一、MPLS概述

　　MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多協(xié)議標(biāo)簽交換)技術(shù)起初是為了解決早期路由器工作效率低下問題而提出的。MPLS吸收了ATM的VPI/VCI交換的一些思想，結(jié)合了ATM和IP的技術(shù)優(yōu)勢，采用固定的短標(biāo)簽交換，大大提升了路由器的工作效率。同時,MPLS支持流量工程和VPN，在面向無連接的IP網(wǎng)絡(luò)中增加了面向連接的特性，增強了IP網(wǎng)絡(luò)的QoS質(zhì)量。

　　MPLS的簡單工作原理是：當(dāng)數(shù)據(jù)分組進入MPLS 網(wǎng)絡(luò)時，PE設(shè)備通過分析數(shù)據(jù)分組的信息頭來劃分等價類FEC，然后查找LIB（標(biāo)簽信息庫），將一個與該FEC 相關(guān)聯(lián)的標(biāo)簽加在數(shù)據(jù)分組前。在后繼的MPLS網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中，不需要再查找分組頭，而是用標(biāo)簽作為指針，根據(jù)數(shù)據(jù)分組的標(biāo)簽來查找LIB，即可決定其轉(zhuǎn)發(fā)出口，在轉(zhuǎn)發(fā)前將新的標(biāo)簽取代舊的標(biāo)簽，然后轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點。

圖1   MPLS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

　　今天，路由器的處理速度早已不是瓶頸，MPLS的主要應(yīng)用過渡到支持流量工程，提供虛擬專用網(wǎng)（VPN）和已經(jīng)廣泛用于IP網(wǎng)絡(luò)中的端到端QoS性能保障。通過和MSTP的融合，MPLS技術(shù)已經(jīng)開始延伸到城域和接入網(wǎng)絡(luò)中，突破了原有的核心層應(yīng)用范圍，增加了MPLS自身的價值。

二、MSTP技術(shù)中引入MPLS的必要性

　　目前，城域光傳送網(wǎng)大量存在的是傳統(tǒng)的SONET/SDH環(huán)網(wǎng)和簡單的MSTP網(wǎng)絡(luò)，對帶寬的指配基本上是靜態(tài)的，無法適應(yīng)大量的突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，需要大量的人工操作和維護，耗時耗力、容易出錯。為了改變現(xiàn)狀，人們不斷在傳輸網(wǎng)中引入適合數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)，例如: 內(nèi)嵌RPR技術(shù)等，使得MSTP功能進一步強大，減少繁瑣的人工配置工作，實現(xiàn)了MSTP的智能化。但內(nèi)嵌RPR技術(shù)并不能解決困擾運營商的所有問題，例如：

　　● VLAN ID資源匱乏

　　由于在EOS和RPR領(lǐng)域內(nèi)，VLAN作為隔離用戶的主要手段，全網(wǎng)的VLAN ID號要惟一，因此在中型或大型網(wǎng)絡(luò)中，原有的4096個VLAN ID資源遠不夠用，已經(jīng)成為開展以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的瓶頸。

　　● 無法提供QoS保證，無法直接提供VPN業(yè)務(wù)

　　VPN業(yè)務(wù)具有潛在市場，目前的傳輸設(shè)備無法直接支持VPN ，需要借助數(shù)據(jù)設(shè)備。

　　● 業(yè)務(wù)安全性問題

　　EOS和內(nèi)嵌RPR技術(shù)需要對全網(wǎng)的MAC地址清楚，要不停地發(fā)廣播包學(xué)習(xí)地址，一方面占用了網(wǎng)絡(luò)的帶寬，效率降低，一方面也不是非常安全。

　　為了解決這些問題，人們引入了MPLS技術(shù)，MPLS技術(shù)引入后，內(nèi)嵌MPLS的MSTP具備了新的特點：

　　● 面向連接，提供端到端的QoS保證；

　　● 完善的業(yè)務(wù)安全隔離機制；

　　● 快速的業(yè)務(wù)保護機制；

　　● 具有按照服務(wù)等級調(diào)度業(yè)務(wù)的能力；

　　● 具有流量工程能力，可以合理利用網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源。

三、內(nèi)嵌MPLS的發(fā)展

　　內(nèi)嵌MPLS技術(shù)的發(fā)展可以簡單分為兩個階段，第一階段是靜態(tài)的內(nèi)嵌MPLS，第二階段是動態(tài)的內(nèi)嵌MPLS。目前廣泛提及的內(nèi)嵌MPLS絕大部分都是第一代靜態(tài)內(nèi)嵌MPLS技術(shù)。

