多协议标记交换技术(MPLS)及其应用 市场管理部 黄桂生

1. 当前网络概况 2. MPLS基本原理 3. MPLS的应用

当前网络概况 核心国干传输网示意图

当前网络概况 核心省干传输网示意图

当前网络概况 核心本地骨干传输网示意图

当前网络概况 核心骨干网 汇聚分配网 接入网

当前网络概况 骨干传输网络作为通信网络的核心，具有强大的传输能力，为各种应用提供了传输平台。各种应用，包括语音（传统PSTN）、数据、视频及流媒体等通过各自的接入网络进入到通信网络中，再由汇聚层接入核心骨干网络，达到信息的相互传达，从而实现“随时随地传信息”。

当前网络概况 由于计算机网络的迅猛发展以及相应的图文处理技术、多媒体处理技术、流媒体技术等应用技术的飞速发展，IP网络不但可以进行包括电话、数据、文字等传统业务的交互，而且可以进行图像、音频、视频等业务的交互。 “IP无线化”和3G的发展进一步推动了网络IP化。 网络IP化是大势所趋。

当前网络概况 另外，接入网概念的提出以及随后光传输在接入网上的应用，使得传统的电话接入网经过“光进铜退”的改造之后，具备了数据传输的能力。ADSL在这时候得到了比较大的发展，尤其是在一些宽带接入网尚未引入的住宅小区。 基于以太网技术的宽带接入网（用户驻地网）在宽带城域网的发展过程中也得到了巨大的推动。在城市，基本上实现了10M宽带入户。乡镇也具备了基于以太网基础的宽带入户的条件。

当前网络概况 驻地网在网络IP化的过程，无需改造。而接入网网络IP化时只需改造相应的节点，将ONU、OLT用具有宽带接入和交换、路由功能的宽带交换机、路由器等即可。

改造完成后的网络结构示意图

当前网络概况 以上网络概况，是多协议标记交换（MPLS）技术的推广的现实基础，现代通信的IP化，则是多协议标记交换（MPLS）技术的动力。

2. MPLS基本原理

MPLS基本原理 MPLS（Multi-Protocol Label Switching）即多协议标签交换，是一种可提供高性价比和多业务能力的交换技术，它解决了传统IP分组交换的局限性。 采用MPLS技术可以提供灵活的流量工程、虚拟专网等业务，同时，MPLS也是能够完成涉及多层网络集成控制与管理的技术。

MPLS基本原理 MPLS即多协议标签交换，最初是应用在基于三层交换的IP核心网络，主要是为了解决路由转发速度问题。 传统的IP数据网是无连接的网络，路由器根据所收到的每个包的地址去查找匹配的下一跳，并做相应的转发。但由于路由器使用的是最长前缀匹配地址搜索，无法实现高速转发，因此引入了MPLS技术以实现其高速转发。

MPLS基本原理 MPLS就像一个薄薄的垫片，处于OSI模型的第二层和第三层中间，为IP网络提供面向连接的交换。工作原理如下： 为数据加上标记(label)； 用短而固定长度的标记来识别数据流简化转发处理； 在某些情况下，MPLS直接利用第二层交换，如数据链路层是ATM网络或者帧中继； 采用标记分发协议（LDP），使MPLS节点为每个数据包加上标记 支持传统的路由协议

MPLS基本原理 嵌套

MPLS基本原理 内嵌MPLS功能的以太网业务的映射结构 信封的格式

MPLS基本原理 与传统路由器的比较 标记交换 标记交换 入口路由器 分析头 分析FEC 映射到下一跳 分析头 分析FEC 映射到下一跳 添加标记 标记交换 标记交换

MPLS基本原理 在边界进行路由，进核心时添加标记，在核心进行标记交换

MPLS基本原理 MPLS术语： • LDP: 标记分发协议 • LSP: 标记交换路径 • FEC: 转发等价类 • LSR: 标记交换路由器 • LER: 标记边缘路由器

MPLS基本原理 什么是FEC？地址前缀不同，却可以在同一个通道转发的同一类数据包。

MPLS基本原理 标记交换路由器（LSR），标记边缘路由器（LER）

MPLS基本原理 LER功能： • 完成连接MPLS域和非MPLS域以及不同MPLS域的功能。 • 进行FEC划分，与内部MPLS LSR交换FEC/标记绑定信息； • 给分组加标记或剥去标记,也可用于确定业务类型，实现策略管理，接入流量工程控制等。

MPLS基本原理 LSR功能： • 使用标记交换转发MPLS数据包 • 能够转发普通IP包 • 执行一种或多种IP路由协议

MPLS基本原理 标记堆栈:

MPLS基本原理 标记交换在网络中

3. MPLS的应用

MPLS的应用 MPLS因其具有面向连接和开放结构而得到广泛应用。 现在，在大型ISP网络中，MPLS主要有3种应用： 流量工程 服务等级（CoS） 虚拟专网（VPN）

MPLS的应用 流量工程： “把流量放到有带宽的地方” “着色” 将业务流从由IGP计算得到的最短路径转移到网络中可能的、无阻塞的物理路径上去，通过控制IP包在网络中所走过的路径，避免业务流向已经拥塞的节点，实现网络资源的合理利用。 联机或脱机路由优化 各种路由能力 “着色” 根据管理需要施加约束，避免指定的颜色集

MPLS的应用 流量管理机制主要包括： 路径选择 负载均衡 路径备份 故障恢复 路径优先级及碰撞等

MPLS的应用

MPLS的应用 服务等级 MPLS的最重要的优势在于它能提供传统IP路由技术所不能支持的新业务，提供更高等级的基础服务和新的增值服务。 Internet上传输的业务流包括传统的文件传输、对延迟敏感的话音及视频业务等不同应用。 MPLS可以处理不同类型业务并且提供了极大的灵活性，可以满足各种客户的各类业务需求。

MPLS的应用 组建VPN(虚拟专网) 提供一个可快速部署实施增值IP业务的平台

MPLS的应用 VPN 基于MPLS 的VPN具有以下优势：   （1） MPLS VPN 提供一个可快速部署实施增值IP业务的平台，包括内部网、外部网、 话音、多媒体及网络商务。 （2） MPLS VPN 通过限制VPN 路由信息的传播仅在VPN成员内部，可提供与第二层VPN 相同的私密性及安全性。 （3） MPLS VPNs 提供与用户内部网的无缝集成。 （4） MPLS VPNs扩展性好，每个服务提供商可以设定数十万VPN， 每个VPN 可有数千个现场。 （5） MPLS VPNs 提供IP 业务类别，支持VPN 内部多级别业务。 （6） MPLS VPNs 提供方便的VPN成员管理及新VPN创建功能以利于业务的快速实施。

相关信息 今年2月SG15全会中通过了MPLS-TP架构（G.8110.1）。 2011年2月14日消息 日前，中国移动已正式上线下一代IP/MPLS骨干网，据了解，该网络中的路由器均基于Junos操作系统。 5月中旬，中国联通宣布成功完成其首批PTN承载HSPA+网络的大规模试商用部署，效果良好。

相关信息 在不久前的第十一届中国光网络研讨会中，工信部、三大运营商、主流设备厂商的相关专家介绍了在推动PTN技术发展和应用方面取得的成果，并表示将继续全力推动PTN产业的国际化发展。 6月1日，中国移动发布了2011年PTN设备集中采购公告，涉及采购设备13万端，拉开了其第三次PTN集采的序幕。