多協(xié)議標簽交換(T-MPLS)

1、多協(xié)議標簽交換（T-MPLS摘要通過分析傳送多協(xié)議標簽交換（T-MPLS）網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建原理在多協(xié)議標簽交換（MPLS）網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上引入偽線技術(shù)。T-MPLS和MPLS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不同相應(yīng)地帶來了OAM（操作、管理、維護）需求的不同。通過對相關(guān)協(xié)議進行深入分析對比，說明了T-MPLS怎樣加強和擴展了MPLS原有的OAM功能。然后討論了體現(xiàn)T-MPLSOAM特點的嵌套過程的實現(xiàn)。最后針對協(xié)議中不甚完善的維護實體組層次（MEL）層數(shù)等內(nèi)容提出了問題。    0、引言    電信傳送網(wǎng)發(fā)展演變的最基本目標是降低通信中信息的傳送代價，然而隨著分組接入

2、帶寬的膨脹和下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）的部署，時分信道化傳送已不能完全滿足這一基本需求。面向連接的傳送機制在大量的分組業(yè)務(wù)面前難以提高信道利用率，從而限制了信息傳送代價的降低。為了解決這個問題，在市場和業(yè)務(wù)的雙重驅(qū)動下，傳送多協(xié)議標簽交換（T-MPLS）應(yīng)運而生。    T-MPLS技術(shù)是“面向連接的分組傳送”技術(shù)。而“面向連接”的特點意味著能夠提供電信運營級的服務(wù)，要求具有與傳統(tǒng)傳送網(wǎng)相當?shù)腛AM（操作、管理、維護）能力。因此OAM機制就成為了T-MPLS技術(shù)順利實現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。    1、T-MPLS與MPLS的對比 &#

3、160;  T-MPLS作為MPLS一個嚴格面向連接的子集3，是通過對MPLS的改造構(gòu)建起來的。因此，通過分析T-MPLS的構(gòu)建過程，可以清楚地展示出二者的區(qū)別和聯(lián)系。    1.1T-MPLS的構(gòu)建過程    MPLS是一種通過第三層網(wǎng)絡(luò)提供第二層傳輸模式的技術(shù)。MPLS網(wǎng)憑借著自身特有的優(yōu)勢，獲得了迅速發(fā)展，但與以光網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的電信傳送網(wǎng)相比，可靠性不足、生存性差、OAM能力弱，在傳送分組方面存在明顯缺陷。如果通過改進MPLS網(wǎng)絡(luò)，使它在保持自身優(yōu)點的同時又具有電信傳送網(wǎng)的優(yōu)點，既能傳輸分組業(yè)務(wù)，又滿足面向連接的技術(shù)要求

4、，就能產(chǎn)生一種解決時分化信道與分組業(yè)務(wù)之間矛盾的新技術(shù)。T-MPLS就是按照這個思路構(gòu)建的。    在T-MPLS網(wǎng)絡(luò)中，面向連接的特性是通過采用偽線（PW）技術(shù)實現(xiàn)的?？梢哉fT-MPLS技術(shù)是MPLS與偽線技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。    偽線通過與客戶邊緣設(shè)備（CE）相連的偽線服務(wù)提供邊緣設(shè)備（PE）對要傳輸?shù)脑紭I(yè)務(wù)進行包封等處理，再通過偽線進行傳輸。在接收端，宿PE再對接收到的業(yè)務(wù)進行幀校驗、重新排序等處理還原成原始業(yè)務(wù)，交給宿端CE4。其傳輸過程框圖如圖1所示。    圖1  偽線傳輸過程框圖

