IP高速骨干網絡交換標準----MPLS

2019-11-05 02:09:19

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供稿：網友

　　1 多協議標簽交換
　　多協議標簽交換（MPLS,multi-PRotocol label switching）屬于第三代網絡架構，是新一代ip高速骨干網絡交換的標準，由因特網工程任務組（IETF）提出，由思科、ASCEND、3Com等網絡設備廠商主導。
　　

　　MPLS是集成式的IP over ATM技術（即在幀中繼或ATM交換上結合路由功能），數據包通過虛擬電路傳送，只需在OSI第二層（數據鏈結層）執行硬件式交換（取代第三層（網絡層）軟件式選路）。它把IP選路與第二層標簽交換整合為單一的系統，因此可解決Internet的路由問題，縮短數據包傳送的時延，加快網絡傳輸速度，適合于多媒體信息傳送。MPLS最大的技術特色是可以指定數據包傳送的先后順序，它使用標簽交換（label switching），網絡路由器只需判別標簽，即可進行傳送。
　　
　　MPLS的運作原理是為每個IP數據包提供一個標簽，并由此決定數據包的路徑及優先級。與MPLS兼容的路由器在把數據包轉送到其路徑前，僅讀取數據包標簽，無需讀取每個數據包的IP地址及標頭（網絡速度會加快），然后把所傳送的數據包置于幀中繼或ATM的虛擬電路上，并迅速傳送到終點路由器，減少數據包的時延。同時，按幀中繼或ATM交換機提供的Qos，對所傳送的數據包加以分級，大幅提升網絡服務品質，提供多樣化服務。
　　
　　2 網絡的需求
　　多年以前，人們期盼ATM能做任何事情，隨著Internet的發展，人們試圖通過ATM傳送話音和圖像，但由于ATM自身的一些限制，使它無法適應Internet的高速發展。同時，由于點到點的連接，人們難以承受其價格高昂和對帶寬資源的嚴重浪費。然而，由于IP網的開放性，人們又很難實現端到端的連接，同時話音數據包的傳輸也存在很多問題。因而，把ATM網與IP網合二為一是人們的初衷。
　　
　　3 主要技術的支持
　　最早采用的方式是IP over ATM，但碰到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的優點在于用硬件轉發固定長度的包，因為只要看到包頭的轉發信息就可直接轉發，硬把兩個協議捆綁在一起沒有成功，也未能推廣。后來，一些人試圖把兩種協議的優勢相結合，即把ATM的轉發機制與IP網的尋址和路由機制結合，由此產生IP交換技術，并通過IETF組織推出MPLS協議。
　　
　　4 運營商的需要
　　盡管網絡需求與日俱增，但由于帶寬價格大幅下降，使運營商的收入越來越少，對于新興運營商來說，要想找到一家投資方，困難自不必說，對于那些身負債務的運營商，也很難有新的資金建造網絡。盡管如此，用戶并沒有因此而停止對新服務的需求，運營商必須尋求新的服務和技術，才能為用戶提供更好更智能化的服務。因此，盡管碰到種種困難，運營商還在繼續投資網絡技術。另一方面，運營商投入大量資金建設骨干網絡，但這些骨干網并未被充分利用，網絡最后一公里的限制阻礙了信息入戶的速度，成為網絡發展的瓶頸。
　　
　　很多運營商表示，在選擇新骨干網時，MPLS將是首選。因此，在未來一段時間內，MPLS將會同ATM、SDH和DWDM一起，并駕齊驅在骨干網絡的大軍中，有調查顯示，未來幾年內，在數據網絡的骨干網中，MPLS技術的發展前景極好，并在未來的歐洲網絡市場中占中心地位。這是因為通過分層次服務和新服務，MPLS將為IP網絡帶來巨大效益。同時，MPLS能把ATM與IP合并在一起，使網絡更簡單。
　　
　　5 MPLS的應用領域
　　MPLS的網絡應用主要在三方面：（1）IP網絡的Qos；（2）IP網絡的流量工程；（3）IP網絡的服務功能（如VPN）。由于地區和運營商各不相同，人們對MPLS三方面的需求也有所側重。
　　
　　在美國，發展較快、應用較多的是MPLS在流量工程方面的應用。由于美國的網絡歷史較長，新老產品同時用于網絡，整個網絡的結構如同蜘蛛網，十分復雜。在這種情況下，需要合理地分配不同通路上的流量，以充分利用網絡的已有資源和通路。MPLS在流量工程方面的功能可恰到好處得到利用。
　　
　　在歐洲、中國等地區和國家，由于IP網的發展相對較晚，但發展速度很快，在這種情況下建立的網絡帶寬較高，例如中國新建的網絡帶寬都在2.5G左右，因此網絡流量工程方面的應用不太緊迫。網絡服務供給商把對MPLS提供的增值服務需求提到議事日程上，其中最迫切的是VPN業務，他們希望在IP網上推出幀中繼和ATM虛擬專網服務。
　　
　　6 MPLS發展前景
　?。?）從骨干走向邊緣
　　
　　MPLS從骨干網走向邊緣網已是一種越來越明顯的趨勢，這一進程將給邊緣帶來更大帶寬、更高智能和更多服務。在接入網中，利用MPLS技術承載的以太網會使網絡更易升級和富有彈性。在每個骨干網中，普通以太網只能處理4000個VLAN，而MPLS能使每個路由器最多支持100萬個標簽。因此，邊緣路由器廠商也開始關注MPLS。
　　
　?。?）替代ATM
　　
　　當初，人們是在ATM網上提供IP服務。目前，從發展趨勢看，人們只希望在IP網上提供類似ATM的服務。因為目前完全替代ATM還不可能，所以MPLS將在IP網上發展。
未來，人們將逐漸把ATM限制在一小部分有非凡需求的地方，如專網用戶租用特定帶寬，并在該線路上實現電話和電視會議。
　　
　　（3）結合底層光設備
　　
　　從整個網絡發展方向來看，在未來的核心網上，所有新運營商在第一時間內建立的骨干Internet網都采用光結點。MPLS不再單一存在，它將與底層的光設備相輔相成。以前的IP是第一層、第二層和第三層在一起，現在利用MPLS的基礎，IP與底層和光設備結合起來，讓不來識別IP路由，即基于IP來驅動光，將來的網絡核心是波長路由。現有網絡與未來網絡的關系是，現有網絡將是未來大網絡的接入結點。未來網不會摒棄現有的技術和產品，而是把它們結合進來，只是所有的應用都要以IP形式來做。

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