T-MPLS技術(shù)綜述和應(yīng)用探討

摘要報告了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，最后對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)運營商對分組傳送網(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(yīng)用無關(guān)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(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)計思想在傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，運營商也是基于這種思想來運營和管理現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。因此，可以認(rèn)為T-MPLS是成熟的TDM傳送網(wǎng)運營機制和可靠的分組網(wǎng)技術(shù)（MPLS）的有機結(jié)合。另外，T-MPLS對MPLS的主要改進(jìn)，如雙向LSP、端到端LSP保護(hù)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(luò)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(jìn)其網(wǎng)絡(luò)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(wù)層出不窮。這些新業(yè)務(wù)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(jìn)策略。

（2）滿足未來分組業(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?

（5）在網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的同時如何降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運營的成本?

為了迎接這些挑戰(zhàn)，主要運營商的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)都開始了向分組化的演進(jìn)。通信業(yè)界普遍認(rèn)為未來融合的承載網(wǎng)絡(luò)將是基于IP/MPLS技術(shù)。但是許多運營商認(rèn)為目前的IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)成本太高，特別是運營成本。因為IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)過于復(fù)雜，對其進(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IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)存在的上述問題，業(yè)界提出了分組傳送網(wǎng)的概念�；�于對現(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(kuò)展性：能夠滿足網(wǎng)絡(luò)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(wù)信號。

（4）安全性：包括網(wǎng)絡(luò)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(shè)備99.999%的可用率，具有快速保護(hù)和恢復(fù)機制。

（6）QoS保障：具有可預(yù)測和可控的網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)性能。

（7）多業(yè)務(wù)支持能力：支持對多業(yè)務(wù)的承載，從而降低網(wǎng)絡(luò)的整體成本。

（8）易于維護(hù)和管理：減少人工現(xiàn)場操作的需求，降低對維護(hù)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(jìn)行有機的結(jié)合，并提供對TDM業(yè)務(wù)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(shù)。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(guān)的功能特性，其設(shè)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(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(wù)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(luò)運營和管理系統(tǒng)，減少對員工的培訓(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的實現(xiàn)要比IP/MPLS簡單，包括設(shè)備實現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)運營方面。T-MPLS最初主要是定位于支持以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，但事實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(hù)恢復(fù)機制，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(yuǎn)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(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)計劃采用ASON/GMPLS作為T-MPLS的控制平面，下一步將開始具體的標(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(wù)相關(guān)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(luò)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(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(biāo)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(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(luò)中的多條不同路徑。它不僅增加了節(jié)點設(shè)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(hù)倒換機制，MPLS支持本地保護(hù)技術(shù)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(biāo)簽空間。

4、T-MPLS的標(biāo)準(zhǔn)化

ITU-TSG15從2005年就開始對T-MPLS進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，目標(biāo)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(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化時盡量利用已有的標(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)，因此運營商可以延用其現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運營和管理方式，最大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]：

（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(rèn)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(biāo)準(zhǔn)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(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，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�？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)來承載MPLS客戶層。

5、T-MPLS的設(shè)備形態(tài)和應(yīng)用方式

對于T-MPLS的設(shè)備形態(tài)目前還沒有形成一致的意見，根據(jù)對已有相關(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：

（1）基于新型以太網(wǎng)交換機的T-MPLS設(shè)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)）、T-MPLS和PBT。使用通用接口板卡，通過軟件設(shè)置即可改變設(shè)備的運行模式。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)。

（2）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（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(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)實現(xiàn)，可以認(rèn)為是現(xiàn)有MSTP設(shè)備的更新?lián)Q代產(chǎn)品。

（3）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)支持簡單的MPLS功能，中國的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，且無法實現(xiàn)與IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)的互通，因此實際應(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(wù)的有效承載。這種設(shè)備的優(yōu)勢是可以延長目前廣泛部署的MSTP設(shè)備的生存周期，采用現(xiàn)有的運營方式，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(luò)運營帶來的影響還需要進(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。同時可以提供L2VPN業(yè)務(wù)，如VLL和VPLS。目前對于T-MPLS在骨干網(wǎng)中的應(yīng)用模式還沒有定論。由于利用IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)提供L2VPN存在技術(shù)實現(xiàn)復(fù)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(luò)建設(shè)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(luò)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(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，T-MPLS也面臨來自其他分組傳送技術(shù)的挑戰(zhàn)，如電信級以太網(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)為是對以太網(wǎng)技術(shù)的改進(jìn)，因此其能否成為一種電信級的端到端組網(wǎng)技術(shù)還不明確。而T-MPLS的優(yōu)勢是其基于電信網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu)和設(shè)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(shù)一樣，T-MPLS的成功需要設(shè)備廠商、運營商和標(biāo)準(zhǔn)組織等各個方面的共同努力和支持。

參考文獻(xiàn)

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