签被用来表示不同的优先级。  承诺的接入速率 (CAR)：两项功能－数据包分类和带宽管理。 CAR 分析数据包，并根据数据包的信息进行服务分类，由于这是在第三层做的，不同的属性如源地址、目的地址、协议类型可被用来分类数据包， CAR 可为某种特定的数据流量做带宽分配。 为了加强用户网络策略，管理者可设置多项三层此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 第 22 页 的阈值，例如应用和协议。 如果一个数据流超过所定阈值，不同的反应就会出现。 例如丢掉多余的数据包或以低优先级处理。  加权随机早检测 (WRED)：在拥塞发生前，进行检测，通过减小数据传送速度防止拥塞。 WRED 有选择的丢掉数据包，它会警告 TCP 发送者去减缓发送速度，权值会被分配给不同的服务类别，导致低优先级的数据会比高优先级的数据有明显的延迟。  基于分类的加权公平排队 (CBWFQ)：提供在边缘和核心设备重新对数据包排序和控制延迟的能力。 通过给不同的服务类别分配不同的权值，交换机可以对每一个服务门类进行缓存和带宽管理。 这个机制限制了对时间敏感的数据流如语音和图像的时延。 MPLS：： 实实 施施 了了 IP 和和 ATM 的的 QoS 和和 第第 三三 层层 的的 Traffic Engineering。 MPLS 可以使 QoS 应用于庞大的路由和交换的网 络中，因为服务商可以指定不同的标签具有特定的含义，如表示服务类别。 传统的 ATM 和 FR 网络所实施的服务分类是基于点到点的虚电路，但对于 IP 网络而言扩展性不好。 把数据流在边缘设备进行分类，使得服务商能够管理和控制整个网络的服务分类。 如果服务提供商是根据服务级别来管理网络，而不是基于点到点的连接，他们可提高有效性并保持功能性。 与基于每个电路的管理相比，基于 MPLS 的CoS 有效性更高，复杂性更小。 利用 MPLS 来建立 CoS 可减少对每条电路的配置。 整个网络更易于应用和控制。 在 MPLS 流中有两个地方可以标识服务级别。 第一处是 IP 优先级，可以提供 8 个服务级别。 这个标识被复制到 MPLS 数据头的 CoS 字段，它将在路由核心得到应用。 另外， MPLS 可以使用不同的标签来指定服务级别，这样交换机可自动了解哪种信息流需要分配到优先级队列。 这种机制被用于IP+ATM 的网络中，但也可用于路由器网络。 到目前为止， MPLS 支持多达 8个服务级别，与 IP 优先级数量相同。 既然有更多的标签可以使用，将来 MPLS会有更多的服务级别。 使用标签，服务级别的数量实际上不受限制。 此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 第 23 页 CISCOIOS软件为服务提供商在 IP+ATM网络中使用 IPQoS提供了很多 选择，在这里，我们提出两个具有代表性的模型。 第一个使用了 ATM 论坛的可用比特率 (ABR)，第二个是使用多标签虚电路。 a) 用于 IP QoS 的 ATM ABR ABR 为相邻的交换机提供明确的反馈，所以他能够调整传输速率来阻止在ATM 核心的信元丢失，这样拥塞将被推至网络的边缘。 在 LSR 边缘的出口，WRED 可根据 IP 服务级别来决定队列。 当队列建好后， WRED 丢弃服务级别低的数据包，这使得 TCP 发送者减少传送速率来避免拥塞。 在边缘的数据包以先进先出的 (FIFO)的方式排队，对每个目的地使用一个单独的标签。 数据包一旦进 入 ATM 接口队列， ABR 可保证数据到达目的地，结果是，基于应用级服务级别的策略可保证传输数据，请注意，这种模式可保证传输，但不保证延迟。 此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 第 24 页 b) 用于 IP QoS 服务的多个 LVC 这种模式更为复杂，因为它以最高级别保证传输和延迟。 