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1、分组传送网原理与技术,北京阿法迪信息技术研究中心 http:/www.iforward.org/,分组传送网原理与技术,北京阿法迪信息技术研究中心 http:/www.iforward.org/,面向业务传送技术的演进,基于T-MPLS的分组传送,基于以太网技术体系的分组传送,1,2,4,分组传送网原理与技术,基于MPLS-TP的分组传送,3,基于T-MPLS的分组传送,2.6 T-MPLS网络与其他网络的互联互通,标记交换,5,标记（Label） ：是一种短的、等长的、易于处理的、不包含拓扑信息、只具有局部意义的信息内容,6,MPLS(Multi-Protocol Label Switchi
2、ng)是一种标准化的路由与交换技术平台，可以支持各种高层协议与业务. MPLS利用标记进行数据转发的。当分组进入网络时，要为其分配固定长度的短的标记，并将标记与分组封装在一起，在整个转发过程中，交换节点仅根据标记进行转发。 MPLS具有“多协议”特性，对上兼容IPv4、IPv6等多种主流网络层协议，对下支持ATM、FR、PPP等链路层多种协议，从而使得多种网络的互连互通成为可能。通常处于二层和三层之间，俗称2.5层。,什么是MPLS？,7,标记（Label） 它是一个短的、具有固定长度、仅在相邻LSR之间有意义、用来标识和区分转发等价类FEC的标志。 转发等价类FEC（Forwarding E
3、quivalence Class） MPLS作为一种分类转发技术，将具有相同转发处理方式的分组归为一类，称为转发等价类FEC（Forwarding Equivalence Class）。相同转发等价类的分组在MPLS网络中将获得完全相同的处理。FEC的划分通常依据网络层的目的地址前缀或是主机地址。 标记映射 将标记分配给FEC。,MPLS相关基本概念（1）,8,MPLS相关基本概念（2）,标记交换路由器LSR（Label Switching Router） 边缘路由器LER（Label Edge Router） 核心路由器LSR 标记交换路径LSP（Label Switching Path）
4、MPLS网络为具有一些共同特性的分组通过网络而选定的一条通路，由入口的边缘交换路由器，一系列核心路由器和出口的边缘交换路由器以及它们之间由标记所标识的逻辑信道组成。 标记分发协议LDP（Label Distribution Protocol） MPLS的控制协议，用于LSR之间交换信息，完成LSP的建立、维护和拆除等功能。,9,MPLS体系结构,LER：边缘路由器,LSR：标记交换路由器,LDP和传统路由协议（如OSPF、ISIS等）一起，在各个LSR中为有业务需求的FEC建立路由表和标签映射表； 入口LER接收分组，完成第三层功能，判定分组所属的FEC，并给分组加上标签，形成MPLS标签分组
5、； 接下来，在LSR构成的网络中，LSR根据分组上的标签以及标签转发表进行转发，不对标签分组进行任何第三层处理； 最后，在MPLS出口LER去掉分组中的标签，继续进行后面的转发。,10,MPLS基本交换原理,建立连接 对于MPLS来说，建立连接就是形成标记交换路径LSP的过程。 数据传输 数据传输就是数据分组沿LSP进行转发的过程。 拆除连接 拆除连接就是通信结束或发生故障异常时释放LSP的过程。,MPLS交换采用面向连接的工作方式，信息传送要经过以下三个阶段,11,MPLS的数据传输,入口路由器的处理过程 数据分组到LSP的映射、将数据分组封装成标记分组、将标记分组从相应端口转发出去 核心路
