在大型IP网络中采用MPLS实现流量工程

网络高速发展，大家开始对服务质量、可靠性和效率进行重新思考，其中重要的解决方案之一就是采用MPLS全面提高IP网络性能。

这类趋势造成传统的和ATM的核心技术产生融合，而其中最重要的內容之一就是让MPLS借鉴ATM的流控机制实现MPLS的流量工程（Traffic Engineering）。

什么是流量工程？

流量工程事实上是一套工具和方法，不论是在和传输线路正常还是失效的情况下，它都能从给出的基础设施中提取最佳的服务。也就是说它要对已安装的资源进行优化。事实上，它是对网络工程或网络规划的一种补充和完善措施。流量工程尝试让实际网络业务量以一种最优的方式存在于物理网络之中。

目前Internet面临两个主要压力。

第一，目前的路由从实质上讲是无连接的，因而造成了整个网络容量利用率的非最佳特点。如今的路由选择只是基于目的地IP地址和最短路径进行的，忽视了网路可用链路容量和分组流本身的规定。超级聚合将造成一些链路过载或拥塞，而其它一些链路则处在利用率不够的情况；

第二，目前的IP服务从实质上讲是沒有服务质量，可是目前IP技术期待支撑广泛的业务，其中包含话音和视频。这一点对目前的IP技术来讲是无能为力的。

MPLS正是在这类情况下才不得不采纳ATM的观念，发动一场“技术和平演变”。

MPLS的流量工程

在IP网络中，流量工程探讨的难题是：解决拥塞，避免因为业务流和资源的无效映射所造成的一些网络资源过渡利用，而其它资源则利用不够的分歧。根据网络拓扑，快速、准确、合理地动态重新分配业务流，尤其是在产生网络线路或设备故障时更应这般。

高级MPLS的流量工程提供动态、即时的自动资源优化，采用所谓的“智能连接”实现IP网络流量工程的目标，即解决上面提出的两项挑战。

流量工程要解决的难题

智能连接

为了实现对网络资源的优化，降低管理人员的压力，MPLS节点将采用信令协议建立端到端标记互换安全通道（LSR）。智能连接能够由用户决策（确立路由），也可由通路计算算法实现。

带宽估计

为了改善路径计算算法分配业务量的有效性，还需要其它参数。估计带宽就是其中之一。事实上，每一个LSP都需要一个估计带宽，并且每条链路也要有一个链路拥塞系数，而该系数又是根据该链路容量和早已占有LSP的容量和估值进行计算的结果。当提升新的路径时，每条相关路径都要重新计算其路径拥塞系数。新的连接将选择具有最低拥塞系数的链路构成。

带宽测量

尽管带宽对提升网络资源利用率有非常大的改善，可是这终究还是一种估计。很显然，对实际业务量的估计越准确，路径选择的有效性也就越高。因为前述的路径计算算法采用的是一种静态方式，沒有考虑实际的时变链路利用率，因此其结果可能是对一条链路的业务量估计过高或过低。过低的流量估计可能造成实际链路的业务量过载，造成我们期待避免的拥塞和分组遗失；经过高的流量估计则可造成实际链路利用不够，造成网络其它部分不必要的潜在性拥塞。

因而，让估计带宽算法更好地发挥作用的方法将是采用测量带宽。定期测量链路的使用率，使用率波动，缓冲器占有和缓冲器占用率波动将至关重要。这种新的参数能够根据路由协议定期发布或者在超出某一门限时触发发布。籍此，能够动态计算聚合业务量的合理带宽。这类方法比一般的带宽估计更精确，因而进一步提高了网络资源的利用率。

网络弹性

目前Internet服务对公司的成功至关重要，因而用户需要不同的服务易用性。MPLS的操纵机制应能提供线路或设备的失效恢复作用。传统的方法是采用超时检测，即一种被动方式，新方法应采用积极方式，对故障进行初期检测和预测。底层的失效信息与路由和信令层需有直接的联系，以便较早地触发恢复对策。

连接优先级

让一些连接比其它连接有着更高的优先级显然是一种普遍性的需求，因而在MPLS中的LSR必须具有这类能力，其中包含建立连接的优先级和释放连接的优先级。特别注意的是在故障标准下的优先级解决对减少高优先级连接的恢复时间十分重要。在有迂回路由的地区，因为网络故障的动态性，最佳迂回路由通常只有在最后一刻才可以明确，因而连接的优先级必须动态配置。

网络重组规则

在当代通信网中，网络线路或设备造成的失效将影响数以千计，乃至是不计其数的LSP。混乱的释放，重组路由和二次信令将造成交换机控制系统的过载，造成网络重组时间过长。因而，在MPLS中必须有一种文雅的重组机制，这时候必须指定不同优先级LSP组的重组对策。那样做的益处还在于可以迅速地将重组后的网络资源占有信息传播至MPLS的相关节点，保证 重组过程依然具有优化网络资源的考虑。

标记堆栈

MPLS的标记堆栈能力能够显著地改善网络关键的恢复时间。例如当业务量在关键网络聚合时，根据提升另一层标记能够降低关键网络中LSP的总数。一旦网络关键产生故障，只需对总数较少的LSP进行路由重组，简化了重组任务。

复原恢复/路径优化

当MPLS网络中的故障设备恢复以后，网络仍应该恢复到原来的最佳资源配置情况。在无连接的网络中，业务量将自动恢复到最短路径面，而在朝向连接的网络中则必须采用一种类似机制，复原恢复/路径优化就是在朝向连接网络中常常采用的方法。MPLS网络中的LSR能够定期检测是不是存在比目前LSP更强的路径，假如存在，则老的LSP应该切换至新的LSP。典型性的例子就是在网络故障恢复以后，临时的LSP又恢复至原来的LSP，另一种情况为恢复至用户指定的路径。

信令性能

尽管MPLS是一种拓扑驱动的网络，绝大多数LSP存在的时间都较为长,对信令性能的规定相对较低。可是因为MPLS的目地是做为一种骨干网技术，必须快速合理地对故障进行恢复，因此，事实上信令性能的好坏对MPLS的流量工程的自动化水平有至关重要的影响。

网络服务质量

MPLS的流量工程需要提供服务质量，实际来讲是对于不同的服务，尤其是多媒体服务提供可选/可控的网络服务质量。这就规定MPLS的每一个LSR都能对于选定的LSP分配特定的缓冲区和调度优先级，并且预留相关的网络资源。显然，一个动态多服务网络的服务质量优化系统对MPLS的最后成功十分重要。

MPLS是在IP网络中提供流量工程的重要工具。尽管在MPLS以前的综合服务（Integrated Services）和差异性服务（Differentiated Services）可以解决一部分服务质量的难题，但仅有MPLS才是一种最全面的服务质量保证体系。

根据MPLS的流量工程技术，传统的IP网络能够平滑地演进为受控的多业务网络。

以上就是在大型IP网络中采用MPLS实现流量工程的介绍，

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