流量工程技術(shù)

高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程講義TrafficEngineering流量工程技術(shù)內(nèi)容概述傳統(tǒng)集成方法策略路由量度流量工程ECMP傳統(tǒng)覆蓋型網(wǎng)絡(luò)IP/ATM方法MPLS流量工程系統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)流量工程1.概述概念目標(biāo)方法系統(tǒng)傳統(tǒng)路由的魚型問題圖1所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫螤钊缫粭l魚，節(jié)點(diǎn)G代表魚頭，A和B代表魚尾，數(shù)據(jù)流從A和B流向G。從魚尾到魚頭有C→D→F和C→E→F兩條路徑。如果C→D→F比C→E→F短，則路由協(xié)議將選擇C→D→F作為最短路由，A和B的業(yè)務(wù)流都將沿著C→D→F走，結(jié)果造成C→D→F負(fù)載沉重而C→E→F卻被閑置的情形。從這個(gè)例子我們可以發(fā)現(xiàn)，路由協(xié)議實(shí)際上很“傻”。傳統(tǒng)路由的弊端基于目的地選路。目的地址相同的數(shù)據(jù)包在被轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，選擇的下一跳也相同。所以，在路由表中，到達(dá)某目的地的路徑只有一條（除非有多條成本相同的路徑存在）。這樣，網(wǎng)絡(luò)中可用的其他鏈路就無法被利用起來，流量分布很難預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)均衡更不可能。局部?jī)?yōu)化。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都獨(dú)自選擇路徑，相互之間缺乏協(xié)調(diào)合作，故整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路徑選擇無法得到優(yōu)化。如在圖1中，很多節(jié)點(diǎn)都獨(dú)立地選擇C→D→F，結(jié)果導(dǎo)致最短路徑成了最擁擠的路徑，較長(zhǎng)的路徑反而可能是更好的選擇。為了優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)總體資源利用率，路由決策應(yīng)該從全局觀點(diǎn)出發(fā)，把整個(gè)網(wǎng)絡(luò)視為一個(gè)對(duì)象考慮。在極端的情況下，最短路徑算法還可能導(dǎo)致路由振蕩。假如某節(jié)點(diǎn)在某時(shí)刻根據(jù)路由協(xié)議選擇C→D→F作為從C到F的最短路徑，當(dāng)所有業(yè)務(wù)流都經(jīng)過時(shí)，該路徑就變得異常擁塞，而另一條C→E→F則很空閑。下一次路由更新時(shí)，假如路由協(xié)議把C→E→F選為最短路徑，則此改變就會(huì)將原來C→D→F的流量轉(zhuǎn)移到C→E→F上。結(jié)果呢，情況倒置，C→E→F擁塞，而C→D→F卻變得空閑。每次路由更新都會(huì)引起路徑選擇的翻轉(zhuǎn)。流量工程方法當(dāng)存在多條并行或備選路徑時(shí)，就存在如何有效地使用集成的網(wǎng)絡(luò)帶寬的問題。這就是流量工程問題。流量工程是一個(gè)強(qiáng)有力的工具，通過它可以在網(wǎng)絡(luò)中不同的鏈路、路由器和交換機(jī)之間平衡業(yè)務(wù)負(fù)荷，使所有這些成分既不會(huì)過度使用，也不會(huì)未充分使用。這樣，就可以有效利用整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所提供的帶寬資源。流量工程應(yīng)當(dāng)被看成是路由結(jié)構(gòu)中的一個(gè)輔助部分

。是對(duì)路由功能的控制與優(yōu)化，使流量以最有效的方式通過網(wǎng)絡(luò)。

流量工程ABCDTrafficengineering是將流量向網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆成涞倪^程DemandNetworkTopology充分路由網(wǎng)絡(luò)資源利于實(shí)現(xiàn)QoS網(wǎng)絡(luò)流量分?jǐn)偟蕉鄠€(gè)鏈路，減少單點(diǎn)故障滿足策略需求Trafficengineeringkeytooptimizingcost/performance流量工程方法傳統(tǒng)集成方法(Integrated)策略路由量度流量工程ECMP傳統(tǒng)覆蓋型網(wǎng)絡(luò)(Overlay)IP/ATM方法MPLS的流量工程