　　靜態(tài)內(nèi)嵌MPLS技術(shù)依賴網(wǎng)管靜態(tài)指配LSP，智能性較差，需要繁瑣的人工配置，基本不具備商業(yè)推廣價值。而動態(tài)的MPLS支持基于信令方式自動建立業(yè)務(wù)連接，簡化業(yè)務(wù)配置和業(yè)務(wù)連接建立配置，并且支持流量工程功能，可以合理利用網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源，商用價值高。

　　另外，由于內(nèi)嵌RPR技術(shù)本身的限制，對跨環(huán)業(yè)務(wù)支持能力不佳。而內(nèi)嵌MPLS技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)拓撲有超強的適應(yīng)性，在解決內(nèi)嵌RPR過環(huán)方面起到積極的作用。因此業(yè)界有部分觀點認為，內(nèi)嵌MPLS和內(nèi)嵌RPR疊加在一起將是發(fā)展的方向?？梢愿鶕?jù)具體的業(yè)務(wù)情況，結(jié)合內(nèi)嵌RPR和內(nèi)嵌MPLS技術(shù)的優(yōu)勢，靈活選擇解決方案。

　　在MPLS方面，中興通訊保持業(yè)界領(lǐng)先，積極參與和制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，適時推出內(nèi)嵌動態(tài)MPLS功能，主要特點如下：

　　1. 具備完整的MPLS功能，徹底解決了VLAN數(shù)量4096的限制，簡化業(yè)務(wù)連接配置；通過兩層標(biāo)簽方式更有效地在MSTP上直接支持VPN業(yè)務(wù)開展；

　　2. 在同一MPLS單板上同時提供FE/GE接口，可以實現(xiàn)n×FE→FE、n×FE→GE、n×GE→GE匯聚；

　　3. 在同一單板上實現(xiàn)以太網(wǎng)二層交換和MPLS功能，可實現(xiàn)EOS和MPLS混合組網(wǎng)；

　　4. 完善的保護機制，支持1＋1和1：1等LSP保護機制，保護時間小于50ms；

　　5. 采用虛級聯(lián)和GFP方式，支持LCAS功能，虛級聯(lián)顆粒完整，包括了VC-4-Xv/VC-3-Xv/VC-12-Xv；

　　6. 支持EF、AF、BE全部業(yè)務(wù)類型，提供CIR和PIR配置；

　　7. 通過數(shù)據(jù)平面和控制平面，支持基于信令方式自動建立業(yè)務(wù)連接，簡化業(yè)務(wù)配置和業(yè)務(wù)連接建立配置，實現(xiàn)智能化的業(yè)務(wù)連接；支持流量工程功能，可以合理利用網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源；

　　8. 提供VPWS、VPLS業(yè)務(wù)方式開展城域VPN業(yè)務(wù)，滿足城域網(wǎng)VPN用戶對業(yè)務(wù)的QoS和安全性要求；

　　9. 通過專門設(shè)計的VFI（虛擬轉(zhuǎn)發(fā)實例）功能，可根據(jù)業(yè)務(wù)需要劃分虛擬L2交換單元，解決了以太網(wǎng)MAC地址擴散問題，提高了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)效率，對網(wǎng)絡(luò)運行業(yè)務(wù)提供了更好的安全隔離特性。

　　隨著技術(shù)的發(fā)展，內(nèi)嵌MPLS未來的發(fā)展方向是實現(xiàn)各廠家之間內(nèi)嵌MPLS的MSTP設(shè)備互聯(lián)互通，更長遠的目標(biāo)是實現(xiàn)與數(shù)據(jù)MPLS設(shè)備的互聯(lián)互通，最終形成全程全網(wǎng)的智能端到端綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

四、內(nèi)嵌MPLS的應(yīng)用

　　MPLS技術(shù)突破了EOS中VLAN的束縛，也突破了RRR中跨環(huán)困難的弱點，使得MPLS技術(shù)在規(guī)模較大的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中有較好的應(yīng)用前景。除此之外，MPLS技術(shù)還具備完善的端到端QoS能力，可以直接在傳輸網(wǎng)上開通VPN。

　　從業(yè)務(wù)發(fā)展看，當(dāng)前城域網(wǎng)中主要的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是大客戶VPN專線和NGN業(yè)務(wù)。VPN業(yè)務(wù)異軍突起，為城域網(wǎng)數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)增添了許多活力。目前城域VPN業(yè)務(wù)主要是滿足企業(yè)專線互聯(lián)、行業(yè)性用戶專線互聯(lián)、政府和教育信息化互聯(lián)需求。另一個熱門話題是“NGN”，NGN技術(shù)的發(fā)展將會使電信業(yè)務(wù)走向融合，業(yè)務(wù)的融合必將使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)走向融合。NGN技術(shù)的發(fā)展將使全網(wǎng)IP化，對承載網(wǎng)的技術(shù)、對業(yè)務(wù)的開展應(yīng)用模式帶來全面的更新。

