T-MPLS技術(shù)綜述和應(yīng)用探討
出處:yys0916 發(fā)布于:2008-08-13 11:47:05
摘要了T-MPLS技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀。首先描述了T-MPLS產(chǎn)生的背景,然后給出了T-MPLS的主要功能特征,以及T-MPLS與MPLS的主要區(qū)別。接著介紹了T-MPLS的標(biāo)準(zhǔn)化情況和需要進(jìn)一步完善的方面,對(duì)T-MPLS的設(shè)備形態(tài)和在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用方式進(jìn)行了探討。
傳送MPLS(T-MPLS)是為了適應(yīng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)分組傳送網(wǎng)需求而提出的一種新型的MPLS技術(shù)。T-MPLS基于已經(jīng)廣泛應(yīng)用的IP/MPLS技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn),提供了一種簡(jiǎn)化的面向連接的實(shí)現(xiàn)方式。T-MPLS去掉了MPLS中與面向連接應(yīng)用無(wú)關(guān)的功能,同時(shí)增加了對(duì)于傳送網(wǎng)非常重要的一些功能。
目前,ITU-T正在對(duì)T-MPLS進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,其基本思想是采用基于電信網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu)。T-MPLS的許多設(shè)計(jì)思想在傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,運(yùn)營(yíng)商也是基于這種思想來(lái)運(yùn)營(yíng)和管理現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。因此,可以認(rèn)為T-MPLS是成熟的TDM傳送網(wǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)制和可靠的分組網(wǎng)技術(shù)(MPLS)的有機(jī)結(jié)合。另外,T-MPLS對(duì)MPLS的主要改進(jìn),如雙向LSP、端到端LSP保護(hù)和強(qiáng)大的OAM機(jī)制等,將實(shí)現(xiàn)對(duì)傳送網(wǎng)資源的有效控制和使用,從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本的降低。
1、T-MPLS產(chǎn)生的背景
運(yùn)營(yíng)商需要不斷改進(jìn)其網(wǎng)絡(luò)以在競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇的市場(chǎng)環(huán)境中生存下來(lái)。以太網(wǎng)、IPVPN、VoIP、IPTV和TriplePlay等新業(yè)務(wù)層出不窮。這些新業(yè)務(wù)在為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)可觀收入的同時(shí),也對(duì)運(yùn)營(yíng)商提出了一系列的挑戰(zhàn)[1]:
?。?)PSTN向NGN的演進(jìn)策略。
?。?)滿足未來(lái)分組業(yè)務(wù)需求的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的選擇。
(3)如何提高網(wǎng)絡(luò)的效率、擴(kuò)展性和可管理性?
(4)如何協(xié)調(diào)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)和新業(yè)務(wù)的發(fā)展?
?。?)在網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的同時(shí)如何降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的成本?
為了迎接這些挑戰(zhàn),主要運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)都開(kāi)始了向分組化的演進(jìn)。通信業(yè)界普遍認(rèn)為未來(lái)融合的承載網(wǎng)絡(luò)將是基于IP/MPLS技術(shù)。但是許多運(yùn)營(yíng)商認(rèn)為目前的IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)成本太高,特別是運(yùn)營(yíng)成本。因?yàn)镮P/MPLS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)過(guò)于復(fù)雜,對(duì)其進(jìn)行管理、控制和維護(hù)的難度很大,需要更多的人力資源和技能。
針對(duì)IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)存在的上述問(wèn)題,業(yè)界提出了分組傳送網(wǎng)的概念?;趯?duì)現(xiàn)有SDH傳送網(wǎng)的信賴和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn),運(yùn)營(yíng)商對(duì)分組傳送網(wǎng)的需求包括[1]:
?。?)高擴(kuò)展性:能夠滿足網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)期發(fā)展的需求。
?。?)成本優(yōu)勢(shì):只有成本上的優(yōu)勢(shì)才可以實(shí)現(xiàn)廣泛的部署。