流量工程與網(wǎng)絡(luò)工程N(yùn)etworkEngineering（網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃）構(gòu)造靜態(tài)拓?fù)涞奈锢砭W(wǎng)絡(luò)，保持一定時(shí)期穩(wěn)定。為長(zhǎng)期的流量增長(zhǎng)進(jìn)行規(guī)劃。為流量提供資源。Establishingcapacitywherethetrafficneedsit.TrafficEngineering是為了優(yōu)化利用網(wǎng)絡(luò)資源，是基于固定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膬?yōu)化。適應(yīng)短期的流量波動(dòng)。把流量放在有資源的對(duì)方。Puttingtrafficwherethecapacityis。TE是下一次NE之前的有效補(bǔ)充措施，業(yè)務(wù)分布的優(yōu)化。TE與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的充足容量流量量工工程程與與流流量量定定向向TrafficDirecting：：選擇擇信信息息服服務(wù)務(wù)器器根據(jù)據(jù)客客戶戶的的位位置置服務(wù)務(wù)器器利利用用率率網(wǎng)絡(luò)絡(luò)性性能能屬于于應(yīng)用用層層功功能能流量量工工程程與與QoS路由由流量量工工程程滿足足一一定定約約束束，，包包括括QoS等：：客客戶戶/ISP網(wǎng)絡(luò)絡(luò)利利用用最最優(yōu)優(yōu)化化:ISPQoS路由由給定定flow的QoS要求求:客客戶戶流量量工工程程的的最最優(yōu)優(yōu)化化目目標(biāo)標(biāo)容量量管管理理（（capacitymanagement）容量量規(guī)規(guī)劃劃路由由控控制制網(wǎng)絡(luò)絡(luò)資資源源管管理理：：linkbandwidth,bufferspace,computationalresources.流量量管管理理（（trafficmanagement）節(jié)點(diǎn)點(diǎn)流流量量控控制制功功能能：：流量量調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)，，隊(duì)隊(duì)列列管管理理，，調(diào)調(diào)度度?？刂浦茢?shù)數(shù)據(jù)據(jù)流流經(jīng)經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的的路路徑徑，，使使不不同同報(bào)報(bào)文文或或不不同同流流訪訪問問不不同同的的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)資資源源。流量量工工程程的的控控制制行行為為控制制模模式式pro-active：采取取預(yù)預(yù)防防措措施施，，避避免免不不良良網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)狀狀態(tài)態(tài)出出現(xiàn)現(xiàn)，，或或促促成成良良好好網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)狀狀態(tài)態(tài)出出現(xiàn)現(xiàn)。。reactive：正正確確響響應(yīng)應(yīng)和和適適應(yīng)應(yīng)發(fā)發(fā)生生的的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)事事件件。。控制制時(shí)時(shí)間間尺尺度度容量量規(guī)規(guī)劃劃路由由控控制制轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)2.集成成方方法法策略略路路由由量度度流流量量工工程程ECMP2.1策策略略路路由由2s0s1s0s1e06ABCAccess-list1permit1Access-list2permit2Router-mapmap1permit10Matchipaddress1Setdefaultinterfaceserrial0Router-mapmap1permit20Matchipaddress2Setdefaultinterfaceserrial112.2基基于于量量度度的的流流量量工工程程連接1Metric=1連接4Metric=4連接2Metric=1連接3Metric=1網(wǎng)絡(luò)A網(wǎng)絡(luò)C網(wǎng)絡(luò)D網(wǎng)絡(luò)B路由器A路由器B路由器C路由器D基于于量量度度設(shè)置置的流流量量工工程程在早早期期基基于于路路由由器器的的核核心心網(wǎng)網(wǎng)中中，，流流量量工工程程技技術(shù)術(shù)是是通通過過簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單地地使使用用路路由由量量度度值值(Metric)來實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的的。。