6、由器的处理过程 依据标记进行转发 出口路由器的处理过程 弹出标记、用网络层地址查找路由表确定下一跳,12,20Bit用作标签(Label): 用于转发的指针。 3个Bit的EXP: 保留，用于试验。 1个Bit的S, MPLS支持标签的分层结构，即多重标签。值为1时表明为最底层标签。 8个Bit的TTL:作用类似于IP中的TTL（ Time To Live ）。,MPLS包头结构,T-MPLS的产生背景（1）,对传统TDM传送网（SDH）来说，其最大优点是可以提供小于50ms的保护，同时可以提供大带宽、带宽保证、强大的OAM和多业务支持，然而当数据业务成为网络的绝对主导业务类型后，这种解决方案
7、显示出其不足。 首先，SDH的开销处理复杂，传输效率低，用SDH固定帧长和时隙来支持突发性数据业务的带宽效率较低。 其次，SDH网络基于同步时钟工作，抖动要求严。 第三，传统SDH网的带宽指配是通过集中网管系统来实现的，无法适应高容量IP业务动态和不可预测的特性，难以灵活地生成新业务。 第四，SDH在本质上只有一层MAC地址转发，没有层次化的地址结构和用户地址隔离，其网络和业务扩展性受限。,13,MPLS 虽然能够在IP/MPLS 核心网络中承载多种业务, 但在操作技术和资源的控制、管理、维护方面均过于复杂。若要在IP/MPLS 网络中高容量地传送新型业务，代价也会十分昂贵( 尤其对OPEX)
8、 。 因此如何将MPLS 网络转变成传送类网络( carrier!class network) , 如何通过以太网在SDH/SONET 上传送新型业务以及如何以分组的形式转发TDM( time division multiplexing) 业务, 成了运营商们不得不思索的问题。 为了适应分组交换和传送的需求，必须对 MPLS技术进行简化修改，并跟传送平面相关联（比如SDH、MSTP或其它任何传送设备），即发展成为T-MPLS技术。,14,T-MPLS的产生背景（2）,T-MPLS与MPLS的区别（1）,IP/MPLS路由器是用于IP网络的，因此所有的节点都同时支持在IP层和MPLS层转发数据。
9、而T-MPLS只工作在L2，因此不需要IP层的转发功能. 由于T-MPLS是利用MPLS的一个功能子集来提供面向连接的分组传送，并且要使用传送网的OAM机制，因此T-MPLS取消了MPLS中一些与IP和无连接业务相关的功能特性。 在IP/MPLS网络中存在大量的短生存周期业务流。而在传送MPLS网络中，业务流的数量相对较少，持续时间相对更长一些。 国际电信联盟(ITU-T)SG15 定义的T-MPLS， 它被看作是MPLS 从核心网络向城域网和接入网的自然延伸， 可以看作是T-MPLS =MPLS L3 的复杂性OAM 。,15,T-MPLS与MPLS的区别（2）,T-MPLS 使用双向LSP
10、：MPLS LSP都是单向的，而传送网通常使用的都是双向连接。因此T-MPLS将两条路由相同但方向相反的单向LSP组合成一条双向LSP。 T-MPLS不使用PHP（倒数第二跳弹出）选项：PHP的目的是简化对出口节点的处理要求，但是它要求出口节点支持IP路由功能。另外由于到出口节点的数据已经没有MPLS标签，将对端到端的OAM造成困难。 T-MPLS不使用LSP聚合选项：LSP聚合是指所有经过相同路由到同一目的节点的数据包可以使用相同的MPLS标签。虽然这样可以提高网络的扩展性，但是由于丢失了数据源的信息，从而使得OAM和性能监测变得很困难。,16,T-MPLS不使用ECMP（相同代价多路径）选
11、项：ECMP允许同一LSP的数据流经过网络中的多条不同路径。它不仅增加了节点设备对IP/MPLS包头的处理要求，同时由于性能监测数据流可能经过不同的路径，从而使得OAM变得很困难。 T-MPLS支持端到端的OAM机制。 T-MPLS支持端到端的保护倒换机制，MPLS支持本地保护技术FRR。 T-MPLS根据RFC3443中的定义的管道模型和短管道模型处理TTL。支持RFC3270中的E-LSP和L-LSP。支持管道模型和短管道模型中的EXP处理方式。支持全局唯一和接口唯一两种标签空间。,17,T-MPLS与MPLS的区别（3）,基于T-MPLS的分组传送,2.6 T-MPLS网络与其他网络的互
