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画说MPLS流量工程第一章帝国的烦恼第二章奋起改革第三章猛将出世第四章英雄的用武之地固定网络资料部郭凤海第一章帝国的烦恼IP击败了ATM等劲敌,一统天下,建立了以“尽力而为”“最短优先”为至高信条的网络帝国。为千秋万载、江山永固,IP大帝招兵买马,励精图治!内有OSPF、IS-IS两员猛将殚精竭虑,日夜操劳;外有BGP大师海纳百川、无为而治。IP帝国终于呈现出万邦归附、四方仰德的鼎盛之势。实承想,自此之后便可歌舞升平,高枕无忧。怎奈树欲静而风不止,帝国的烦恼悄然而至……第一章帝国的烦恼在“最短优先”的旗帜下,来到IP帝国的人们都被告知到达目的地的捷径,这原本是IP帝国引以为傲之处。然物极必反。当越来越多志同道合的人义无反顾地涌向捷径时,拥堵、延迟和抱怨便取代了便捷。多少五内澎湃、手持钞票的消费者黯然离开了,多少身怀绝技、投身报国的热血青年望而却步了……与此同时,却有许多同样可以到达目的地的宽敞大路,只因绕了一点远或多收了两毛钱便门可罗雀,无人问津。——画外音——IP的危机之一:流量集中。第一章帝国的烦恼IP帝国里向来崇尚“尽力而为”,众生平等。来此者,不管职位高低,不论任务缓急,统统一视同仁。于是,常常发生救护车被堵、民用车与坦克抢路等爆炸性新闻,致使IP帝国的人权状况令人担忧,道路通行质量备受指责。帝国烦恼不已。救命啊再不让路我就开炮了啊——画外音——IP的危机之二:服务质量无保障。第二章奋起改革面对难题,以简洁起家的IP大帝首先想到自力更生。BGP大师向来清静无为,自然指望不上,只能仰仗鞠躬尽瘁的IGP双雄。两位劳模灵机一动,计上心来:调整道路收费,引导路人分流而行。咋办?涨价!涨价!第二章奋起改革然而,如今的IP帝国疆域辽阔,道路盘根错节,四通八达,如何调整收费成为了更加棘手的难题。正所谓牵一发而动全身,稍有不慎,便会动乱四起,得不偿失。且OSPF、IS-IS两位主事向来推崇“分而治之”,各个驿站自行杀伐决断,政令难以全程统一,提升道路通行质量无从谈起。我拿什么拯救你?复杂的路网——画外音——基于IP的流量工程主要依靠调整链路开销,容易引发路由震荡,且对QoS无能为力。第二章奋起改革眼见IP大帝无力破解困局,各方豪杰蠢蠢欲动。其中,已败退二层的ATM心中窃喜:这“流量工程”的精妙岂是IP这等简单粗暴之流所能领悟的!?我卷土重来之日不远矣!于是,ATM意气风发,举起“流量工程”大旗,再战江湖。终于该我上场了吧!第二章奋起改革ATM流量工程所倚仗的,乃是ATM的家传绝学:PVC。在PVC的理想蓝图里,所有交通驿站之间都建立直达专线,统筹管理,取代IP的放养模式。有了全局的规划,人们不再盲目的涌向捷径,而是分流而行,井然有序;有了全程统一的政令,轻重有别,急缓分明,通行质量显著提升。美丽的新世界依稀近在咫尺,ATM的辉煌时代看似触手可及……第二章奋起改革然而,ATM终究只是个不谙世事、苛求完美的侠士,而IP才是霸权在握、岿然屹立的王者。ATM想借“流量工程”一展抱负,却始终逃不过与IP兼容这一道“生死劫”。想不到还是要看IP的脸色!第二章奋起改革若在IP帝国推行PVC,不仅要大兴土木,建造ATM辅站,而且今后每新增一处驿站都要重新全连接,成本之高,令人望而生畏。偏偏IP大帝一生简约,对ATM如此奢靡浪费向来嗤之以鼻。最终,不甘失败的ATM再次折戟沉沙,壮志未酬。还是回二层杀猪吧!——画外音——ATM的流量工程能力很强,但是在IP网络中部署成本过高,且扩展性差。第二章奋起改革大帝夙兴夜寐,仰天长叹!IP难道真的没有英雄在世吗?第三章猛将出世话说MPLS(MultiProtocolLableSwitch),诞生于风云际会的年代里(1997年),成长在战火纷飞的乱世中。严酷的环境造就了他机智果敢、八面玲珑的性格。第三章猛将出世在ATM兵败如山倒、众人纷纷拜倒在IP脚下歌功颂德之时,MPLS却敏锐的认识到:虽然ATM因脱离实际而一败涂地,但绝非一无是处。