因因?yàn)闉槟悄菚r(shí)時(shí)無無論論從從路由由器器數(shù)數(shù)量量、、鏈鏈接接數(shù)數(shù)及及業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)流流量量來講講，，Internet骨干干網(wǎng)網(wǎng)都都是是非非常常小小的的，，所所以以，，基基于于度度量量的的控控制制在在那那時(shí)時(shí)是是足足以以勝勝任任的的。。同時(shí)時(shí)，，在在萬萬維維網(wǎng)網(wǎng)普普遍遍流流行行之之前前，，Internet拓?fù)鋼鋵訉哟未我惨矎?qiáng)強(qiáng)制制業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)通通過過網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中中較較為為確確定定的的路路徑徑，，不會(huì)會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生生臨臨時(shí)時(shí)的的熱熱點(diǎn)點(diǎn)?；谟诹苛慷榷仍O(shè)置置的流流量量工工程程的局局限限性性不具具有有可可擴(kuò)擴(kuò)展展性性當(dāng)IP網(wǎng)絡(luò)絡(luò)變變得得具具有有更更多多的的鏈鏈接接時(shí)時(shí)，，這這種種情情況況下下很很難難保保證證對(duì)對(duì)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)某某個(gè)個(gè)部部分分量量度度的的調(diào)調(diào)整整而而不不致致在在網(wǎng)絡(luò)的其它部部分引起問題題。不具有動(dòng)態(tài)性IGP并不發(fā)布類似似于帶寬可用用性和業(yè)務(wù)特特征等信息。。這就意味著著，當(dāng)IGP計(jì)算其轉(zhuǎn)發(fā)表表時(shí)并不考慮慮網(wǎng)絡(luò)上的業(yè)業(yè)務(wù)負(fù)載。無法負(fù)載平衡衡業(yè)務(wù)不能在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接中平平均分配，導(dǎo)導(dǎo)致昂貴的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資源未能能被有效使用用。一些鏈路可能能發(fā)生阻塞的的同時(shí)，另一一些鏈路未被被充分利用。2.3ECMP：Equal-CostMulti－pathOSPF流量工程:等價(jià)多路徑徑BGP流量工程RIP也可實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵算法OSPF等價(jià)多路徑示示例連接1Metric=1連接4Metric=4連接2Metric=2連接3Metric=3網(wǎng)絡(luò)A網(wǎng)絡(luò)C網(wǎng)絡(luò)D網(wǎng)絡(luò)B路由器A路由器B路由器C路由器D多路徑的影響響VariableLatencies不同路徑時(shí)延延不同。Packet重排序?qū)CP的影響。調(diào)試問題ping和traceroute更加不可靠。。組播路由問題題組播路由協(xié)議議基于源或核核構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)樹樹，避免環(huán)的的方法是假設(shè)設(shè)到達(dá)樹根的的下一跳唯一一。安全多路徑使下一一跳不確定，，網(wǎng)絡(luò)DoS攻擊相對(duì)困難難。主要算法round-robin最簡(jiǎn)單,theleastrecentlyusednext-hopischosen.Modulo-NHash對(duì)可標(biāo)識(shí)流的的報(bào)文字段進(jìn)進(jìn)行操作，例例如CRC值。Hash-Threshold首先對(duì)可標(biāo)識(shí)識(shí)流的報(bào)文字字段進(jìn)行hash操作。在hash函數(shù)的輸出空空間，不同的的下一跳有不不同的區(qū)間.。HighestRandomWeight(HRW)路由器首先基基于下一跳地地址和可標(biāo)識(shí)識(shí)流的報(bào)文字字段計(jì)算一個(gè)個(gè)關(guān)鍵字，，選擇關(guān)關(guān)鍵字最大的的下一跳。