12、联互通,T-MPLS的网络体系,T-MPLS是一种基于MPLS的面向连接的分组交换（CO-PS）传送技术。 在整个分组传送网络体系中，T-MPLS将逐步融合和取代传统TDM（SDH）网络，实现面向连接的分组交换传送技术。 T-MPLS网络采用客户与服务关系,19,T-MPLS层网络模型,通道层（电路层），TMC（T-MPLS Channel）：等效于的伪线层。表示业务的特性，例如连接的类型和拓扑类型、业务的类型等。提供T-MPLS传送网业务通路，一个TMC连接传送一个客户业务实体（包括一个单个的客户业务或一组客户业务）。 通路(隧道)层， TMP（T-MPLS Path）：类似于MPLS中的隧
13、道层，表示端到端逻辑连接的特性，提供传送网连接通道，一个TMP连接在TMP域的边界之间传送一个或多个TMC信号。 段层，TMS（T-MPLS Section）：表示相邻的虚层连接，提供两个相邻T-MPLS节点之间的OAM监视。由于TMS实例与服务层路径之间是一对一的，所以，它不需要标签。,20,图中标签为T-MPLS适配和特征信息插入点，具体参照ITU-T G.8110.1建议。,T-MPLS业务建立,21,图 T-MPLS业务建立,T-MPLS业务建立,T-MPLS 网络为进入网中的数据包分配标签, 并通过对标签的交换来实现数据包的转发, 当数据包要退出T-MPLS 网络时, 数据包被去除标
14、签封装并继续按原有路由信息传输,T-MPLS功能框架结构,T-MPLS功能框架结构继承和借鉴自动交换光网络（ASON）三个平面的概念及其基本功能。 由控制面、管理面和传送面构成。 但在每个平面上，无论从体系组织还是具体功能构建上，都与基于电路交换的ASON有较大区别。,22,T-MPLS控制面介绍,T-MPLS控制面由提供路由和信令等功能的一组控制元件组成，并由一个信令网络支撑。控制面元件之间的互操作性以及元件之间的通信需要的信息流可通过接口获得。 控制面的主要功能包括：通过信令支持建立、维持和拆除端到端连接的能力，通过选路为连接选择合适的路由；网络发生故障时，执行保护和恢复功能；自动发现邻接
15、关系和链路信息，发布链路状态信息。,23,T-MPLS 控制平面的标准工作主要由ITU-T+IETF+OIF完成。 ITU-T的重点是需求、体系结构、功能； IETF的重点是控制协议的设计和扩展，例如，信令、路由、LMP协议，以及与控制平面有关的专门问题的澄清和解决上； 光互联论坛(OIF) 的重点是用户网络接口(UNI)、外部网络节点接口(E-NNI)。,控制平面结构框图,通过信令支持建立、维持和拆除端到端连接的能力，通过选路为连接选择合适的路由； 网络发生故障时，执行保护和恢复功能；自动发现邻接关系和链路信息，发布链路状态信息。,LMP：链路管理协议(Link Management Pro
16、tocol),是主要实现了光网络链路管理的功能,智能控制的引入丰富了光网络内涵,由于 T-MPLS控制面的引入,使得分组传输网生存性不强的问题得到较好的解决。 控制平面在未来的网络中将担当起智能引擎的角色，以适应未来分组传送网络具有快速、灵活、智能特性的交叉连接的需要 在T-MPLS发展的初期，可以有网络管理系统进行标签的分发，路径的建立等功能，实现静态的T-MPLS。 T-MPLS发展以后，会引入GMPLS作为其统一的控制面，进行标签的分发、T-MPLS路径的建立等，代替PWE3定义的LDP和RSVP协议，是传送网络的一次重要突破和变革。 GMPLS利用其自动发现，信令和路由协议，动态的地发现路由拓扑和资源，动态地建立端到端的链路，当网络发生故障时，动态地进行保护和恢复，并可以是实现T-MPLS层、 T-MPLS的服务层，以及光层的统一控制，对底层的自由进行统一调度和协调，达到资源优化，节约成本的目的。,引入T-MPLS控制面的意义,1、连接控制模块。该模块主要有三大功能，即连接的管理、连接策略的维护和连接（