?。?)透明性:可以透明傳送各種業(yè)務(wù)信號(hào)。
?。?)安全性:包括網(wǎng)絡(luò)本身的安全性和對(duì)用戶數(shù)據(jù)的安全保障。
(5)高可靠性:滿足傳送網(wǎng)設(shè)備99.999%的可用率,具有快速保護(hù)和恢復(fù)機(jī)制。
?。?)QoS保障:具有可預(yù)測(cè)和可控的網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)性能。
?。?)多業(yè)務(wù)支持能力:支持對(duì)多業(yè)務(wù)的承載,從而降低網(wǎng)絡(luò)的整體成本。
?。?)易于維護(hù)和管理:減少人工現(xiàn)場(chǎng)操作的需求,降低對(duì)維護(hù)和管理人員的要求。
?。?)互通性好:便于實(shí)現(xiàn)多廠商和多運(yùn)營(yíng)商的互聯(lián)互通。
(10)繼承性:需要能夠與現(xiàn)有SDH傳送網(wǎng)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,并提供對(duì)TDM業(yè)務(wù)的有效傳送。
基于對(duì)分組傳送網(wǎng)的上述需求,從而就產(chǎn)生了T-MPLS:一種基于MPLS、面向連接的分組傳送技術(shù)。與MPLS不同,T-MPLS不支持無(wú)連接模式,實(shí)現(xiàn)上要比MPLS更簡(jiǎn)單,更易于運(yùn)行和管理[2]。T-MPLS取消了MPLS中與L3和IP路由相關(guān)的功能特性,其設(shè)備實(shí)現(xiàn)將滿足運(yùn)營(yíng)商對(duì)低成本和大容量的下一代分組網(wǎng)絡(luò)的需求。T-MPLS沿襲了現(xiàn)有基于電路交換傳送網(wǎng)的思想,采用與其相同的體系架構(gòu)、管理和運(yùn)行模式。T-MPLS將用于未來(lái)運(yùn)營(yíng)商分組化的傳送網(wǎng)中。
2、T-MPLS的主要功能特征
T-MPLS繼承了現(xiàn)有SDH傳送網(wǎng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),同時(shí)又可以滿足未來(lái)分組化業(yè)務(wù)傳送的需求。T-MPLS采用與SDH類似的運(yùn)營(yíng)方式,這一點(diǎn)對(duì)于大型運(yùn)營(yíng)商尤為重要,因?yàn)樗麄兛梢岳^續(xù)使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)和管理系統(tǒng),減少對(duì)員工的培訓(xùn)成本。由于T-MPLS的目標(biāo)是成為一種通用的分組傳送網(wǎng),而不涉及IP路由方面的功能,因此T-MPLS的實(shí)現(xiàn)要比IP/MPLS簡(jiǎn)單,包括設(shè)備實(shí)現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)方面。T-MPLS初主要是定位于支持以太網(wǎng)業(yè)務(wù),但事實(shí)上它可以支持各種分組業(yè)務(wù)和電路業(yè)務(wù),如IP/MPLS、SDH和OTH等。T-MPLS是一種面向連接的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),使用MPLS的一個(gè)功能子集。T-MPLS的主要功能特征包括[2]:
(1)T-MPLS的轉(zhuǎn)發(fā)方式采用MPLS的一個(gè)子集:T-MPLS的數(shù)據(jù)平面保留了MPLS的必要特征,以便實(shí)現(xiàn)與MPLS的互聯(lián)互通。
?。?)傳送網(wǎng)的生存性:T-MPLS支持傳送網(wǎng)所具有的保護(hù)恢復(fù)機(jī)制,包括1+1、1:1、環(huán)網(wǎng)保護(hù)和共享網(wǎng)狀網(wǎng)恢復(fù)等[6]。MPLS的FRR機(jī)制由于要使用LSP聚合功能而沒(méi)有被采納。
?。?)傳送網(wǎng)的OAM機(jī)制:T-MPLS參考Y.1711定義的MPLSOAM機(jī)制,延用在其他傳送網(wǎng)中廣泛使用的OAM概念和機(jī)制,如連通性校驗(yàn)、告警抑制和遠(yuǎn)端缺陷指示等。
?。?)T-MPLS控制平面:初期T-MPLS將使用管理平面進(jìn)行配置,與現(xiàn)有的SDH網(wǎng)絡(luò)配置方式相同。目前ITU-T已經(jīng)計(jì)劃采用ASON/GMPLS作為T-MPLS的控制平面,下一步將開(kāi)始具體的標(biāo)準(zhǔn)化工作[4]。
(5)不使用保留標(biāo)簽:任何特定標(biāo)簽的分配都由IETF負(fù)責(zé),遵循MPLS相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),從而確保與MPLS的互通性。
3、T-MPLS與MPLS的區(qū)別
由于T-MPLS是利用MPLS的一個(gè)功能子集提供面向連接的分組傳送,并且要使用傳送網(wǎng)的OAM機(jī)制,因此T-MPLS取消了MPLS中一些與IP和無(wú)連接業(yè)務(wù)相關(guān)的功能特性。T-MPLS與MPLS的主要區(qū)別如下:
?。?)IP/MPLS路由器是用于IP網(wǎng)絡(luò)的,因此所有的節(jié)點(diǎn)都同時(shí)支持在IP層和MPLS層轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。而傳送MPLS只工作在L2,因此不需要IP層的轉(zhuǎn)發(fā)功能。
?。?)在IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)中存在大量的短生存周期業(yè)務(wù)流。而在傳送MPLS網(wǎng)絡(luò)中,業(yè)務(wù)流的數(shù)量相對(duì)較少,持續(xù)時(shí)間相對(duì)更長(zhǎng)一些。