　　當(dāng)前城域網(wǎng)中大客戶數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)的開展主要是銀行等集團客戶，對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳送要求提供有保證傳送服務(wù)，強調(diào)業(yè)務(wù)傳送的安全隔離，因而目前多采用MSTP EOS通過專用VC通道承載。

　　NGN業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是運營商關(guān)注的重點，從實驗網(wǎng)絡(luò)運行情況看，采用IP城域網(wǎng)承載NGN業(yè)務(wù)效果并不理想。從NGN業(yè)務(wù)特性要求看，要求端到端的QoS保證，要求有好的安全隔離機制，這就需要承載網(wǎng)全網(wǎng)支持QoS機制，并且使用與Internet業(yè)務(wù)相隔離的專用承載網(wǎng)絡(luò)。在部分NGN試驗網(wǎng)絡(luò)中，已經(jīng)使用了MSTP EOS的專用VC通道承載NGN業(yè)務(wù)。

圖2  內(nèi)嵌MPLS實現(xiàn)城域業(yè)務(wù)傳送的綜合優(yōu)化

　　隨著NGN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)、大客戶VPN業(yè)務(wù)的廣泛開展，繼續(xù)使用MSTP EOS由于缺乏智能業(yè)務(wù)連接特性，會帶來運維管理復(fù)雜，業(yè)務(wù)開展困難的問題。

　　內(nèi)嵌MPLS可以提供EF、AF和BE業(yè)務(wù)分類，對業(yè)務(wù)傳送提供端到端的QoS保證；內(nèi)嵌MPLS可以組建L2 VPN，通過加標(biāo)簽方式使接入業(yè)務(wù)本身在網(wǎng)絡(luò)上透明傳送，標(biāo)簽傳送層（MPLS層）是在傳送的網(wǎng)絡(luò)層，對接入業(yè)務(wù)的用戶側(cè)是不可見的，此外還使用VFI分隔接入用戶的廣播域，因而對用戶數(shù)據(jù)的安全隔離傳送是有保障的。

　　大客戶業(yè)務(wù)通常是在城域內(nèi)多點跨區(qū)域的連接業(yè)務(wù)，NGN業(yè)務(wù)需要從各個接入網(wǎng)關(guān)（AG）進行多點到點的匯聚接入，利用內(nèi)嵌MPLS提供L2 VPN方式實現(xiàn)智能化業(yè)務(wù)連接，對NGN的VOIP業(yè)務(wù)提供EF方式保證低時延快速轉(zhuǎn)發(fā)，對于其他業(yè)務(wù)提供AF方式保證業(yè)務(wù)傳送質(zhì)量，利用信令機制可以實現(xiàn)全網(wǎng)業(yè)務(wù)的智能化統(tǒng)一傳送和管理，業(yè)務(wù)開通快速，維護簡便。

　　除此之外，城域內(nèi)還涌現(xiàn)出許多新業(yè)務(wù)，例如：3G和IPTV等，都對傳送網(wǎng)提出了QoS需求。相信內(nèi)嵌MPLS技術(shù)會有廣闊的發(fā)展空間。

五、展望

　　新一代MSTP融入了眾多的二層技術(shù)，像內(nèi)嵌MPLS、內(nèi)嵌RPR、以太網(wǎng)和ATM都相繼成為MSTP的重要功能模塊，運營商在建設(shè)城域傳送網(wǎng)時選擇的余地也越來越大。當(dāng)然，這幾種制式和功能模塊之間不是相互排斥的關(guān)系，而是優(yōu)勢互補的關(guān)系。以太網(wǎng)最大的優(yōu)勢就是商用化程度高、成本低廉、即插即用，RPR的優(yōu)勢就是環(huán)網(wǎng)保護、公平帶寬分配以及帶寬統(tǒng)計復(fù)用，MPLS的優(yōu)勢就是便捷的標(biāo)記交換、基于MESH的快速重路由、強大的流量工程以及CoS/QoS保證等。

　　在承載網(wǎng)中，目前業(yè)界的觀點是MPLS會一統(tǒng)天下。但MPLS是否會和RPR、以太網(wǎng)以及IP的優(yōu)勢相互融合，仍然需要各方面的大力關(guān)注和共同推動。

[關(guān)鍵詞] MSTP、MPLS、RPR、EOS、VPN、標(biāo)簽、NGN