5、5    在這個過程當中，偽線在MPLS網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建起一條條T-MPLS隧道來傳輸上層業(yè)務(wù)，就好像真實存在的連接一樣，在T-MPLS隧道上層的業(yè)務(wù)看來，T-MPLS隧道給它們提供面向連接的傳輸服務(wù)。T-MPLS隧道結(jié)構(gòu)示意如圖2所示。    圖2  T-MPLS隧道結(jié)構(gòu)示意圖    綜上，將MPLS與偽線技術(shù)相結(jié)合，T-MPLS就實現(xiàn)了“面向連接的分組傳送”的特點。    1.2對比和結(jié)論    由上面的T-MPLS的構(gòu)建過程可見：MPL

6、S網(wǎng)絡(luò)不能向分組業(yè)務(wù)提供電信運行級別的服務(wù)，但引入了偽線技術(shù)的MPLS網(wǎng)絡(luò)，即T-MPLS網(wǎng)絡(luò)，由于能給分組業(yè)務(wù)提供電信運營級的服務(wù)，因而能提供比MPLS更強大的功能。因此，也勢必要在MPLS的基礎(chǔ)上改進和完善原有的OAM功能與之相對應(yīng)，才能提供與傳統(tǒng)傳送網(wǎng)相當?shù)腛AM功能，同時形成自己獨特的OAM體系。下面對T-MPLS的OAM特點進行具體分析。    2、T-MPLS的OAM特點分析    由上面的對比分析可知，T-MPLS的OAM機制必須滿足如下要求3：a）所有的OAM功能需要給定的T-MPLS連接支持。b）應(yīng)獨立于任何專用控制

7、平面。c）應(yīng)支持客戶層/服務(wù)層OAM關(guān)系；要有簡易的配置方式（最好自動配置）。d）服務(wù)提供者要能夠自動檢測、通知與維護實體相關(guān)的故障。e）OAM功能和方法對操作者要具有可選性。f）故障發(fā)生時必須采取相應(yīng)的措施（如對故障進行檢測、診斷、定位、通知網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)以及故障恢復(fù)等）。以及其他所有電信運營級OAM的要求。    T-MPLS的OAM為了滿足這些要求，采取了一系列方法：增強和擴展了MPLS原有OAM的一些功能，強化了OAM的嵌套機制；在實現(xiàn)OAM的體制方面，也取消了MPLS的基于狀態(tài)的OAM遠端、近端狀態(tài)轉(zhuǎn)移處理體系，采取了與傳統(tǒng)傳送網(wǎng)相類似的基于OAM功能的錯

8、誤管理、性能檢測OAM體系。    2.1T-MPLS對MPLS的OAM擴展和增強    為了直觀地說明T-MPLS技術(shù)OAM功能對MPLS技術(shù)OAM功能的擴展，兩套OAMPDU列表對比見表1。    表1  MPLS與T-MPLS的OAMPDU種類對比表1，2    通過對比可以看出，T-MPLS技術(shù)在MPLS的基礎(chǔ)上大量增加了OAMPDU的種類，如錯誤管理中的LCK、性能檢測中的LMM等。每種PDU完成一個功能，這些功能突出實現(xiàn)了T-MPLS技術(shù)的OAM能支持差

9、錯管理和性能管理的特點，以及盡量最小化服務(wù)中斷，恢復(fù)時間和操作資源等特點。    T-MPLSOAM的這些功能基本與傳統(tǒng)傳送網(wǎng)的OAM功能相當，這就使得T-MPLS技術(shù)的OAM具有了提供電信運營級業(yè)務(wù)的能力。T-MPLS技術(shù)不僅在OAMPDU的數(shù)量上有增加，而且對原有的PDU功能也做了強化?，F(xiàn)分別舉一例。    2.1.1T-MPLSOAM功能擴展舉例：LMMPDU    LMMPDU用來支持丟包率測定（LM）功能之一的單端丟包率測定。丟包率是在時間間隔T內(nèi)，T-MPLS網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點發(fā)送的包與接收到的包的差