而在具體的功能實(shí)現(xiàn)方面,兩者的主要區(qū)別包括[2]:
?。?)使用雙向LSP:MPLSLSP都是單向的,而傳送網(wǎng)通常使用的都是雙向連接。因此T-MPLS將兩條路由相同但方向相反的單向LSP組合成一條雙向LSP。
?。?)不使用倒數(shù)第二跳彈出(PHP)選項(xiàng):PHP的目的是簡(jiǎn)化對(duì)出口節(jié)點(diǎn)的處理要求,但是它要求出口節(jié)點(diǎn)支持IP路由功能。另外由于到出口節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)已經(jīng)沒(méi)有MPLS標(biāo)簽,將對(duì)端到端的OAM造成困難。
?。?)不使用LSP聚合選項(xiàng):LSP聚合是指所有經(jīng)過(guò)相同路由到同一目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包可以使用相同的MPLS標(biāo)簽。雖然這樣可以提高網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性,但是由于丟失了數(shù)據(jù)源的信息,從而使得OAM和性能監(jiān)測(cè)變得很困難。
?。?)不使用相同代價(jià)多路徑(ECMP)選項(xiàng):ECMP允許同一LSP的數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的多條不同路徑。它不僅增加了節(jié)點(diǎn)設(shè)備對(duì)IP/MPLS包頭的處理要求,同時(shí)由于性能監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)流可能經(jīng)過(guò)不同的路徑,從而使得OAM變得很困難。
(5)T-MPLS支持端到端的OAM機(jī)制。
?。?)T-MPLS支持端到端的保護(hù)倒換機(jī)制,MPLS支持本地保護(hù)技術(shù)FRR。
?。?)根據(jù)RFC3443中定義的管道模型和短管道模型處理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處理方式。
?。?0)支持全局惟一和接口惟一兩種標(biāo)簽空間。
4、T-MPLS的標(biāo)準(zhǔn)化
ITU-TSG15從2005年就開(kāi)始對(duì)T-MPLS進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,目標(biāo)是利用MPLS的一個(gè)功能子集來(lái)提供面向連接的分組傳送[5]。ITU-T在對(duì)T-MPLS進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)盡量利用已有的標(biāo)準(zhǔn),包括IETF和MFA論壇的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。T-MPLS采用G.805和G.809定義的分層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),因此運(yùn)營(yíng)商可以延用其現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和管理方式,限度的降低向分組傳送網(wǎng)演進(jìn)的成本。
ITU-TSG15已經(jīng)正式通過(guò)的T-MPLS相關(guān)建議包括:
●G.8110.1:T-MPLS層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu);
●G.8112:T-MPLS分層接口;
●G.8121:MPLS設(shè)備功能模塊特性。
正在制定的建議包括:
●G.8131:T-MPLS網(wǎng)絡(luò)保護(hù)倒換;
●Y.1711.1:T-MPLS層網(wǎng)絡(luò)OAM機(jī)制;
●Y.17tor:T-MPLS網(wǎng)絡(luò)OAM功能需求;
●G.T-MPLS-mgmt:T-MPLS網(wǎng)元的管理;
●G.T-MPLS-mgmt-info:T-MPLS網(wǎng)元與協(xié)議無(wú)關(guān)的管理信息模型。
可以看出,T-MPLS的標(biāo)準(zhǔn)化還有很多工作要做,它與其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如MPLS的關(guān)系還在研究和探討之中。T-MPLS需要進(jìn)一步完善的方面包括[1]:
?。?)多點(diǎn)到多點(diǎn)連接:在T-MPLS中提供多點(diǎn)到多點(diǎn)連接的難點(diǎn)是如何提供完善的OAM機(jī)制。
?。?)OAM機(jī)制:T-MPLSOAM機(jī)制將基于Y.1711定義的MPLSOAM機(jī)制,同時(shí)將與Y.1731和802.1ag定義的以太網(wǎng)OAM機(jī)制保持一致。
(3)控制平面:目前普遍認(rèn)為T-MPLS將采用基于ASON/GMPLS的控制平面,下一步將開(kāi)始具體的標(biāo)準(zhǔn)化工作。
?。?)互操作性:T-MPLS與MPLS如何實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通目前還沒(méi)有明確的結(jié)論,ITU-T提出了兩種互通的方式[3]:
●MPLS設(shè)備在與T-MPLS設(shè)備互通的鏈路上只使用T-MPLS所支持的功能選項(xiàng),即該鏈路是一條T-MPLS鏈路。
●由于T-MPLS可以作為一種通用的分組傳送網(wǎng),因此可以承載各種客戶層信號(hào),包括以太網(wǎng)、IP和MPLS等??梢圆捎眠@種客戶層/服務(wù)層的概念,由T-MPLS作為服務(wù)層網(wǎng)絡(luò)來(lái)承載MPLS客戶層。
