通信網(wǎng)banner.jpg)
一、前言
與MPLS技術(shù)相關(guān)的分支很多，例如MPLSRouting、L3VPN、L2VPN、MPLS Multi-cast、MPLS QoS等；其中的某些應(yīng)用和技術(shù)，如基于RFC 2547 bis的L3 VPN，在國內(nèi)外多家ISP已經(jīng)成功應(yīng)用并大量部署，但是其它的技術(shù)和應(yīng)用如組播和QoS正處在發(fā)展和成熟時(shí)期，另外也有些技術(shù)如MPLS TE已經(jīng)基本成熟，在國外被部分運(yùn)營商接受和采納，而在國內(nèi)幾乎還沒有應(yīng)用。
就網(wǎng)絡(luò)流量工程而言，在MPLS技術(shù)出現(xiàn)之前，網(wǎng)絡(luò)管理員就已經(jīng)可以通過其他方式初步實(shí)現(xiàn)了，主要是通過調(diào)整IGP鏈路的Metric或者采用多個(gè)IGP平面來疏導(dǎo)不同POP之間的流量。MPLSTE帶來的好處是克服了傳統(tǒng)調(diào)整Metric方式的不足，這些不足包括：對IGPMetric的調(diào)整不像MPLSTE是站在全局角度綜合考慮網(wǎng)絡(luò)流量流向矩陣，對每條鏈路Metric的局部調(diào)整會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的流量變化，即牽一發(fā)而動(dòng)全身；而且這種對局部鏈路的調(diào)整帶來的對全網(wǎng)變化可能是無法預(yù)知的，解決了這條鏈路的流量，卻帶來其他鏈路的擁塞，有“按下葫蘆浮起瓢”般的感覺；此外對IGP Metric的調(diào)整沒有有效的方法根據(jù)流量的來源控制傳送路徑，而只能根據(jù)它的去向；最后一點(diǎn)，調(diào)整Metric方式配置復(fù)雜，容易引起路由環(huán)路。
當(dāng)然，基于MPLS的流量工程在給了人們一個(gè)新的選擇的同時(shí)也是有代價(jià)的。這一選擇同其他任何新技術(shù)一樣，會(huì)迫使人們學(xué)習(xí)新的操作方式，打破傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)和思維按新的理論來配置網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。
另外，在引入MPLSTE時(shí)，需要清醒地認(rèn)識(shí)到，任何技術(shù)都不是萬能的，它可以解決一些關(guān)鍵問題，但是不能解決所有問題。每個(gè)運(yùn)營商都會(huì)針對自身的網(wǎng)絡(luò)情況，業(yè)務(wù)特點(diǎn)對是否采用各種新技術(shù)以及每種新技術(shù)帶來的代價(jià)之間進(jìn)行取舍。
二、TE功能描述
首先介紹一下MPLSTE的總體功能：
1． 提高、優(yōu)化帶寬利用率，延緩對帶寬的擴(kuò)容；
2． 可實(shí)現(xiàn)不同于傳統(tǒng)IGP Metric方式對帶寬、流量、流向、負(fù)載分擔(dān)實(shí)現(xiàn)控制，避免基于IGP Metric實(shí)施負(fù)載分擔(dān)會(huì)出現(xiàn)的針孔效應(yīng)；
3． 可應(yīng)對突發(fā)事件、網(wǎng)絡(luò)鏈路/節(jié)點(diǎn)故障導(dǎo)致拓?fù)渥兓斐傻牧髁啃赂窬郑?br />
4． 對網(wǎng)絡(luò)流量矩陣進(jìn)行詳細(xì)測量，及時(shí)了解帶寬需求和網(wǎng)絡(luò)資源狀況，指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和鏈路升級；
5． 基于TE的FRR可提供50ms級別的物理鏈路、設(shè)備節(jié)點(diǎn)保護(hù)；
6． 端到端TE LSP Tunnel本身也可提供快速保護(hù)。
在具體實(shí)施和部署TE時(shí)，由于不同的TE功能實(shí)現(xiàn)機(jī)制上存在差異和矛盾，因此很難在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)提供全部功能，需要對TE及FRR分類進(jìn)行詳細(xì)了解，才能制定符合運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)實(shí)際需求的TE部署策略。
三、戰(zhàn)術(shù)式TE--NativeIP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的TE
如果運(yùn)營商的IP骨干網(wǎng)平時(shí)沒有啟用MPLS，屬于一個(gè)“RowIP”或“NativeIP”網(wǎng)絡(luò)，在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中我們可以采用“戰(zhàn)術(shù)TE”實(shí)現(xiàn)流量工程。所謂戰(zhàn)術(shù)式就是在需要的時(shí)候臨時(shí)配置，動(dòng)態(tài)啟用RSVP信令，采用CSPF計(jì)算TE路徑，通過RSVP建立LSP。一旦TE的使命結(jié)束，再拆除TE隧道。這種TE主要解決網(wǎng)絡(luò)鏈路利用率不均衡的問題，直接的利益是可以延緩網(wǎng)絡(luò)帶寬擴(kuò)容，或者給帶寬升級留出充足的時(shí)間。
