T-MPLS技術綜述和應用探討

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摘要報告了T-MPLS技術發(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的標準化情況和需要進一步完善的方面,最后對T-MPLS的設備形態(tài)和在網(wǎng)絡中的應用方式進行了探討。

傳送MPLS(T-MPLS)是為了適應運營商對分組傳送網(wǎng)需求而提出的一種新型的MPLS技術。T-MPLS基于已經(jīng)廣泛應用的IP/MPLS技術和標準,提供了一種簡化的面向連接的實現(xiàn)方式。T-MPLS去掉了MPLS中與面向連接應用無關的功能,同時增加了對于傳送網(wǎng)非常重要的一些功能。

目前,ITU-T正在對T-MPLS進行標準化,其基本思想是采用基于電信網(wǎng)絡的體系架構(gòu)。T-MPLS的許多設計思想在傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡中已經(jīng)被廣泛應用,運營商也是基于這種思想來運營和管理現(xiàn)有網(wǎng)絡。因此,可以認為T-MPLS是成熟的TDM傳送網(wǎng)運營機制和可靠的分組網(wǎng)技術(MPLS)的有機結(jié)合。另外,T-MPLS對MPLS的主要改進,如雙向LSP、端到端LSP保護和強大的OAM機制等,將實現(xiàn)對傳送網(wǎng)資源的有效控制和使用,從而實現(xiàn)網(wǎng)絡運營成本的降低。

1、T-MPLS產(chǎn)生的背景

運營商需要不斷改進其網(wǎng)絡以在競爭不斷加劇的市場環(huán)境中生存下來。以太網(wǎng)、IPVPN、VoIP、IPTV和TriplePlay等新業(yè)務層出不窮。這些新業(yè)務在為運營商帶來可觀收入的同時,也對運營商提出了一系列的挑戰(zhàn)[1]:

(1)PSTN向NGN的演進策略。

(2)滿足未來分組業(yè)務需求的網(wǎng)絡架構(gòu)的選擇。

(3)如何提高網(wǎng)絡的效率、擴展性和可管理性?

(4)如何協(xié)調(diào)傳統(tǒng)業(yè)務和新業(yè)務的發(fā)展?

(5)在網(wǎng)絡演進的同時如何降低網(wǎng)絡建設和運營的成本?

為了迎接這些挑戰(zhàn),主要運營商的網(wǎng)絡和業(yè)務都開始了向分組化的演進。通信業(yè)界普遍認為未來融合的承載網(wǎng)絡將是基于IP/MPLS技術。但是許多運營商認為目前的IP/MPLS網(wǎng)絡成本太高,特別是運營成本。因為IP/MPLS網(wǎng)絡技術過于復雜,對其進行管理、控制和維護的難度很大,需要更多的人力資源和技能。

針對IP/MPLS網(wǎng)絡存在的上述問題,業(yè)界提出了分組傳送網(wǎng)的概念;趯ΜF(xiàn)有SDH傳送網(wǎng)的信賴和運營經(jīng)驗,運營商對分組傳送網(wǎng)的需求包括[1]:

(1)高擴展性:能夠滿足網(wǎng)絡長期發(fā)展的需求。

(2)成本優(yōu)勢:只有成本上的優(yōu)勢才可以實現(xiàn)廣泛的部署。

(3)透明性:可以透明傳送各種業(yè)務信號。

(4)安全性:包括網(wǎng)絡本身的安全性和對用戶數(shù)據(jù)的安全保障。

(5)高可靠性:滿足傳送網(wǎng)設備99.999%的可用率,具有快速保護和恢復機制。

(6)QoS保障:具有可預測和可控的網(wǎng)絡與業(yè)務性能。

(7)多業(yè)務支持能力:支持對多業(yè)務的承載,從而降低網(wǎng)絡的整體成本。

(8)易于維護和管理:減少人工現(xiàn)場操作的需求,降低對維護和管理人員的要求。

(9)互通性好:便于實現(xiàn)多廠商和多運營商的互聯(lián)互通。

(10)繼承性:需要能夠與現(xiàn)有SDH傳送網(wǎng)進行有機的結(jié)合,并提供對TDM業(yè)務的有效傳送。

基于對分組傳送網(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。與MPLS不同,T-MPLS不支持無連接模式,實現(xiàn)上要比MPLS更簡單,更易于運行和管理[2]。T-MPLS取消了MPLS中與L3和IP路由相關的功能特性,其設備實現(xiàn)將滿足運營商對低成本和大容量的下一代分組網(wǎng)絡的需求。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)、管理和運行模式。T-MPLS將用于未來運營商分組化的傳送網(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)的特點和優(yōu)勢,同時又可以滿足未來分組化業(yè)務傳送的需求。T-MPLS采用與SDH類似的運營方式,這一點對于大型運營商尤為重要,因為他們可以繼續(xù)使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡運營和管理系統(tǒng),減少對員工的培訓成本。由于T-MPLS的目標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的實現(xiàn)要比IP/MPLS簡單,包括設備實現(xiàn)和網(wǎng)絡運營方面。T-MPLS最初主要是定位于支持以太網(wǎng)業(yè)務,但事實上它可以支持各種分組業(yè)務和電路業(yè)務,如IP/MPLS、SDH和OTH等。T-MPLS是一種面向連接的網(wǎng)絡技術,使用MPLS的一個功能子集。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的一個子集:T-MPLS的數(shù)據(jù)平面保留了MPLS的必要特征,以便實現(xiàn)與MPLS的互聯(lián)互通。

