无缝MPLS技术浅谈

中兴通讯 | 李新宇

无缝MPLS技术浅谈

中兴通讯 | 李新宇

无缝MPLS架构的产生并不是偶然的，而是市场趋势选择的结果，在无缝MPLS架构中，最重要的革新就是在接入网进行MPLS技术部署。

无缝MPLS技术概述

无缝MPLS是用现有协议，比如BGP、LDP和ISIS等形成的一个网络架构。它的产生并不是偶然的，而是市场趋势选择的结果。在无缝MPLS架构中，最重要的革新就是在接入网进行MPLS技术部署。其主要存在以下两方面市场驱动因素。

1）首先，智能终端的应用、移动数据流量的飞快增长，迫使传统的2G、3G基站由TDM/ATM承载转向分组承载，同时现网存在大量的老旧基站，业界选择了MPLS PWE3技术来对老旧基站的TDM/ ATM进行仿真，实现在以太网中承载TDM/ATM业务。4G LTE技术的应用，也打破了原有点到点的通信模式，MPLS VPN恰好可以满足这些需求。

2）其次，固网运营商的固定网络目前在城域网和骨干网已经部署了MPLS技术，但是接入网没有部署MPLS，这样导致业务部署接入网需要配置大量的VLAN/QinQ来区分业务，同时还需要在设备上进行VLAN翻译，造成配置工作量巨大，不容易定位故障。MPLS PW技术可以大大简化VLAN的配置。

无缝MPLS架构可以实现以下优点。

● 统一的IP/MPLS技术，没有对现有协议进行任何的扩展，技术成熟度很高，可以很方便地进行多厂家互连互通。

● 提供统一的MPLS OAM以及保护恢复技术，可以实现端到端的、快速的保护切换。

● 可以提供快速灵活的业务部署，只需对接入设备AN进行业务配置，其他节点无需任何配置，大大提高了业务开通效率。同时，业务的部署不用考虑网络的架构，对于接入点AN来说，无需感知城域网以及骨干网的架构，业务点可以随便部署在网络中的任何一个位置。

● 提供固定网络和移动网络的统一承载，可以承载家庭用户、商业用户、移动基站等业务，实现固移融合，真正实现一张网承载所有业务。

无缝MPLS关键技术

无缝MPLS的部署存在网络规模、网络成本、网络运维和网络可靠性等方面挑战，面对这些问题，无缝MPLS架构引入了下面的关键技术进行解决。

1)跨域LDP技术的解决：有了跨域LDP的扩展，在无缝MPLS架构中，可以允许骨干网的汇聚路由通告到各个城域网，但是城域网的明细路由一定不能通告到骨干网，减少各个区域的IGP路由数，扩大网络的部署规模。

2)LDP DoD（Downstream on Demand）的标签按需发布方式：在接入网中，接入设备的处理能力和内存都不足以处理那么多的路由和标签，采用LDP DoD模式，只向下游LSR请求自己需要的标签，大大减少标签转发条目。

3)BGP LU（BGP Label Unicast）技术：无缝MPLS引入了BGP LU功能，使用BGP来承载所有的接入网设备路由，并且为这些路由分配标签，避免了IGP承载大量路由，RFC 3107定义了BGP为单播路由分配标签，常用于MPLS L3VPN Option C跨域。

4)端到端快速保护切换技术：无缝MPLS网络被对称分成3部分，整个网络主要应用了IGP、LDP、BGP协议，网络节点的快速保护涉及到IGP、LDP以及BGP的快速切换。LDP快速切换可以通过MPLSTE FRR实现，但是配置复杂，LDP FRR简单可靠，部署简单。BGP快速切换主要技术是PIC（Prefix Independent Convergence），将BGP路由前缀和下一跳进行了分离，当出现故障的时候，只需要更新下一跳，切换快，极大提高了保护切换性能。

5)端到端OAM技术：根据不同的层次部署层次化的OAM。在链路层，可以部署链路层OAM技术实现链路故障的检测，如IEEE 802.1ag、IEEE 802.3ah等；在隧道层，可以部署BFD、MPLS OAM（Y.1731）实现隧道连通性的快速检测；在PW层，可以通过BFD或者VCCV检测报文实现PW连通性的实时检测；用户之间的OAM检测报文可以透明地在网络中进行传输，实现端到端的OAM检测。

6)熵标签（Entropy Label）技术：为了解决LSR分担不均的问题，RFC6790提出了Entropy Label（熵标签）的概念。在LER进行标签协商的时候，在报文内插入一个熵标签，这个标签是LER按照IP报文的源IP、目的IP、协议类型、TCP/UDP端口号等因子计算形成的一个标签值。

图1 无缝MPLS家庭用户场景

图2 无缝MPLS商业用户场景

图3 无缝MPLS移动回传场景

无缝MPLS应用场景

无缝MPLS实现了面向连接的业务，使得业务部署和维护效率大大提高，节省了运营商的建设与运维成本，在移动回传网上已经得到了大量的部署，成为了当前移动网络承载技术的首选。固网运营商也在进行通过新旧设备共存、逐步替换的方式进行网络改造，随着时间的推移，无缝MPLS架构必将得到运营商更加广泛的应用。

无缝MPLS的主要应用场景有3种。

1）家庭用户：家庭用户业务一般是宽带上网、IPTV等业务。根据业务的不同，接入设备可以建立多条PW到达不同的业务分发点，非常灵活快捷。

2）商业用户：与家庭用户相比，商业用户主要是安全性要求比较高，业务无论在城域网内还是城域网外，都可通过L2VPN或L3VPN实现安全通信。

3）移动回传：在移动网络中，对于老旧基站，可通过PWE3仿真，使得报文能够在以太网上进行传输，保护了运营商的现有投资；对于新的IP化基站，可以根据需要部署L2VPN或者L3VPN，增加网络的灵活度，为LTE的部署做好规划。