無縫MPLS技術淺談

中興通訊 | 李新宇

無縫MPLS技術淺談

中興通訊 | 李新宇

無縫MPLS架構的產生并不是偶然的，而是市場趨勢選擇的結果，在無縫MPLS架構中，最重要的革新就是在接入網進行MPLS技術部署。

無縫MPLS技術概述

無縫MPLS是用現有協議，比如BGP、LDP和ISIS等形成的一個網絡架構。它的產生并不是偶然的，而是市場趨勢選擇的結果。在無縫MPLS架構中，最重要的革新就是在接入網進行MPLS技術部署。其主要存在以下兩方面市場驅動因素。

1）首先，智能終端的應用、移動數據流量的飛快增長，迫使傳統的2G、3G基站由TDM/ATM承載轉向分組承載，同時現網存在大量的老舊基站，業界選擇了MPLS PWE3技術來對老舊基站的TDM/ ATM進行仿真，實現在以太網中承載TDM/ATM業務。4G LTE技術的應用，也打破了原有點到點的通信模式，MPLS VPN恰好可以滿足這些需求。

2）其次，固網運營商的固定網絡目前在城域網和骨干網已經部署了MPLS技術，但是接入網沒有部署MPLS，這樣導致業務部署接入網需要配置大量的VLAN/QinQ來區分業務，同時還需要在設備上進行VLAN翻譯，造成配置工作量巨大，不容易定位故障。MPLS PW技術可以大大簡化VLAN的配置。

無縫MPLS架構可以實現以下優點。

● 統一的IP/MPLS技術，沒有對現有協議進行任何的擴展，技術成熟度很高，可以很方便地進行多廠家互連互通。

● 提供統一的MPLS OAM以及保護恢復技術，可以實現端到端的、快速的保護切換。

● 可以提供快速靈活的業務部署，只需對接入設備AN進行業務配置，其他節點無需任何配置，大大提高了業務開通效率。同時，業務的部署不用考慮網絡的架構，對于接入點AN來說，無需感知城域網以及骨干網的架構，業務點可以隨便部署在網絡中的任何一個位置。

● 提供固定網絡和移動網絡的統一承載，可以承載家庭用戶、商業用戶、移動基站等業務，實現固移融合，真正實現一張網承載所有業務。

無縫MPLS關鍵技術

無縫MPLS的部署存在網絡規模、網絡成本、網絡運維和網絡可靠性等方面挑戰，面對這些問題，無縫MPLS架構引入了下面的關鍵技術進行解決。

1)跨域LDP技術的解決：有了跨域LDP的擴展，在無縫MPLS架構中，可以允許骨干網的匯聚路由通告到各個城域網，但是城域網的明細路由一定不能通告到骨干網，減少各個區域的IGP路由數，擴大網絡的部署規模。

2)LDP DoD（Downstream on Demand）的標簽按需發布方式：在接入網中，接入設備的處理能力和內存都不足以處理那么多的路由和標簽，采用LDP DoD模式，只向下游LSR請求自己需要的標簽，大大減少標簽轉發條目。

3)BGP LU（BGP Label Unicast）技術：無縫MPLS引入了BGP LU功能，使用BGP來承載所有的接入網設備路由，并且為這些路由分配標簽，避免了IGP承載大量路由，RFC 3107定義了BGP為單播路由分配標簽，常用于MPLS L3VPN Option C跨域。

4)端到端快速保護切換技術：無縫MPLS網絡被對稱分成3部分，整個網絡主要應用了IGP、LDP、BGP協議，網絡節點的快速保護涉及到IGP、LDP以及BGP的快速切換。LDP快速切換可以通過MPLSTE FRR實現，但是配置復雜，LDP FRR簡單可靠，部署簡單。BGP快速切換主要技術是PIC（Prefix Independent Convergence），將BGP路由前綴和下一跳進行了分離，當出現故障的時候，只需要更新下一跳，切換快，極大提高了保護切換性能。

5)端到端OAM技術：根據不同的層次部署層次化的OAM。在鏈路層，可以部署鏈路層OAM技術實現鏈路故障的檢測，如IEEE 802.1ag、IEEE 802.3ah等；在隧道層，可以部署BFD、MPLS OAM（Y.1731）實現隧道連通性的快速檢測；在PW層，可以通過BFD或者VCCV檢測報文實現PW連通性的實時檢測；用戶之間的OAM檢測報文可以透明地在網絡中進行傳輸，實現端到端的OAM檢測。

6)熵標簽（Entropy Label）技術：為了解決LSR分擔不均的問題，RFC6790提出了Entropy Label（熵標簽）的概念。在LER進行標簽協商的時候，在報文內插入一個熵標簽，這個標簽是LER按照IP報文的源IP、目的IP、協議類型、TCP/UDP端口號等因子計算形成的一個標簽值。

圖1 無縫MPLS家庭用戶場景

圖2 無縫MPLS商業用戶場景

圖3 無縫MPLS移動回傳場景

無縫MPLS應用場景

無縫MPLS實現了面向連接的業務，使得業務部署和維護效率大大提高，節省了運營商的建設與運維成本，在移動回傳網上已經得到了大量的部署，成為了當前移動網絡承載技術的首選。固網運營商也在進行通過新舊設備共存、逐步替換的方式進行網絡改造，隨著時間的推移，無縫MPLS架構必將得到運營商更加廣泛的應用。

無縫MPLS的主要應用場景有3種。

1）家庭用戶：家庭用戶業務一般是寬帶上網、IPTV等業務。根據業務的不同，接入設備可以建立多條PW到達不同的業務分發點，非常靈活快捷。

2）商業用戶：與家庭用戶相比，商業用戶主要是安全性要求比較高，業務無論在城域網內還是城域網外，都可通過L2VPN或L3VPN實現安全通信。

3）移動回傳：在移動網絡中，對于老舊基站，可通過PWE3仿真，使得報文能夠在以太網上進行傳輸，保護了運營商的現有投資；對于新的IP化基站，可以根據需要部署L2VPN或者L3VPN，增加網絡的靈活度，為LTE的部署做好規劃。