MPLS的工作原理及MPLSVPN技术的特点

MPLS的工作原理及MPLSVPN技术的特点MPLS VPN是一种基于MPLS技术的IP VPN，是在网络路由和交换设备上应用MPLS（Multiprotocol Label Switching，多协议标记交换）技术，简化核心路由器的路由选择方式，利用结合传统路由技术的标记交换实现的IP虚拟专用网络（IP VPN），可用来构造宽带的Intranet、Extranet，满足多种灵活的业务需求。 MPLS的工作原理 MPLS是基于标记的IP路由选择方法。这些标记能被用来代表逐跳式或显式路由，并指明服务质量（QoS）、虚拟专网及影响一种特定类型的流量（或一个特别用户的流量）在网络上的传输方式等各类信息。MPLS采用简化了的技术，来完成第三层和第二层的转换。他能提供每个IP数据包一个标记，将之和IP数据包封装于新的MPLS数据包，由此决定IP数据包的传输路径及优先顺序，而和MPLS兼容的路由器会在将IP数据包按相应路径转发之前仅读取该MPLS数据包的包头标记，无须再去读取每个IP数据包中的IP地址位等信息，因此数据包的交换转发速度大大加快。 目前的路由协议都是在一个指定源和目的地之间选择最短路径，而不论该路径的带宽、载荷等链路状态，对于缺乏安全保障的链路也没有一种显式方法来绕过他。利用显式路由选择，就能灵活选择一条低延迟、安全的路径来传输数据。 MPLS协议实现了第三层的路由到第二层的交换的转换。MPLS能使用各种第二层协议。MPLS工作组到目前为止已把在帧中继、ATM和PPP链路及IEEE8023局域网上使用的标记实现了标准化。MPLS在帧中继和ATM上运行的一个好处是他为这些面向连接的技术 带来了IP的任意连通性。目前MPLS的主要发展方向是在ATM方面。这主要是因为ATM具有非常强的流量管理功能，能提供QoS方面的服务，ATM和MPLS技术的结合能充分发挥在流量管理和QoS方面的作用。标记是用于转发数据包的报头，报头的格式则取决于网络特性。在路由器网络中，标记是独立的32位报头；在ATM中，标记置于虚电路标识符虚通道标识符（VCIVPI）信元报头中。对于MPLS可扩展性非常关键的一点是标记只在通信的两个设备之间有意义。在网络核心，路由器交换机只解读标记并不去解析IP数据包。 IP包进入网络核心时，边界路由器给他分配一个标记。自此，MPLS设备就会自始至终查看这些标记信息，将这些有标记的包交换至其目的地。由于路由处理减少，网络的等待时间也就随之缩短，而可伸缩性却有所增加。MPLS数据包的服务质量类型能由MPLS边界路由器根据IP包的各种参数来确定，如IP的源地址、目的地址、端口号、TOS值等参数。 对于到达同一目的地的IP包，可根据其TOS值的需求来建立不同的转发路径，以达到其对传输质量的需求。同时，通过对特别路由的管理，还能有效地解决网络中的负载均衡和拥塞问题。当网络中出现拥塞时，MPLS可实时建立新的转发路由来分散流量以缓解网络拥塞。 MPLS VPN的好处 MPLS VPN能够利用公用骨干网络强大的传输能力，降低企业内部网络Internet的建设成本，极大地提高用户网络运营和管理的灵活性，同时能够满足用户对信息传输安全性、实时性、宽频带和方便性的需要。目前，在基于IP的网络中，MPLS具有非常多好处： （1）降低了成本 MPLS简化了ATM和IP的集成技术，使L2和L3技术有效地结合起来，降低了成本，保护了用户的前期投资。 （2）提高了资源利用率 由于在网内使用标签交换，用户各个点的局域网能使用重复的IP地址，提高了IP资源利用率。 （3）提高了网络速度 由于使用标签交换，缩短了每一跳过程中地址搜索的时间，减少了数据在网络传输中的时间，提高了网络速度。 （4）提高了灵活性和可扩展性 由于MPLS使用的是Any To Any的连接，提高了网络的灵活性和可扩展性。灵活性方面，能制订特别的控制策略，满足不同用户的特别需求，实现增值业务。扩容性包括：一方面网络中能容纳的VPN数目更大；另一方面，在同一VPN中的用户非常容易扩充。 （5）方便用户 MPLS技术将被更广泛地应用在各个运营商的网络当中，这会对企业用户建立全球的VPN带来极大的便利。 （6）安全性高 采用MPLS作为通道机制实现透明报文传输，MPLS的LSP具有和帧中继和ATM VCC（Virtual Channel Connection，虚通道连接）类似的高可靠安全性。 （7）业务综合能力强 网络能够提供数据、语音、视频相融合的能力。 （8）MPLS的QoS确保 例如，加拿大环球电讯推出的IP VPN QoS服务分为三类： 金牌类业务金牌类业务（Gold QoS）是环球电讯IP骨干网传输的最优先流量。该分类业务设计用以发送紧急或延迟敏感的应用业务，包括语音和视频应用。 银牌类业务银牌类业务（Silver QoS）为增强级业务。该层服务设计用以传输非紧急不过对延迟比较敏感的应用。 铜牌类业务铜牌类业务（Bronze QoS）为基本服务。该类业务为“最佳效果”传输级别，和现有的IP传输类似。铜牌业务应用的例子包括邮件互连网传输或其他不依赖回复信息的业务。 用户能根据自己不同的业务需求，通过在CE侧的设置，来赋予不同的QoS等级。通过这种QoS技术，既确保了网络的服务质量，又降低了用户的费用。 环球电讯的IP网络“全球系统”已具有100多协议标记交换（MPLS）功能，并可跨越多个自治域。环球电讯因此成为首家提供新型全球IP无缝业务的国际互连网服务提供商，能在Sonet网络上以OC192提供MPLS业务。 （9）适用于较大的企事业单位 适用于具有以下明显特征的企业：高