減減少next-hop增減對(duì)流的影影響。算法評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)性能（performance）：運(yùn)行算法的計(jì)計(jì)算代價(jià)。平衡（Balancing）：：負(fù)載均衡。偏離（disruption））：next-hop增減受影響的的流。算法disruption區(qū)3刪除：1/4ofregion2isnowinregion11/2(2/4)ofregion3isinregion2,1/2ofregion3isinregion4，1/4ofregion4isinregion5.Sinceeachoftheoriginalregionsrepresent1/5oftheflowsdisruption=1/5*(1/4+1/2+1/2+1/4)=3/10.123451245方法評(píng)價(jià)：小小結(jié)只是選擇最短短路徑，在兩個(gè)結(jié)點(diǎn)點(diǎn)之間沿著最最短路徑上的的路由器和鏈鏈路可能發(fā)生生了擁塞，而而沿較長(zhǎng)路徑徑的路由器和和鏈路卻是空空閑的。linkweight(metric)方法可能與最優(yōu)解解相差較遠(yuǎn)。OSPF的等價(jià)多路徑徑(ECMP)選項(xiàng)以及IS-IS在給多個(gè)最短短路徑分配負(fù)負(fù)載時(shí)是有用用的，但如果只存在一一條最短路徑徑，ECMP也是無能為力力的。對(duì)于簡(jiǎn)單網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，可以讓讓網(wǎng)絡(luò)管理員員手工配置鏈鏈路，均勻地地分發(fā)流量。。但對(duì)于復(fù)雜雜網(wǎng)絡(luò)，就只只能使用自動(dòng)動(dòng)化的流量工工程了。3.傳統(tǒng)疊加加方法流量工程技術(shù)術(shù)發(fā)展歷史90年代初使使用T1/T3鏈路，路由器器少，易于配配置；90年代中，，ATM速率高，交換換快，而路由由器太慢，采采用IP/ATM；90年代末，路由由器速率快，，軟件豐富，，接口高速，，采用MPLS；3.1IP/ATM疊加方法IP/ATMATM和IP定義不同的地地址結(jié)構(gòu)和路路由協(xié)議。ATM端點(diǎn)使用ATM地址和IP地址二者標(biāo)識(shí)識(shí)，ATM網(wǎng)絡(luò)在核心。。在ATM網(wǎng)絡(luò)，所有交交換機(jī)使用ATM路由協(xié)議為IP分組選擇路由由，需要將IP地址映射為ATM地址。疊加方法示例例路由器1路由器2路由器2路由器1路由器3路由器3第三層邏輯拓?fù)湮锢硗負(fù)銹VC1PVC1PVC2PVC2PVC3PVC3ATM交換機(jī)A和C之間有四條路路徑：A→G→H→→C、A→F→H→C、、A→G→F→H→C、、A→F→G→H→C。。假設(shè)A→G→H→→C是從A到C的最短路徑，，則最短路徑徑算法會(huì)選擇擇A→G→H→→C，但覆蓋方法比最最短路徑算法法要靈活得多多，它可以使使用四條路徑徑中的任意一一條，并根據(jù)據(jù)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之之間的流量做做出選擇。疊加方法示例例IP/ATM流量工程優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)PVC覆蓋的物理路路徑通常通過過離線配置計(jì)算算獲得的,基于于鏈接容量和和歷史業(yè)務(wù)參參數(shù)配置的算算法對(duì)其進(jìn)行行整體優(yōu)化。。在完成PVC結(jié)網(wǎng)的整體優(yōu)優(yōu)化計(jì)算后，，配置將被下載載到路由器和ATM交換機(jī)以提供供全閉合結(jié)網(wǎng)網(wǎng)的邏輯拓?fù)鋼?。一個(gè)基于ATM的核心網(wǎng)完全全支持流量工工程，因?yàn)樗梢砸詫?duì)PVC進(jìn)行明確的路路由。PVC的路由是通過過在網(wǎng)絡(luò)底層層的物理拓?fù)鋼渖咸峁┤我庖獾奶摂M拓?fù)鋼鋪韺?shí)現(xiàn)的，，而在網(wǎng)絡(luò)底底層的物理拓拓?fù)渖希梢砸酝ㄟ^對(duì)PVC進(jìn)行路由以使使業(yè)務(wù)分配到到所有鏈路上上去，使鏈路路平均使用。這種實(shí)現(xiàn)避避免了業(yè)務(wù)全全部匯集到低低花費(fèi)路由上上去，從而避避免了鏈路的的過分使用或或未充分使用用。另外，由ATM交換機(jī)提供的的每條PVC的統(tǒng)計(jì)信息，簡(jiǎn)化了監(jiān)測(cè)測(cè)用于優(yōu)化PVC布局及管理的的業(yè)務(wù)參數(shù)的的過程。