在“NativeIP”情況下，我們通常只能利用到TE提高帶寬利用率這一優(yōu)勢，對網(wǎng)絡(luò)流量流向矩陣的測量和統(tǒng)計(jì)，基本上還是需要通過其他方式解決，如Netflow、TMS或CEFAccounting等。因?yàn)閼?zhàn)術(shù)式TE都是在網(wǎng)絡(luò)的局部實(shí)施，沒有對全網(wǎng)所有路由器間的流量進(jìn)行采樣，因此很難準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)流量。
“NativeIP”網(wǎng)絡(luò)下我們無法實(shí)現(xiàn)基于TE技術(shù)的快速重路由FRR來實(shí)現(xiàn)50ms級別的鏈路、節(jié)點(diǎn)故障恢復(fù)。
四、戰(zhàn)略式TE—適合各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的TE
1．戰(zhàn)略式TE簡介
戰(zhàn)略式TE就是預(yù)先配置好RSVP信令、計(jì)算好TE路徑、并已經(jīng)預(yù)先建立的TE隧道。從實(shí)施的范圍角度它還可以細(xì)分為局部式、全局式兩種。
局部式通常在網(wǎng)絡(luò)核心POP節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)核心是全網(wǎng)流量交匯中心，對核心實(shí)施TE可以在盡可能小地配置工作量下，盡可能大地提供TE功能。運(yùn)營商在實(shí)施局部戰(zhàn)略式TE中，外圍通常為NativeIP或LDPEnabledIP，前者主要是沒有在全網(wǎng)啟用MPLS技術(shù)的運(yùn)營商采用，后者主要是在全網(wǎng)提供MPLS VPN業(yè)務(wù)（2547 bis）的運(yùn)營商采用。對于后者，需要注意穿越核心TE Domain的LDP LSP需要在TE Domain內(nèi)部實(shí)現(xiàn)IP Over RSVP功能，才能保證端到端PE之間的LDP LSP互通，從而實(shí)現(xiàn)端到端VPN業(yè)務(wù)。
全局戰(zhàn)略式TE就是在全網(wǎng)所有路由器上配置實(shí)現(xiàn)RSVPTE，這是TE最理想的部屬方式，可以實(shí)現(xiàn)TE的所有功能。此方式存在N方效應(yīng)，擴(kuò)展性很差。而且一旦全網(wǎng)新增任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)甚至新增任何一臺(tái)路由器，全網(wǎng)都需要重新配置新增的TELSP。據(jù)了解，在網(wǎng)絡(luò)中所有路由器上配置TE實(shí)現(xiàn)Fullmesh TE LSP 隧道的運(yùn)營商幾乎沒有，可能擴(kuò)展性是其主要制約。
無論局部式還是全局式TE，由于其預(yù)先配置的特性，可以實(shí)現(xiàn)TE的一個(gè)很具優(yōu)勢的功能—快速重路由FRR。
2．FRR簡介
FRR的具體實(shí)現(xiàn)隨廠家不同而不同，主要存在兩大方式：Facility和Detour。
Facility基于標(biāo)記堆棧技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)1:N的保護(hù)，主要實(shí)現(xiàn)對鏈路的保護(hù)，對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)需要額外的配置；Detour基于每一條TELSP單獨(dú)進(jìn)行保護(hù)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對鏈路和節(jié)點(diǎn)的保護(hù)，但是由于其只能提供1:1方式，其擴(kuò)展性不如Facility。由Facility方式延伸而產(chǎn)生的保護(hù)是“一跳式”保護(hù)，這在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)有大量部署，是TEFRR應(yīng)用最多的方式。在目前WDM系統(tǒng)沒有實(shí)現(xiàn)對波長保護(hù)的情況下一跳式FRR的作用就顯得更為重要。
一跳式FRR保護(hù)原理如下：
假設(shè)北京、上海兩個(gè)POP，分別由兩臺(tái)路由器構(gòu)成。其POP內(nèi)部、POP之間以及P到PE的連接方式見圖1。
圖1POP內(nèi)部、POP之間以及P到PE的連接方式圖
在北京、上海兩個(gè)POP節(jié)點(diǎn)的四個(gè)路由器之間配置FullmeshTE隧道，在北京、上海兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的廣域網(wǎng)鏈路上配置Facility方式的FRR保護(hù)，提供廣域網(wǎng)鏈路一跳式保護(hù)。以P2-P3之間的流量流向作為參考，P2路由器為本地修復(fù)點(diǎn)（PLR），P3路由器為匯合點(diǎn)（MP）。
此范例在TEDomain內(nèi)為FullmeshTE隧道，沒有LDP信令存在，所有LDP鄰接關(guān)系都是通過端到端TE隧道進(jìn)行封裝和承載的。當(dāng)北京、上海兩個(gè)核心節(jié)點(diǎn)之間的廣域網(wǎng)鏈路發(fā)生故障，原先通過這條故障鏈路的端到端TE LSP會(huì)被FRR機(jī)制提供保護(hù)，隧道的首端（Headend）和尾端(Tailend)不會(huì)把這條隧道看作是“Down”了，因此LDP鄰接關(guān)系繼續(xù)建立并維持。