他首创“以手令通行1取代查表定路”,使驿站只需看行人手令便可知其前进方向,省去了繁琐缓慢的查表过程,大幅提升了通行速度,实乃以简胜繁的上乘战略。于是,MPLS深谋远虑,虚心求教,终将手令通行的要义尽收心底。年轻人,有前途啊!多谢前辈!——画外音——注释1:“手令通行”即标签交换。第三章猛将出世同时,MPLS也吸取了ATM失败的教训。他不再另起炉灶、试图建立完全独立的直达通道,而是依托IP现成的交通体系,巧用“手令通行”之法,建立虚拟化的通道。如此一来,不但与IP兼容的问题迎刃而解,而且灵活自如,成本低廉。因此,MPLS深受IP大帝的赏识,一度被委以重任,为提升IP帝国的通行速度立下汗马功劳。陛下,如何?真是物美价廉第三章猛将出世后来,硬件发展一日千里,查表速度突飞猛进,手令通行的优势日渐衰微。MPLS也慢慢失势,家道中落。但MPLS并未妄自菲薄,自甘堕落,而是韬光养晦,以图再起。I’llbeback第四章英雄的用武之地天才注定不会沉寂太久。MPLS通晓IP简单灵活之道,又领悟ATM面向连接之妙。因此,当MPLS第一次听闻流量工程问题时,他就确信,这正是自己的用武之地。恰逢IP帝国受困于流量工程、各方豪杰束手无策之际,MPLS更加踌躇满志:此乃天赐良机,我必可大展宏图,东山再起!I’mback第四章英雄的用武之地经过多方谋划、潜心钻研,MPLS流量工程的蓝图终于新鲜出炉!凭借与IP大帝一向融洽的关系,MPLS流量工程得以在IP的广阔天地里一试锋芒。这一试,果然不同凡响,一举破解了人流集中和通行质量两大难题。一颗闪耀网络世界的新星冉冉升起!第四章英雄的用武之地MPLS流量工程到底有何神通,可以在不增加外设的情况下破解困局?下面就让我们领略一下MPLS以虚拟通道四两拨千斤的奥妙。第四章英雄的用武之地IP帝国之所以出现人流集中和通行质量无保障的问题,其根源是负责为人们规划路线的IGP一味笃信“最短优先”,而没有考虑道路的宽度以及其他影响通行的关键因素。因此,MPLS在建立虚拟通道之前,先从各驿站全面收集情报。兵马未动情报先行MPLS头脑想象图第四章英雄的用武之地主要包括以下几类情报:一、各驿站所连结的道路信息2具体有:道路入口地址、道路类型、过路费等。这也是IGP用来计算路线的依据。二、各段道路的宽度信息规划的虚拟通道路线充分考虑道路的宽度,这是MPLS流量工程成功的法宝之一。收集的道路宽度信息有:每段道路的实际最大宽度、可以预留给虚拟通道的最大宽度。特别地,为了区别轻重缓急,MPLS为虚拟通道规定了八种优先级。因此,还要知晓每段道路可为不同优先级的通道所预留的宽度。兵马未动情报先行——画外音——注释2:链路状态信息(LSA),IGP协议本身收集的信息,主要包括接口IP地址、链路类型、链路开销等。第四章英雄的用武之地主要包括以下几类情报:三、虚拟通道的过路费3这是规划虚拟通道路线时所考虑的过路费。实际上,各驿站为了偷懒,常常直接按IGP的收费标准收取。四、道路的颜色4这是MPLS流量工程灵活规划虚拟通道路线的又一利器,乃MPLS独创。即:将某些道路涂上特定颜色,这样,在规划路线时,只需规定走哪种颜色不走哪种颜色,即可实现灵活控制,避开拥堵的道路。兵马未动情报先行——画外音——注释3:TEMetric,链路的TE度量值。缺省情况下,链路采用IGP的度量值作为TE度量值。注释4:链路管理组,也称为链路颜色,是一个表示链路属性的32位向量,网络的管理员可以将其关联为任何需要的意义。第四章英雄的用武之地所谓谋定而后动。确定了收集哪些情报后,下一个要解决的问题就是:如何收集?收集到情报之后如何使用?两个看似很小的问题,处理不好就会重蹈ATM过于复杂的覆辙。MPLS果然聪明绝顶,悟性奇高,BGP大师随口一语就让他醍醐灌顶,豁然开朗……凡事不必亲历亲为,阿弥陀佛!第四章英雄的用武之地站在劳模的肩膀上IP帝国能有今日之盛,OSPF和IS-IS可谓呕心沥血,居功至伟。既然两位劳模已经为“最短路径”四处奔波了,那么再顺手把MPLS流量工程所需的情报带回,也不过是搂草打兔子——举手之劳而已。