MPLS应用于接入网络提供高端业务

　　MPLS技术起初应用在基于三层交换的IP核心网络，主要用来支持流量工程，也用来提供虚拟专用网（VPN）。目前，IP/MPLS分组核心网已经广泛用于网络资源高效共享和端到端性能保障。

　　由于近来数据和分组业务高速增长而数据业务资费相对较低，网络运营商正积极利用MPLS技术，着手把他们的分组核心网络改造成一个多业务融合的网络。新的网络在继续支持IP网络的同时，将会集成多种网络技术，如：ATM、帧中继（FR）和以太网。这样一个公共网络将会大大降低网络设备的成本，简化网络建设和运维工作，通过显著减少运维和基本建设费用达到赢利的目的。具体说来，减少业务生存期的运维费用就是要减少端到端传输过程中业务需要经过的网络层次和网络种类。

　　MPLS技术已经开始越来越多的延伸到城域和接入网络当中，同时，MPLS也把它曾在核心网中起到的积极作用带入了城域和接入网络，实现真正的端到端分组业务传输。

　　接入网和城域网的网络要求与核心网相比，有很大的不同。它们主要的区别包括：环形（或者集中式）网络结构与格形拓扑相对；多业务网络平台与单一业务网络平台相对；另外，前者需要汇聚很多用户业务流。

　　二十世纪八十年代到九十年代建成的传统接入和城域网络是SONET/SDH环网，它提供基于电路的话音业务和租用线业务，这类网络不能有效地传输基于分组的突发数据流。为了解决这个问题，人们在SONET/SDH平台上开发了一些适合数据传输的新技术，如：通用成帧程序（GFP）、虚级连（VCAT）和链路容量调整技术（LCAS）。这些新技术起到了一定的作用，但是影响有限。不过网络运营商还是利用这些新技术在现有的SONET/SDH网络中实现了一些关键功能，如50ms内完成网络恢复、性能监视功能，运行、管理、维护（OAM）工具也得到了加强。

　　为了构建适于传送下一代IP和以太网业务的端到端网络，需要在接入网和城域网中嵌入一些高级功能，以便多种分组网络的数据能有效且灵活地传输、汇聚和交换。业务提供商还必须保障诸如互联网接入、视频传送和IP电话等多种业务的性能和业务等级协议（SLA）。另外，无论是环形还是格形拓扑网络都需要有可扩展性，在拥塞情况下仍然能保证公平分享资源，能灵活配置，有OAM功能。

　　接下来讨论MPLS，MPLS的作用像是“胶水”，把接入和城域网络中不同的下层网络技术和业务类型汇聚在一起，为接入网、城域网与分组核心网集成提供了一个公共的技术。

　　MPLS的优势

　　MPLS在接入网和城域网中通过封装实现对几乎所有网络协议的支持，此外它还有其它的技术优势：

　　●　传输层独立。事实上MPLS可以建立在任何传输网络之上，包括SONET/SDH、以太网和弹性分组环。

　　●　各个网络层次，网络结构之间，不同厂家设备之间的互通能力强。MPLS为接入网和城域网提供了一个通用协议，它可以穿越不同的网络结构实现业务的端到端传输，并保证统一的QoS和OAM能力。

　　●　业务辨认能力。MPLS在网络边缘（入口）进行分组的分类工作，这样就可以非常方便灵活地辨认出特定用户的数据流或者业务。

　　●　业务区分能力。MPLS的标记交换通道将根据预定的标准（比如业务类别）或者带宽要求、优先级等接受不同的服务，以保证端到端的QoS和SLA。

　　●　端到端信令。MPLS控制平面通过标准的信令协议（如LDP和RSVP-TE）提供端到端的信令。

　　●　另外MPLS标准成熟，几乎所有的设备供应商都支持MPLS。

　　MPLS的上述技术优势带来了一系列的商业价值。例如，MPLS可以大大减少网络建设和运维费用。作为业务复用方案，MPLS在接入网、城域网和核心网上的应用提供了一个高效的多业务网络和运行环境，这样就不需要建设多个独立的数据网络了。即使业务通过核心网络也可以进行端到端的业务控制。

　　MPLS还使用标签叠加方法解决了接入和城域网络设备的扩展问题，标签叠加把共享一个转发通道的业务流有效地汇聚起来，这大大减少了MPLS设备需要维护的状态信息量。此功能不仅使网络能够扩展，而且由于对不同用户的数据流进行了隔离，提高了网络的安全性，简化了网络维护工作，减少了日常的运维工作量。

　　业界人士广泛认可MPLS是在未来的多点到多点网络中支持下一代多媒体业务和关键数据业务最合适的技术。在话音业务的商业收益大打折扣的今天，业务提供商正迫切需要下一代新业务来推动未来的收益增长。

