>> 名词解释——什么是MPLS-VPN?
 
发布时间:2009-10-29  访问人数:4032
 

MPLS/VPN

摘要:MPLS VPN是一种基于MPLS技术的IP-VPN,是在网络路由和交换设备上应用MPLS技术,简化核心路由器的路由选择方式,利用结合传统路由技术的标记交换实现的IP虚拟专用网络(IP VPN),可用来构造宽带的Intranet、Extranet,满足多种灵活的业务需求。本文主要介绍了MPLS VPN技术概述和主要应用。

1.MPLS VPN概述

  随着网络经济的发展,企业对于自身网络的建设提出了越来越高的要求,主要表现在网络的灵活性、经济性、扩展性等方面。在这样的背景下,VPN以其独有的优势赢得了越来越多企业的青睐。利用公共网络来构建的私有专用网络称为虚拟私有网络(VPN,Virtual Private Network)。在公共网络上组建的VPN象企业现有的私有网络一样提供安全性、和可管理性等。在所有的VPN技术中,MPLS VPN具有良好的可扩展性和灵活性,是目前发展最为迅速的VPN技术之一。

  1.1 MPLS

  MPLS(Multiprotocol Label Switching, 多协议标记交换)使用标签(Label)进行转发,一个标签是一个短的、长度固定的数值,由报文的头部携带,不含拓扑信息,只有局部意义。MPLS包头的结构如下图所示,包含20比特的标签,3比特的EXP(通常用作Cos),1比特的S,用于标识此标签是否为最底层标签,8比特的TTL。

  图 2-1 MPLS 标签

  MPLS可以看做是一种面向连接的技术。通过MPLS信令(如LDP,Label Distribute Protocol,标签分配协议)建立好MPLS标记交换通道(Label Switched Path,简称LSP),数据转发时,在网络入口对报文进行分类,根据分类结果选择相应的LSP,打上相应的标签,中间路由器在收到MPLS报文以后直接根据MPLS报头的标签进行转发,而不用再通过IP报文头的IP地址查找。在LSP出口(或倒数第二跳),弹出MPLS标签,还原为IP包。

  1.2 MPLS/BGP VPN

  MPLS VPN是一种基于MPLS技术的IP-VPN,根据PE(Provider Edge)设备是否参与VPN路由处理又细分为二层VPN和三层VPN,一般而言,MPLS/BGP VPN指的是三层VPN。

  在MPLS/BGP VPN的模型中,网络由运营商的骨干网与用户的各个Site组成,所谓VPN就是对site集合的划分,一个VPN就对应一个由若干site组成的集合。如MPLS/BGP VPN的实现如图2-2所示:

  图 2-2 MPLS/BGP VPN示意图

  如图所示,MPLS/BGP VPN所包含的基本组件:

  PE:Provider Edge Router,骨干网边缘路由器,是MPLS L3VPN的主要实现者。

  CE:Custom Edge Router,用户网边缘路由器。

  P router: Provider Router,骨干网核心路由器,负责MPLS转发。

  VPN用户站点(site):VPN中的一个孤立的IP网络,一般来说,不通过骨干网不具有连通性,公司总部、分支机构都是site的具体例子。

  在MPLS/BGP VPN中,属于同一的VPN的两个site之间转发报文使用两层标签,在入口PE上为报文打上两层标签,外层标签在骨干网内部进行交换,代表了从PE到对端PE的一条隧道,VPN报文打上这层标签,就可以沿着LSP到达对端PE,然后再使用内层标签决定报文应该转发到哪个site上。

  1.3 L2 MPLS VPN

  简单来说,MPLS L2VPN就是在MPLS网络上透明传递用户的二层数据。从用户的角度来看,这个MPLS网络就是一个二层的交换网络。以ATM为例,每一个用户边缘设备(CE)配置一个ATM虚电路,通过MPLS网络与远端的另一个CE设备相连,与通过ATM网络实现互联是完全一样的。

  在MPLS L2VPN中,CE、PE、P的概念与BGP/MPLS VPN一样,原理也很相似:利用标记栈来实现用户报文在MPLS网络中的透明传送:外层标记(称为tunnel标记)用于将报文从一个PE传递到另一个PE,内层标记(在MPLS L2VPN中,称为VC标记)用于区分不同VPN中的不同连接,接收方的PE根据VC标记决定将报文传递给哪个CE。转发过程中标记栈变化如下图所示:

  图 2-3 L2VPN标记栈处理

  当前MPLS L2VPN还没有形成正式的标准。存在两种主要的实现方式:Martini方式和Kompella方式。前者使用扩展的LDP协议作为信令来传递VC标记,因此又被称为LDP方式的L2VPN。Kompella方式采用BGP扩展为信令来散发二层可达信息和VC标记,因此又被称为BGP方式的L2VPN。

  2 MPLS VPN的应用

  采用MPLS VPN技术可以把现有IP网络分解成逻辑上隔离的网络,这种逻辑上隔离的网络的应用可以是千变万化的:可以是用在解决企业互连、政府相同/不同部门的互连、也可以用来提供新的业务,如为IP电话业务专门开通一个VPN。

  例如:

  用MPLS VPN构建运营支撑网

  利用MPLS VPN技术可以在一个统一的物理网络上实现多个逻辑上相互独立的VPN专网,该特性非常适合于构建运营支撑网,例如,目前国内很多省市的DCN网就采用华为的设备,在一个统一的物理网络上构建网管,OA,计费等多个业务专网。

  MPLS VPN在与运营商城域网的应用:

  作为运营商的基础网络,宽带城域网需同时服务多种不同的用户,承载多种不同的业务,存在多种接入方式,这一特点决定城域网需同时支持MPLS L3VPN,MPLS L2VPN及其它VPN服务,根据网络实际情况及用户需求开通相应的VPN业务,例如,为用户提供MPLS L2VPN服务以满足用户节约专线租用费用的要求。

  MPLS VPN在企业网络的应用:

  MPLS VPN在企业网中同样有广泛应用。例如,在电子政务网中,不同的政府部门有着不同的业务系统,各系统之间的数据多数是要求相互隔离的,同时各业务系统之间又存在着互访的需求,因此大量采用MPLS VPN技术实现这种隔离及互访需求。

  3. 结束语

  就MPLS本身而言,目前MPLS领域的研究热点主要关注于包括VPN在内MPLS应用,如QOS,流量工程等。具体到MPLS VPN,目前研究重点主要集中在解决MPLS VPN应用中可能遇到的一些问题,例如VPN跨自治域,VPN组播等。

  业界MPLS VPN研究的一个重要热点是分布式PE,目前的MPLS VPN功能主要是通过单个PE设备实现,PE需完成多种业务,对接口数目及种类的要求高,性能压力很大等。为了解决该问题,有人提出通过多个设备虚拟一个设备完成PE功能,如华为公司提出的分层PE等。

  相信随着这些技术的不断成熟,通过MPLS VPN构建一个多业务的IP网络,为用户提供有QOS保障的业务,都将不再是一个梦想

 
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