此时,MPLS的良好人缘再次发挥作用,两位劳模没有二话,欣然应允。MPLS求咱帮个忙,大哥你看呢?那哥们人不错Noproblem!——画外音——MPLS流量工程依赖IS-ISTE和OSPFTE来获取流量工程信息。第四章英雄的用武之地站在劳模的肩膀上情报收集到了,下面就是规划虚拟通道的路线了。既然已经踩了劳模的肩膀,那就索性多踩几次吧。两位劳模将各驿站提供的道路信息绘制成图,即LSDB;MPLS就参考流量工程的相关情报,将LSDB圈圈点点,制成了虚拟通道的原始图纸——TEDB。它包含了从通道起点到终点的所有可能路线。两位劳模真够意思!第四章英雄的用武之地站在劳模的肩膀上图纸有了。计算虚拟通道的最优路线,谁可当此重任?MPLS经营多年,手下也是人才济济。此时,一位谋士毛遂自荐道:我来!说话者乃CSPF是也。此人师从OSPF和IS-IS的授业恩师SPF教授,的确是算路的不二人选。好复杂啊能搞定吗?主公放心,没问题。第四章英雄的用武之地站在劳模的肩膀上CSPF果然不负众望,很快便找到了计算最优路线的绝佳办法:先根据虚拟通道的要求(如路宽、优先级、道路颜色等),剪除TEDB图纸中不满足要求的道路,确保避开拥堵,保证通行质量;然后再运用SPF之法,计算出虚拟通道起点与终点之间路途最短、路费最省的路线!先剪再算,大功告成!第四章英雄的用武之地虚拟通道虽路线已定,但仍只是纸上谈兵。若要真正投入实战、指引千军万马,还需借助一样化虚为实、以简胜繁的神兵利器……第四章英雄的用武之地手令通行的奥秘没错,它就是MPLS独步天下的看家本事——手令通行。当行人到达入口驿站时,驿站根据路线,告知行人去往下一站的出口并派发下一站的通行手令;行人到达下一站后,凭手令进站并获知去往再下一站的出口,同时换取再下一站的通行手令……以此下去,行人仿佛在一条通道里,每到一站都凭手令快速通过。直到抵达出口驿站,收回手令。行人走出通道后,只需再查一次IP通行表就能最终到达目的地。手令真是好东东啊第四章英雄的用武之地手令通行的奥秘各位看官一定会问:上游驿站怎么会有下游驿站的手令呢?这就是手令通行的关键所在:手令分配。在MPLS流量工程里,手令分配过程还担负着另一项重任,那就是告知沿途驿站当前通道的要求,如需预留的路宽、优先级等,以便各驿站提早准备。欲胜任此项任务,不仅需要头脑聪明,更需要身手矫健。看来只靠手无缚鸡之力的谋士是不成了,需要一位文武兼备的干将才行!谁可担此重任?第四章英雄的用武之地手令通行的奥秘MPLS正低头沉思人选。三军阵中忽闪出一员上将:只见此人身长八尺,面如冠玉,威风凛凛,气宇轩昂。再看左右二人,也是生龙活虎,英武非常。三人齐声道:“主公勿忧,吾等愿效犬马之劳!”听来声如洪钟,霸气外露!原来是MPLS专为流量工程而招募的大将RSVP-TE,左右乃是他的副将Path和Resv。所谓养兵千日,用兵一时,MPLS大喜曰:孤心甚慰,全赖将军了!PathResvRSVP-TE第四章英雄的用武之地手令通行的奥秘MPLS真是慧眼识才,RSVP-TE果然调兵有方,出手不凡。他首先派Path拿着CSPF绘制好的通道路线图,从入口驿站开始,沿通道正向依次造访下游驿站,传达通道的路线和要求,并指示各驿站准备好发给上游驿站的手令。当然,此时Path每到一站仍需借助IP通行表才能知晓下一站如何走。第四章英雄的用武之地手令通行的奥秘当Path到达出口驿站后,换Resv披挂上阵。他自出口驿站出发,根据Path在各驿站留下的路线信息,沿通道路线反方向行进,依次将沿途驿站的通行手令带给上游驿站,并检查各驿站是否满足了通道的要求。同样,Resv也要依赖IP的通行表。第四章英雄的用武之地手令通行的奥秘当Resv顺利到达出口驿站时,就意味着虚拟通道建立成功了!第四章英雄的用武之地手令通行的奥秘这是MPLS梦寐以求的时刻!虚拟通道不但可以更加智能地为行人选择最优路线,避免拥堵,而且能够
本文标题:画说MPLS流量工程
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