IPoverATM模型的局限性性需要對(duì)兩個(gè)不同的的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管管理ATM基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)和和邏輯的IP覆蓋網(wǎng)。路由和流量工工程分別在不不同的系統(tǒng)上上來完成路由在路由器器上執(zhí)行，流流量工程則在在ATM交換機(jī)上完成成，因此，將將流量工程完完全與路由集集成在一起將將是非常困難難的。ATM路由器接口未未能跟上光學(xué)學(xué)帶寬的最新新發(fā)展IP協(xié)議在ATM結(jié)構(gòu)上運(yùn)行時(shí)時(shí)，有20％％的ATM消耗用于組幀幀。OC-192浪費(fèi)1.99G.最快622M，OC-48難生產(chǎn)。配置難以自動(dòng)動(dòng)更新擴(kuò)展性差配置全閉合ATMPVC的網(wǎng)絡(luò)將產(chǎn)生生傳統(tǒng)的“N2”問題。5router,1routeradded,10PVCcreated.4.MPLSMPLS概念Label封裝LSP建立MPLS流量工工程設(shè)設(shè)施MPLS流量工工程方方法MPLS流量工工程優(yōu)優(yōu)點(diǎn)ＭＰＬＬＳＦＦａａｓｔｔＲＲｅｒｒｏｕｕｔｅｅ在ＬＳＳＰ上上的節(jié)節(jié)點(diǎn)或或鏈路路出現(xiàn)現(xiàn)故障障時(shí)，，自動(dòng)動(dòng)迂回回或切切換到到新的的ＬＳＳＰ上上，保保證網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)業(yè)務(wù)的的不中中斷。。在IPoverDWDM系統(tǒng)中中由于于不再再使用用SDH傳輸設(shè)設(shè)備，，在出出現(xiàn)光光纜被被割斷斷時(shí)如如何實(shí)實(shí)現(xiàn)快快速自自愈恢恢復(fù)成成為一一個(gè)問問題。。利用用MPLS有可在在第三三層實(shí)實(shí)現(xiàn)快快速自自愈恢恢復(fù)（（50ms））。流量工工程（（ＴＥＥ）通過ＣＣＲ－－ＬＤＤＰ設(shè)設(shè)置有有關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)，，通過過流量量的檢檢測(cè)，，決定定有關(guān)關(guān)流量量分流流的情情況。。根據(jù)據(jù)如何何決定定分流流鏈路路的方方法，，可以以區(qū)分分松散散、精精確的的指定定。虛擬專專網(wǎng)（（ＶＰＰＮ））ＶＰＮＮ通過過公用用網(wǎng)絡(luò)絡(luò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)一個(gè)個(gè)單位位內(nèi)部部的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。。由于于業(yè)務(wù)務(wù)流量量和網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)覆覆蓋的的關(guān)系系，早早期網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通通過專專線來來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，缺缺乏靈靈活性性。ＭＭＰＬＬＳ由由于于ＬＳＳＰ的的封裝裝性，，可以以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)專線線特性性，保保證安安全性性，而而不需需要實(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù)復(fù)雜的的加密密算法法，并并具有有極好好的靈靈活性性和可可擴(kuò)展展性。。ＩＰＱＱｏｏＳ通過對(duì)對(duì)ＬＳＳＰ設(shè)設(shè)定有有關(guān)特特性來來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，并并和ＤＤｉｆｆｆ－－ｓｅｅｒｖｖ有機(jī)機(jī)結(jié)合合。MPLS概念LDP:LabelDistributionProtocolLSP:LabelSwitchedPath入口出出口節(jié)節(jié)點(diǎn)之之間的的路徑徑。