10、值除以總的發(fā)送包數(shù)所得的比值。有了這項功能，就可以對節(jié)點、鏈路的狀態(tài)進行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)鏈路狀態(tài)劣化，采取相應(yīng)措施。當丟包率超過一定臨界值后，就會產(chǎn)生嚴重故障時間（SevereErroredSeconds），在單向鏈路中產(chǎn)生這種情況時，就會宣告鏈路不可用。LMM PDU以及其他新增的OAM PDU體現(xiàn)出了T-MPLS OAM功能較之MPLS有大幅度擴展，能實現(xiàn)更多OAM功能。2.1.2T-MPLSOAM功能增強舉例：CVPDU    連接確認（CV）功能是一種主動OAM功能，可以用于檢測處于一個維護實體組中的任一對維護實體端點間的連續(xù)性丟失（LoC），可用于檢測兩個

11、維護實體組之間的錯誤連接，也可用于檢測在一個維護實體組中出現(xiàn)錯誤維護實體端點相連的情況以及其他一些缺陷情況。這個功能的完成是靠維護實體端點周期地向其他維護實體端點發(fā)送CVPDU實現(xiàn)的，因此CVPDU發(fā)送周期的大小決定了對鏈路狀態(tài)監(jiān)測的強度?，F(xiàn)對比MPLS和T-MPLS的CVPDU可選發(fā)送周期如表2所示。    由表2比較可見，T-MPLS的CVPDU可選發(fā)送周期的取值范圍大于MPLS的，特別是提供了3.33ms的發(fā)送周期，可以更密集地進行連接檢測，從而提供更強的對鏈路鏈接性進行監(jiān)測的功能。另外，新增的1min和10min的大發(fā)送周期也使得CVPDU的發(fā)送更為靈活，

12、可以考慮使用在鏈路狀態(tài)比較可靠、無需進行高強度監(jiān)測的場合。CV包發(fā)送速率的降低可以減少帶寬的占用，減輕節(jié)點的負擔。擴大了的可選發(fā)送周期范圍使該功能能更靈活地適應(yīng)各種場合。    表2  MPLS和T-MPLS的CVPDU可選發(fā)送周期對比1，2    2.2T-MPLSOAM的嵌套    T-MPLS標簽堆棧支持嵌套，理論上來說可以嵌套無限多層。由于在T-MPLS網(wǎng)絡(luò)中OAM協(xié)議數(shù)據(jù)單元和業(yè)務(wù)包具有相同的轉(zhuǎn)發(fā)待遇，T-MPLS標簽交換路徑的嵌套也引起了OAM的嵌套。因此就要有相應(yīng)的機制來管理嵌套T

13、-MPLS標簽交換路徑的OAM。相比于MPLS，T-MPLS的OAM發(fā)送、處理任務(wù)大大增加，解決分組網(wǎng)上電信運營級OAM的嵌套問題就顯得更為重要。    當一個OAM包產(chǎn)生后，在傳輸過程中如果遇到另外一個管理實體組（MEG，可以理解為以業(yè)務(wù)為單位的點到點或點到多點連接），就會產(chǎn)生嵌套1。    如圖3所示，假設(shè)有6個節(jié)點進行通信：節(jié)點1和節(jié)點6，節(jié)點2和節(jié)點5，節(jié)點3和節(jié)點4，分別對應(yīng)圖中的MEG1、MEG2、MEG3，形成了三層嵌套。T-MPLS標簽堆棧支持無限嵌套，理論上支持無限多的子層。當然實際上，由于在OAM包格式當中只有3個

14、比特指示Maya內(nèi)置語言（MEL），所以最多允許OAM管理實體組嵌套8層。超過8層就會產(chǎn)生OAM管理實體組嵌套溢出的錯誤，對應(yīng)的OAM包會被拋棄。    圖3  示例T-MPLS網(wǎng)絡(luò)OAMMEG嵌套圖    每個OAM包在創(chuàng)建時MEL值自動設(shè)置為0，每當進入另外一個嵌套在本MEG之上的MEG時，MEL值就會加1。同樣，當OAM包離開這個MEG時，MEL值就會減1。見圖中的MEL值的變化（節(jié)點1和6之間的OAM包）。對于低層T-MPLS服務(wù)層來說，高層OAM信息（MEL值大于零）與業(yè)務(wù)信息沒有差別，不對其進行任何處理。只有當接