　　加强MPLS

　　MPLS在网络边缘根据预定标准对数据分组进行分类。符合同样标准的数据流（比如同类业务）被打上相同的标签，进而建立一个标记交换通道（LSP）。MPLS的LSP可以仅仅根据标记穿越不同的下层传输网络。

　　IETF组织已经依据其“Martini”草案的一个演变版本制定了一个标准，称为“虚拟电路仿真（PWE3）”或“虚拟电路”。虚拟电路提供了复用和传输多种二层信号的框架方案，比如HDLC、FR、ATM、以太网和TDM电路仿真（CES）等，方法就是把这些业务信号封装（或装入隧道），然后在IP/MPLS网络上传输。

　　把MPLS虚拟电路和诸如GFP和VCAT之类的辅助技术结合起来就可以为SONET/SDH网络的演进提供一个完美的机制，从而把分组网络和电路网络融合起来（见图1）。这种方法通过对分组业务流的统计复用提高带宽利用率，并使用流量工程保障业务质量。它同时保留了SONET/SDH技术的优势，比如电信级网络恢复和性能监测功能。IETF和其他标准化组织正在努力增强MPLS的功能，使它能够提供OAM能力、端到端的QoS，并且把二层业务逐渐延伸到MPLS骨干网中，这一点对于接入和城域网络至关重要。

　　MPLS还必须增加一些对于城域和接入光网络非常关键的特性，以支持从时分复用SONET/SDH环网向MPLS分组网络的过渡。考虑到目前环网在接入和城域网络中占主导地位，当将现有的OAM工具引入MPLS网络中时，分组环网保护能力和节点双向互连是非常重要的。

图1.MPLS可以桥接分组和电路网络，提供高端业务

　　高端业务

　　目前兴起的分组数据业务和传统的电路业务具有不同的特点，传统的电路业务仅仅提供点到点的固定带宽，就像一个“管道”。而分组业务的典型特性是由带宽（承诺信息速率、超额信息速率、承诺突发带宽、超额突发带宽）、QoS（由时延、抖动、丢包率等定义）和点到点或者多点到多点的性能参数来表示的。

　　MPLS虚拟电路支持多种“虚”拓扑，可以根据用户的要求设计网络。客户业务可以是点到点（这可以替代透明的租用线）、点到多点或者多点到多点，并且对于用户网络的拓扑、协议和地址结构都是透明的。

　　运营商可以灵活地用SONET、WDM甚至是光以太网作为传输层，而在这些网络上层建立一个MPLS层，用来完成性能有保障的统计复用。最后在MPLS层之上还有一个标准的业务层用来满足每个业务流的SLA（见图2）。

　　MPLS负责定义多种QoS类别，让每个用户都有几个可选的业务类别（比如有保障的业务、超过预定带宽的业务、尽力而为的业务），这些业务类别对于传输的要求不同，适合不同的网络应用。虚拟电路可以为用户量身定做，仅仅承载这个用户的业务。它提供了一个逻辑上的“弹性通道”，并为客户业务流提供QoS保障和强制的可验证的SLA。

　　二层以太网VPN就是这种高灵活性业务的一个例子。它符合城域以太网论坛（MEF）的E-LAN标准。这种VPN在企业的多个办公地点之间通过以太网MAC交换提供多点透明局域网业务（见图3）。

　　虽然以太网业务常常只能在一个城域网络内使用，但是使用MPLS可以把以太网业务从一个城域网延伸到另一个城域网，实现二层连接的拓展。而MPLS在接入网和城域网的应用可以形成一个跨越接入和核心网络、支持流量工程并且具有统一QoS和OAM机制的端到端MPLS连接（见图4）。

　　图2.业务提供商可以通过这种层次结构把所选的多种传输机制和高端业务层结合起来。在两层中间，MPLS层提供有保障的统计复用

图3.虚拟专用局域网业务只是MPLS可以支持的多种高端业务中的一种

　　图4.有了MPLS，城域业务可以超出“本地”业务区域，进入多个城域网络中

　　演进

　　分组数据业务的爆炸性增长正推动着MPLS从原来的核心网路由器快速进入到接入和城域网络。MPLS已经成为汇聚多种业务数据的领先技术，它把包括ATM、FR和以太网的多种业务汇聚到一个灵活高效的网络当中。它提供端到端的业务管理能力，还能根据接入和城域网络的特殊要求提供最优的汇聚机制。

　　因为业务的提供是一个端到端的过程。MPLS能够在用户的业务到达接入网络的时候，把它封装到MPLS　虚拟电路，然后穿过核心网，再以同样的封装来到另外一个接入网络，这是很了不起的。它完成的这项工作为业务提供带来了极大的便利：包括用户数据的隔离和安全性、实现端到端QoS和SLA的能力以及OAM和性能监视能力。

　　正如MPLS在IP核心网中的应用一样，MPLS向接入和城域网的转移将会改变接入和城域网的下层网络结构，对于分组数据业务成本和业务周期内的总费用也将产生巨大的影响。