(2)傳送網(wǎng)的生存性:T-MPLS支持傳送網(wǎng)所具有的保護恢復機制,包括1+1、1:1、環(huán)網(wǎng)保護和共享網(wǎng)狀網(wǎng)恢復等[6]。MPLS的FRR機制由于要使用LSP聚合功能而沒有被采納。

(3)傳送網(wǎng)的OAM機制:T-MPLS參考Y.1711定義的MPLSOAM機制,延用在其他傳送網(wǎng)中廣泛使用的OAM概念和機制,如連通性校驗、告警抑制和遠端缺陷指示等。

(4)T-MPLS控制平面:初期T-MPLS將使用管理平面進行配置,與現(xiàn)有的SDH網(wǎng)絡配置方式相同。目前ITU-T已經(jīng)計劃采用ASON/GMPLS作為T-MPLS的控制平面,下一步將開始具體的標準化工作[4]。

(5)不使用保留標簽:任何特定標簽的分配都由IETF負責,遵循MPLS相關標準,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機制,因此T-MPLS取消了MPLS中一些與IP和無連接業(yè)務相關的功能特性。T-MPLS與MPLS的主要區(qū)別如下:

(1)IP/MPLS路由器是用于IP網(wǎng)絡的,因此所有的節(jié)點都同時支持在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。

(2)在IP/MPLS網(wǎng)絡中存在大量的短生存周期業(yè)務流。而在傳送MPLS網(wǎng)絡中,業(yè)務流的數(shù)量相對較少,持續(xù)時間相對更長一些。

而在具體的功能實現(xiàn)方面,兩者的主要區(qū)別包括[2]:

(1)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。

(2)不使用倒數(shù)第二跳彈出(PHP)選項:PHP的目的是簡化對出口節(jié)點的處理要求,但是它要求出口節(jié)點支持IP路由功能。另外由于到出口節(jié)點的數(shù)據(jù)已經(jīng)沒有MPLS標簽,將對端到端的OAM造成困難。

(3)不使用LSP聚合選項:LSP聚合是指所有經(jīng)過相同路由到同一目的節(jié)點的數(shù)據(jù)包可以使用相同的MPLS標簽。雖然這樣可以提高網(wǎng)絡的擴展性,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)測變得很困難。

(4)不使用相同代價多路徑(ECMP)選項:ECMP允許同一LSP的數(shù)據(jù)流經(jīng)過網(wǎng)絡中的多條不同路徑。它不僅增加了節(jié)點設備對IP/MPLS包頭的處理要求,同時由于性能監(jiān)測數(shù)據(jù)流可能經(jīng)過不同的路徑,從而使得OAM變得很困難。

(5)T-MPLS支持端到端的OAM機制。

(6)T-MPLS支持端到端的保護倒換機制,MPLS支持本地保護技術FRR。

(7)根據(jù)RFC3443中定義的管道模型和短管道模型處理TTL。

(8)支持RFC3270中的E-LSP和L-LSP。

(9)支持管道模型和短管道模型中的EXP處理方式。

(10)支持全局惟一和接口惟一兩種標簽空間。

4、T-MPLS的標準化

ITU-TSG15從2005年就開始對T-MPLS進行標準化,目標是利用MPLS的一個功能子集來提供面向連接的分組傳送[5]。ITU-T在對T-MPLS進行標準化時盡量利用已有的標準,包括IETF和MFA論壇的相關標準和規(guī)范。T-MPLS采用G.805和G.809定義的分層網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu),因此運營商可以延用其現(xiàn)有的網(wǎng)絡建設、運營和管理方式,最大限度的降低向分組傳送網(wǎng)演進的成本。

ITU-TSG15已經(jīng)正式通過的T-MPLS相關建議包括:

●G.8110.1:T-MPLS層網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu);

●G.8112:T-MPLS分層接口;

●G.8121:MPLS設備功能模塊特性。

正在制定的建議包括:

●G.8131:T-MPLS網(wǎng)絡保護倒換;

●Y.1711.1:T-MPLS層網(wǎng)絡OAM機制;

●Y.17tor:T-MPLS網(wǎng)絡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)議無關的管理信息模型。

可以看出,T-MPLS的標準化還有很多工作要做,它與其他網(wǎng)絡技術如MPLS的關系還在研究和探討之中。T-MPLS需要進一步完善的方面包括[1]:

(1)多點到多點連接:在T-MPLS中提供多點到多點連接的難點是如何提供完善的OAM機制。

(2)OAM機制:T-MPLSOAM機制將基于Y.1711定義的MPLSOAM機制,同時將與Y.1731和802.1ag定義的以太網(wǎng)OAM機制保持一致。