5、T-MPLS的設(shè)備形態(tài)和應(yīng)用方式
對(duì)于T-MPLS的設(shè)備形態(tài)目前還沒(méi)有形成一致的意見(jiàn),根據(jù)對(duì)已有相關(guān)設(shè)備的分析和歸納,T-MPLS設(shè)備可能存在以下幾種類型:
?。?)基于新型以太網(wǎng)交換機(jī)的T-MPLS設(shè)備:如愛(ài)立信公司新推出的OMS系列分組交換機(jī)產(chǎn)品,基于以太網(wǎng)交換機(jī)架構(gòu),同時(shí)支持電信級(jí)以太網(wǎng)(IEEE的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn))、T-MPLS和PBT。使用通用接口板卡,通過(guò)軟件設(shè)置即可改變?cè)O(shè)備的運(yùn)行模式。主要提供以太網(wǎng)業(yè)務(wù)和L2VPN業(yè)務(wù),包括VLL和VPLS業(yè)務(wù)。
?。?)基于通用交換矩陣的T-MPLS設(shè)備:典型產(chǎn)品是阿爾卡特公司推出的1850傳送業(yè)務(wù)交換機(jī)(TSS)。通用交換板可以同時(shí)支持TDM和分組交換,并可根據(jù)業(yè)務(wù)需求調(diào)整兩種業(yè)務(wù)的比例。其分組交換部分采用T-MPLS技術(shù)實(shí)現(xiàn),可以認(rèn)為是現(xiàn)有MSTP設(shè)備的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
?。?)基于現(xiàn)有MSTP架構(gòu)的T-MPLS設(shè)備:目前部分MSTP設(shè)備已經(jīng)支持簡(jiǎn)單的MPLS功能,中國(guó)的MSTP行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也有相關(guān)規(guī)范要求。只是由于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求不明確,且無(wú)法實(shí)現(xiàn)與IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)的互通,因此實(shí)際應(yīng)用還很少。如果將其中的MPLS模塊更換成T-MPLS,則可以實(shí)現(xiàn)SDH交換和T-MPLS分組交換的有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對(duì)TDM和以太網(wǎng)等多業(yè)務(wù)的有效承載。這種設(shè)備的優(yōu)勢(shì)是可以延長(zhǎng)目前廣泛部署的MSTP設(shè)備的生存周期,采用現(xiàn)有的運(yùn)營(yíng)方式,從而降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)成本。
由于T-MPLS技術(shù)還處于發(fā)展的初級(jí)階段,可能存在不同的實(shí)現(xiàn)方式,因此其對(duì)運(yùn)營(yíng)商和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)帶來(lái)的影響還需要進(jìn)一步研究。T-MPLS初期主要將應(yīng)用在城域網(wǎng)中,提供以太網(wǎng)傳送業(yè)務(wù),如DSLAM到BRAS的業(yè)務(wù)匯聚,3G基站到RNC的分組化傳送等。同時(shí)可以提供L2VPN業(yè)務(wù),如VLL和VPLS。目前對(duì)于T-MPLS在骨干網(wǎng)中的應(yīng)用模式還沒(méi)有定論。由于利用IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)提供L2VPN存在技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的問(wèn)題,并且此時(shí)并不需要IP路由功能,從而增加了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本。而利用T-MPLS實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單和低成本的特性,在骨干網(wǎng)提供L2VPN或許是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
6、結(jié)語(yǔ)
傳送網(wǎng)一直都具有高可靠性和易于互通的特征,以及完善的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)和OAM機(jī)制。T-MPLS如果能實(shí)現(xiàn)其所承諾的簡(jiǎn)單、高效、低成本和多業(yè)務(wù)支持等特性,則有可能成為下一代分組傳送網(wǎng)的主流技術(shù)。與此同時(shí),T-MPLS也面臨來(lái)自其他分組傳送技術(shù)的挑戰(zhàn),如電信級(jí)以太網(wǎng)和PBT技術(shù)等。PBT的標(biāo)準(zhǔn)化目前主要在IEEE進(jìn)行,可以認(rèn)為是對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)的改進(jìn),因此其能否成為一種電信級(jí)的端到端組網(wǎng)技術(shù)還不明確。而T-MPLS的優(yōu)勢(shì)是其基于電信網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu)和設(shè)計(jì)思想,因此更易于被運(yùn)營(yíng)商所接納。和其他任何一種新技術(shù)一樣,T-MPLS的成功需要設(shè)備廠商、運(yùn)營(yíng)商和標(biāo)準(zhǔn)組織等各個(gè)方面的共同努力和支持。
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