FEC:ForwardingEquivalenceClassLSR:LabelSwitchingRouterLER:LabelEdgeRouter（1））Label封裝ATMFREthernetPPPVPIVCIDLCI“ShimLabel””L2LabelMPLSintendedtobe““multi-protocol”belowaswellasabove.IPPayload下層多多樣性性EthernetPPP(SONET,DS-3etc.)ATMFrameRelayMPLSis““multiprotocol””below(linklayer)aswellasabove(networklayer)Providesforconsistentoperations,engineeringacrossmultipletechnologiesMPLSpositionedasend-to-endforwardingparadigm（2））MPLSDomainIngressLSRMPLSDomainCoreLSRsEgressLSRLSPCongestedlinkUncongestedlink出口進(jìn)進(jìn)行標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)IP轉(zhuǎn)發(fā)入口加加標(biāo)記記（3））ForwardingEquivalenceClasses在路由由器上上處理理行為為相同同的所所有報(bào)報(bào)文””.傳傳統(tǒng)路路由，，報(bào)文文在每每跳指指定FEC(i.e.L3look-up)到達(dá)特特定接接口的的流量量符合分分類標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的的流量量：IP地址，，端口口信息息具有一一定優(yōu)優(yōu)先級(jí)級(jí)的流流量某接口口以一一定波波長(zhǎng)到到達(dá)的的流量量一天中中的某某段時(shí)時(shí)間到到達(dá)的的流量量去往不不同目目的地地的報(bào)報(bào)文可可以共共享相相同路路徑IP1IP2IP1IP2LSRLSRLERLERLSPIP1#L1IP2#L1IP1#L2IP2#L2IP1#L3IP2#L3STANDARDIP轉(zhuǎn)發(fā)123123123DestinationbasedforwardingtablesasbuiltbyOSPF,IS-IS,RIP,etc.逐跳IP轉(zhuǎn)發(fā)IP12312123IPIPIP#216#612#5#311#14#99#963#462LSP（標(biāo)記交交換路路徑））是源源到目目標(biāo)地地址單單向樹樹的一一部分分。LDP基于IP的轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)表各各種樹樹。#963#14#99#311#311#311（4））LABELSWITCHEDPATHMPLS標(biāo)簽發(fā)發(fā)布123121233Mapping:0.40Request:47.1Mapping:0.50Request:47.1標(biāo)簽交交換路路徑(LSP)123121233IPIP#216#14#462ER(ExplicitRouting)建立LSP是一種種sourcerouted.MPLSER并不要要求每每個(gè)報(bào)報(bào)文攜攜帶路路由，，TE有效。。#972#14#972ABCRoute=

{A,B,C}顯式路路由LSP：ER-LSP123121233IPIP顯式路路由LSP：ER-LSP疊加模模型與與集成成模型型流量工工程光網(wǎng)絡(luò)絡(luò)疊加模模型路由器1路由器2路由器2路由器1路由器3路由器3第三層邏輯拓?fù)湮锢硗負(fù)銹VC1PVC1PVC2PVC2PVC3PVC3ATM交換機(jī)集成模模型IngressLSRMPLSDomainCoreLSRsEgressLSRLSPCongestedlinkUncongestedlink出口進(jìn)進(jìn)行標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)IP轉(zhuǎn)發(fā)入口加加標(biāo)記記Overlayvs.IntegratedOverlayATM和IP定義不不同的的地址址結(jié)構(gòu)構(gòu)和路路由協(xié)協(xié)議。。ATM端點(diǎn)使使用ATM地址和和IP地址二二者標(biāo)標(biāo)識(shí)，，ATM網(wǎng)絡(luò)在在核心心。在ATM網(wǎng)絡(luò)，，所有有交換換機(jī)使使用ATM路由協(xié)協(xié)議為為IP分組選選擇路路由，，需要要將IP地址映映射為為ATM地址。。Integrated不使用用第二二層信信令與與路由由協(xié)議議，通通過一一定的的機(jī)制制使用用IP協(xié)議控制第第二層交換換。ATM端點(diǎn)只是使使用IP地址標(biāo)識(shí)，，ATM網(wǎng)絡(luò)使用的的是現(xiàn)有的的網(wǎng)絡(luò)層路路由協(xié)議(OSPF等)為IP分組選擇路路由，建立立連接時(shí)不不使用ATM信令。增加了ATM交換機(jī)的復(fù)復(fù)雜性，使使ATM交換機(jī)看起起來更像一一個(gè)多協(xié)議議路由器。?？