15、收到MEL值等于O的OAM包時才進行接收和處理。通過比較判定MEL值，一個節(jié)點可以快速準確地確定一個OAM包是否是自己要接收和處理的。由于MEG的嵌套十分靈活，處理簡單，大量的、功能全面的OAM包的處理變得可實現(xiàn)。因此，OAMMEG的嵌套功能在整個OAM機制中發(fā)揮重要作用。        3、總結(jié)和展望    本文通過對比，對T-MPLS的OAM機制特點作了比較深入的分析，顯示了OAM在實現(xiàn)T-MPLS功能的過程中所起的重要作用。但相關(guān)協(xié)議的某些部分還有待進一步研究，如節(jié)點丟包率是針對業(yè)務(wù)的，性

16、能狀況指標性不強；MEG只能嵌套八層，限制T-MPLS隧道嵌套的層數(shù)等。隨著T-MPLS技術(shù)研究的深入，相應(yīng)OAM功能的研究也會越來越深入，這些問題也會逐步得到解決。T-MPLS技術(shù)OAM功能強大的優(yōu)勢也將越來越明顯，從而使T-MPLS具有更強的市場生命力。        根據(jù)ITU-TG.8110.1的規(guī)定，采用Client/server模型來進行T-MPLS和IP/MPLS端到端的組網(wǎng)，包括，T-MPLS作為MPLS的客戶信號或者MPLS作為T-MPLS的客戶信號兩者方式，其示意圖如圖1：圖1：IP/MPLS和T-MPL

17、S端到端組網(wǎng)在T-MPLSoverMPLS方式，T-MPLS應(yīng)用在接入層，T-MPLS提供多業(yè)務(wù)電信級承載網(wǎng)，核心網(wǎng)使用MPLS技術(shù)，T-MPLS通過MPLS隧道技術(shù)，通過MPLS核心網(wǎng)。在邊緣節(jié)點，提供GMPLS協(xié)議和MPLS協(xié)議的互通。在MPLSoverT-MPLS方式中,MPLS提供IP信號接入，IP/MPLS作為T-MPLS的客戶信號，在T-MPLS網(wǎng)絡(luò)中傳送。在邊緣節(jié)點，提供MPLS協(xié)議和GMPLS協(xié)議的互通。T-MPLS作為承載網(wǎng)，承載MPLS層，MPLS可以承載IP信號，也可以通過偽線技術(shù)承載多種業(yè)務(wù)。這種組網(wǎng)方式是更為普遍的方式。這種方式可以細分為：方式aMPLS隧道作為T-M

18、PLS的客戶層方式bMPLS偽線作為T-MPLS的客戶層在方式a中，MPLS隧道作為T-MPLS的客戶信號，當T-MPLS設(shè)備接收到通過RSVP-TE建立的MPLS隧道信號時，將MPLS隧道信號當作為T-MPLS的客戶信號，即電路層，復(fù)用到T-MPLS隧道(通道中，通過T-MPLS網(wǎng)絡(luò)。即MPLSPW/MPLSTunnel/T-MPLSP/T-MPLS T。從OAM的觀點看，IP/MPLS通過BFD提供端到端的OAM，T-MPLS通過Y.17tom中定義的功能提供T-MPLS層的OAM。對于控制面，IP/MPLS路由器間通過RSVP-TE信令建立MPLSLSP，T-MPLS設(shè)備間通過GMPLS-RSVP-TE建立T-MPLSLSP。其示意圖如圖2：圖2：MPLS隧道作為T-MPLS客戶信號的