数据包分类、带宽管理和加权 RED 是以 ABR 模式进行应用的。 在多 LVC 模式中，针对每个目的地会使用一个不同的标签来指定一个服务级别。 使用这个标签，核心 LSR 应用 CBWFQ 来分配特定的带宽，并将每种服务级别放入缓存。 信元是根据级别来排队的，并以此来保证延迟。 在一个 CISCO IP+ATM LSR，对于不同的级别，可有 32 个分开的队列。 分配给每个服务级别的权值是相对的，而不是绝对的。 交换机能够将一种服务中未用的带宽分配给另一种服务，这将有利于带宽的利用。 CBWFQ 解决方案可确保只要存在未用的带宽，用户数据包即可传送，可是普通的 ATMVC在拥塞时，即使在其它 VC 存在可用的带宽，也要丢弃数据。 此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 第 25 页 c) MPLS 的数据传输流量管理 MPLS 实现了一种完美的 Traffic Engineering 机制。 Traffic Engineering 能够控制一个网络中的路由，减少拥塞并提高有效性。 IP 网络中有多条路径可到达目的地，仅仅依赖路由协议如 OSPF，某些路径会发生拥塞，而同时某些路径没有得到充分利用。 MPLS 可以使管理者明确地配置静态的 LSP，在特定的路径上传送数据，将来 MPLS 将自动建立明确路径来对流量进行均衡传送。 基基 于于 MPLS 的的 IP 虚虚 拟拟 专专 用用 网网 VPN 在 21 世纪将会被服务提供商广泛应用。 服务提供商受到挑战：他们的用户要求建立网络，可以将专用 intra 扩展到分支办公室。 这些基于 IP 的应用要求保密性、 QoS 和点到点的连接性。 用户要求易于使用的服务与局域此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 此资料来自 企业 () , 大量管理资料下载 第 26 页 intra 无缝结合。 服务提供商提供的 VPN 服务必须具有高扩展性、性价比高、满足用户广泛的需求，他们必须提供低耗费的、可管理的服务来吸引新的市场，为增值服务奠定基础。 帧中继和提供多服务的 ATM 可提供保密性和 CoS，而 IP 可以带来端到端的连接性。 用于 CiscoATM 交换机中的 MPLS，使得网络供应商能为运作于 ATM结构上的 IP 服务带来好处。 服务供应商能够利用 MPLS 来建立一套完全崭新的级别。 基于 MPLS 的 IPVPN 是面向非连接的 IP 网络，同样可以象帧中继和提供 IP 服务级别一样具有保密性。 因为基于 MPLS 的 VPN 使运行更为有效， 提供商能够为用户提供低耗费、可管理的 IP 服务。 IP VPN 具有丰富的特性可以应用，服务提供商需要一些特性来区分不同类型的 IP 应用，用以提供保密性和 IP QoS，与 overlay IP 隧道、帧中继或 ATM相比，更为简单。 Overlay VPN 要求在帧中继、 ATM 或 IP 网络上建立隧道或加密，这种方案是建立在点到点连接的基础上的，需要对每条隧道或 VC 进行单独的配置，而且，既然数据是放在隧道中传送，电路不了解自己传送的是哪种类型的数据。 这种解决方案是以连接为中心的，而用户需要购买的是一个网络。 VPN 网络必须能 够通过应用类型得知数据类型，如语音、重要的应用或电子邮件。 网络可以很容易地根据 VPN 区分数据类型，而不用配置复杂的、点到点的连接。 进一步来说，网络需要具有通晓 VPN 的能力，使得服务提供商能够很容易地将用户和服务分组，提供用户所需的服务。 这是 VPN 具备的最基本功能。 MPLS 是一项将 VPN 通晓性带入交换式或路由式网络的技术，它使得服务提供商能够迅速、有效地在同一个网络结构中建立各种大小的。