蛻簦?wù)務(wù)者（Overlay）模型路由器網(wǎng)絡(luò)路由器網(wǎng)絡(luò)端到端路由光網(wǎng)絡(luò)光通路網(wǎng)絡(luò)NNI：網(wǎng)絡(luò)到網(wǎng)絡(luò)接口OXC：光交叉連接UNI：用戶到網(wǎng)絡(luò)接口光層具有智能，能夠控制光通道，網(wǎng)絡(luò)由良好規(guī)范接口的子網(wǎng)組成。光子網(wǎng)光子網(wǎng)光子網(wǎng)UNI光網(wǎng)絡(luò)路由由對(duì)等（peer））模型路由器網(wǎng)絡(luò)路由器網(wǎng)絡(luò)路由器網(wǎng)絡(luò)端到端路由：（標(biāo)記交換路由）光交叉連接：路由器的一種類型IP路由器控制所有的端到端通道，包括光通道。光網(wǎng)絡(luò)路由由4.MPLS與流量工程程MPLS概念Label封裝LSP建立MPLS流量工程設(shè)設(shè)施MPLS流量工程方方法TrafficTrunkLSP內(nèi)部的同類類聚合流。。流量主干向向LSP映射稱為實(shí)實(shí)例化?？梢詮囊粋€(gè)個(gè)LSP轉(zhuǎn)移到其他他LSP。給定拓?fù)湎孪伦疃郥runk是從每個(gè)入入口到每個(gè)個(gè)出口路由由器每個(gè)流流量類別一一個(gè)：(N*(N-1)*C)trunks.MPLS流量工程基基本問題通過LSP，將流量主干干向物理網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆秤成洌簩PLS圖向基本網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D圖映射。物理網(wǎng)絡(luò)拓拓?fù)鋱DG=(V,E,c)V為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)，E為鏈路，參參數(shù)c是E和V的容量或其其他屬性。。MPLS導(dǎo)出圖H=(U,F,d)U為L(zhǎng)SR集合，F(xiàn)是LSP集合，參數(shù)數(shù)d是F的需求或約約束。MPLS導(dǎo)出圖NE1NE2NE3物理網(wǎng)絡(luò)MPLS流量工程設(shè)設(shè)施路由：ExplicitRouting（（ER－LSP）路由：EnhancedOSPF/IS-IS/BGP增加LSAtypes傳遞流量工工程信息Extrametrics路由計(jì)算方方法修改提供信息，，構(gòu)造TE拓?fù)洹Ｐ帕顓f(xié)議：TE-RSVP，，CR-LDP1)了解解鏈路屬性性的拓?fù)鋽?shù)數(shù)據(jù)庫.2)標(biāo)記記分發(fā)協(xié)議議z{a,b,c}ANSWER:OSPF/ISIS+attribs{a,b,c}zmyxANSWER:LDP+ExplicitRoute{x,y,m,z}z{a,b,c}MPLS流量工程設(shè)設(shè)施流量工程信信息節(jié)點(diǎn)TE參數(shù)對(duì)流量設(shè)置置優(yōu)先級(jí)trafficprioritization,配置接口端端口abilitytoprovisionbandwidthoninterfaces,支持CSPF算法對(duì)automaticprotectionswitching的支持等。。鏈路TE參數(shù)可用帶寬可靠性colorassignedtothelink,帶寬使用代代價(jià)SharedRiskLinkGroup(SRLG)的成員關(guān)系系等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)TE－LSATE-LSDB由TEnodes和TElinks組成基于約束的的路由計(jì)算算(1)Constrained-basedroutingCSPF是一種改進(jìn)進(jìn)的最短路路徑優(yōu)先算算法，在計(jì)算通過過網(wǎng)絡(luò)的最最短路徑時(shí)時(shí)，將特定定的約束(比如，帶帶寬需求，，最大跳轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)，和管管理策略需需求等)考考慮進(jìn)去。。路由計(jì)算為源于本節(jié)節(jié)點(diǎn)的流量量主干計(jì)算算路徑首先去掉不不能滿足約約束需求的的資源，然然后選優(yōu)。?；诩s束的的路由計(jì)算(2)路由表通往TE隧道尾節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的流量，，由TE隧道傳輸。。通往TE隧道尾節(jié)點(diǎn)點(diǎn)下游的流流量，由TE隧道傳輸。。如果有多個(gè)個(gè)TE隧道在通往往目標(biāo)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)X的路上，選選擇尾節(jié)節(jié)點(diǎn)離X最近的隧道道。