(3)控制平面:目前普遍認為T-MPLS將采用基于ASON/GMPLS的控制平面,下一步將開始具體的標準化工作。

(4)互操作性:T-MPLS與MPLS如何實現(xiàn)互聯(lián)互通目前還沒有明確的結(jié)論,ITU-T提出了兩種互通的方式[3]:

●MPLS設備在與T-MPLS設備互通的鏈路上只使用T-MPLS所支持的功能選項,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,包括以太網(wǎng)、IP和MPLS等。可以采用這種客戶層/服務層的概念,由T-MPLS作為服務層網(wǎng)絡來承載MPLS客戶層。

5、T-MPLS的設備形態(tài)和應用方式

對于T-MPLS的設備形態(tài)目前還沒有形成一致的意見,根據(jù)對已有相關設備的分析和歸納,T-MPLS設備可能存在以下幾種類型:

(1)基于新型以太網(wǎng)交換機的T-MPLS設備:如愛立信公司新推出的OMS系列分組交換機產(chǎn)品,基于以太網(wǎng)交換機架構(gòu),同時支持電信級以太網(wǎng)(IEEE的相關標準)、T-MPLS和PBT。使用通用接口板卡,通過軟件設置即可改變設備的運行模式。主要提供以太網(wǎng)業(yè)務和L2VPN業(yè)務,包括VLL和VPLS業(yè)務。

(2)基于通用交換矩陣的T-MPLS設備:典型產(chǎn)品是阿爾卡特公司推出的1850傳送業(yè)務交換機(TSS)。通用交換板可以同時支持TDM和分組交換,并可根據(jù)業(yè)務需求調(diào)整兩種業(yè)務的比例。其分組交換部分采用T-MPLS技術實現(xiàn),可以認為是現(xiàn)有MSTP設備的更新?lián)Q代產(chǎn)品。

(3)基于現(xiàn)有MSTP架構(gòu)的T-MPLS設備:目前部分MSTP設備已經(jīng)支持簡單的MPLS功能,中國的MSTP行業(yè)標準也有相關規(guī)范要求。只是由于網(wǎng)絡應用需求不明確,且無法實現(xiàn)與IP/MPLS網(wǎng)絡的互通,因此實際應用還很少。如果將其中的MPLS模塊更換成T-MPLS,則可以實現(xiàn)SDH交換和T-MPLS分組交換的有機結(jié)合,實現(xiàn)對TDM和以太網(wǎng)等多業(yè)務的有效承載。這種設備的優(yōu)勢是可以延長目前廣泛部署的MSTP設備的生存周期,采用現(xiàn)有的運營方式,從而降低網(wǎng)絡建設和維護成本。

由于T-MPLS技術還處于發(fā)展的初級階段,可能存在不同的實現(xiàn)方式,因此其對運營商和網(wǎng)絡運營帶來的影響還需要進一步研究。T-MPLS初期主要將應用在城域網(wǎng)中,提供以太網(wǎng)傳送業(yè)務,如DSLAM到BRAS的業(yè)務匯聚,3G基站到RNC的分組化傳送等。同時可以提供L2VPN業(yè)務,如VLL和VPLS。目前對于T-MPLS在骨干網(wǎng)中的應用模式還沒有定論。由于利用IP/MPLS網(wǎng)絡提供L2VPN存在技術實現(xiàn)復雜的問題,并且此時并不需要IP路由功能,從而增加了網(wǎng)絡建設和運營成本。而利用T-MPLS實現(xiàn)簡單和低成本的特性,在骨干網(wǎng)提供L2VPN或許是一個不錯的選擇。

6、結(jié)語

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)絡運營和OAM機制。T-MPLS如果能實現(xiàn)其所承諾的簡單、高效、低成本和多業(yè)務支持等特性,則有可能成為下一代分組傳送網(wǎng)的主流技術。與此同時,T-MPLS也面臨來自其他分組傳送技術的挑戰(zhàn),如電信級以太網(wǎng)和PBT技術等。PBT的標準化目前主要在IEEE進行,可以認為是對以太網(wǎng)技術的改進,因此其能否成為一種電信級的端到端組網(wǎng)技術還不明確。而T-MPLS的優(yōu)勢是其基于電信網(wǎng)絡的體系架構(gòu)和設計思想,因此更易于被運營商所接納。和其他任何一種新技術一樣,T-MPLS的成功需要設備廠商、運營商和標準組織等各個方面的共同努力和支持。

參考文獻

1TPACK,TRANSPORT-MPLS:ANewRouteto Carrier Ethernet.2006.http://www.tpack.com/.[EB/OL]

2ITU-TRecommendationG.8110.1,Architectureof Transport MPLS(T-MPLS)Layer Network.2006.[S]

3ITU-TRecommendationG.8112,Interfacesfor the Transport MPLS(T-MPLS)Hierarchy.2006.[S]

4ITU-TRecommendationG.8080,Architecturefor the automatically switched optical networks(ASON).2006.[S]

5ITU-TRecommendationG.8110MPLS Layer Network Architecture.2005.[S]

6ITU-TRecommendationY.1720,Protectionswitching for MPLS networks.2006.[S]

作者:荊瑞泉   來源:中國聯(lián)通網(wǎng)站
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