發(fā)生在核心節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的TEDomain內(nèi)部的鏈路故障，會(huì)引起IGP收斂，但是TEDomain內(nèi)沒有LDP信令的存在，因此不會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)核心的LDP收斂。
TEDomain內(nèi)的IGP收斂，對ISP網(wǎng)絡(luò)外圍的LDP來說是透明的，不會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)外圍LDP收斂，因?yàn)榭缭胶诵腡EDomain的LDP鄰接建立在TELSP隧道上，而隧道通過FRR機(jī)制被實(shí)施了保護(hù)。
當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)外圍的路由器通過接收到的IS-ISLSPFlooding可以判斷網(wǎng)絡(luò)核心拓?fù)浒l(fā)生了變化（在TE隧道沒有配置Forwarding adjacency參數(shù)的情況下），在IGP收斂結(jié)束后，在源端會(huì)對數(shù)據(jù)按照收斂后的路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
在具體采用何種FRR，提供何種保護(hù)的探討中，仍然需要根據(jù)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的具體配置和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。例如在北京和上海POP內(nèi)部還可以同時(shí)啟用RSVP和LDP信令，RSVP用于備份隧道的建立，LDP用于網(wǎng)絡(luò)正常狀態(tài)下在同一個(gè)POP內(nèi)部不同路由器之間建立LDPLSP。
3．FRR的其他特性和約束
同TE一樣，運(yùn)營商部屬FRR時(shí)，在利用其優(yōu)勢的同時(shí)還需要了解其局限。
（1） FRR是臨時(shí)措施，一旦FRR生效，保護(hù)隧道所在的物理路徑帶寬利用率會(huì)上升，為了確保備份TE隧道途徑的物理路徑中原有流量和保護(hù)流量的QoS，仍然需要輕載（Over Provisioning）來保障。FRR的保護(hù)機(jī)制決定了它的臨時(shí)性，保護(hù)鏈路在起到流量迂回作用時(shí)，與其他正常鏈路共爭帶寬，為了避免此時(shí)的網(wǎng)絡(luò)擁塞導(dǎo)致性能下降，因此要求網(wǎng)絡(luò)正常情況下，鏈路的帶寬利用率不能過高，低于50%為宜；
�。�2） FRR保護(hù)鏈路只在很短的時(shí)間內(nèi)有效，之后系統(tǒng)會(huì)分別進(jìn)行IGP收斂和首端LSP重優(yōu)化，采用make before break機(jī)制，并采用顯式共享來進(jìn)一步降低對帶寬的占用，如果為備份隧道預(yù)留帶寬不僅浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源，還會(huì)影像其他正常TE LSP的最優(yōu)路徑計(jì)算。因此不建議為FRR的保護(hù)鏈路提供預(yù)留帶寬；
�。�3） 經(jīng)測試，F(xiàn)RR可以提供50ms級別的故障恢復(fù)，但是故障檢測的時(shí)間是關(guān)鍵，如果故障檢測耗時(shí)增加，F(xiàn)RR保護(hù)時(shí)間會(huì)相應(yīng)增加；
�。�4） FRR只在局部范圍起作用，當(dāng)鏈路或節(jié)點(diǎn)故障發(fā)生在TE Domain之外，系統(tǒng)的故障恢復(fù)需要IGP收斂實(shí)現(xiàn)；
（5） 根據(jù)理論依據(jù)和配置試驗(yàn)，F(xiàn)RR的節(jié)點(diǎn)保護(hù)可擴(kuò)展性低，而且目前節(jié)點(diǎn)設(shè)備的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鏈路，因此不建議提供節(jié)點(diǎn)保護(hù)；
（6） 部署TE需考慮設(shè)備兼容性，建議在TE Domain內(nèi)采用同一廠家設(shè)備。雖然各個(gè)廠家都聲稱與主流設(shè)備可實(shí)現(xiàn)TE及FRR兼容，但根據(jù)測試結(jié)果和以往經(jīng)驗(yàn)，在某些特性上的具體實(shí)現(xiàn)上仍有細(xì)微差別，需要不斷調(diào)整各廠家設(shè)備的配置參數(shù)，達(dá)到最佳的協(xié)調(diào)狀態(tài)，這在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行初期缺乏TE維護(hù)經(jīng)驗(yàn)的情況下較難實(shí)現(xiàn)，容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能不穩(wěn)定。此外不同廠家設(shè)備在配合實(shí)現(xiàn)FRR時(shí)的保護(hù)恢復(fù)時(shí)間會(huì)延長，經(jīng)實(shí)際測試，不同廠家設(shè)備位于隧道中不同位置（PLR或MP）也會(huì)對FRR性能帶來影響。