TE-RSVP/CR-LDP支持MPLS流量工程標(biāo)記請(qǐng)求、、映射和管管理QoSandTrafficParameters作為opaquedata傳遞給流量量管理單元元FailureNotificationLSP建立失敗或或LSP發(fā)生故障時(shí)時(shí)發(fā)送故障障通知FailureRecovery在數(shù)據(jù)傳輸輸中斷前重重新路由（（makebeforebreak）PathRe-optimization基于流量模模式和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)狀態(tài)PathPreemption終止現(xiàn)存LSP,以便建立更更高優(yōu)先級(jí)級(jí)隧道USE:(linkswithsufficientresources)AND(linksoftype“someColor”)AND(linksthathavedelaylessthan200ms)&&=CR-LDP示例示例configureterminalinterfacetunnel1tunneldestination7mplstraffic-engpath-option1dynamicinterfacetunnel2tunneldestination7tunnelmplstraffic-engpath-option1explicitidentifier1configureterminalipexplicit-pathidentifier1next-addressnext-addressnext-addressnext-address示例LSP強(qiáng)占432516traffictrunk(“A”)剝奪“B”的LSP：：(I)A的優(yōu)先級(jí)級(jí)高于B；(ii)A競(jìng)爭(zhēng)B使用的資資源；(iii)資源不能能被A和B同時(shí)使用用；(iv)A是preemptorenabled；(v)B是preemptable.在區(qū)分服服務(wù)模型型下是必必備屬性性。尤其其是在未未來光網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，為為了減小小成本，，將光層層的保護(hù)護(hù)和恢復(fù)復(fù)功能上上移到標(biāo)標(biāo)記交換換路由器器，剝剝奪策略略可以在在故障情情況下減減少高優(yōu)優(yōu)先級(jí)流流量主干干的恢復(fù)復(fù)時(shí)間。。10MLSP10Mfree10Mfree20MLSP?10MLSP20MLSP0Mfree0MfreeMATE:MultipathAdaptiveTrafficEngineering已在IngreeNode和EgressNode之間建立立多個(gè)LSPIngreeNode的任務(wù)：：將流量量向多個(gè)個(gè)LSP映射，實(shí)實(shí)現(xiàn)負(fù)載載平衡，，避免擁擁塞。入口路由器出口路由器I1I2E1E2FilteringDistributionIncomingPacketsTrafficEngineeringLSP1LSP2LSP3LSPsMeasurementandAnalysisProbePackets分為N個(gè)BIN。。如果LSP1可用帶寬寬是LSP2的M倍，則接接收的流流量是M倍。入口LER的MATE功能模型分割流量量，代價(jià)價(jià)最小化化入口-出出口節(jié)點(diǎn)點(diǎn)對(duì)s:輸入速率率as路徑集合合Ps=流量劃分分向量Cost平均時(shí)延延和丟包包率的函函數(shù)。網(wǎng)絡(luò)達(dá)到到最佳操操作點(diǎn)通過迭代代，將流流量從最最大偏差差的路徑徑向最小小偏差路路徑轉(zhuǎn)移移。路由計(jì)算算模式離線方式式離線實(shí)施施可能需需要花費(fèi)費(fèi)幾個(gè)小小時(shí)來完完成，它它提供全全局計(jì)算算，比較較每個(gè)計(jì)計(jì)算的結(jié)結(jié)果，然然后為網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)選出出一個(gè)全全局性的的最佳方方案。離離線計(jì)算算的輸出出是一系系列優(yōu)化化了網(wǎng)絡(luò)絡(luò)資源使使用的LSP。。在離線方方式中，，所有路路由在改改變之后后都要進(jìn)進(jìn)行重新新優(yōu)化，，所以，，網(wǎng)絡(luò)路路由結(jié)果果更佳。。在線方式式路由計(jì)算算模塊只為新需需求計(jì)算算最佳路路由，當(dāng)前需需求下的的路由并并不會(huì)被被調(diào)整。。在線方式式的資源利用用率沒有有離線方方式高，，但現(xiàn)有業(yè)業(yè)務(wù)流的的重