内嵌MPLS的多业务传送平台

  为了提高多业务传送平台(MSTP)组网的路由能力、交换能力和服务质量(QoS)处理能力，需要将多协议标签交换(MPLS)的固有优势引入MSTP。

方法是通过内嵌MPLS的MSTP，实现将以太网业务适配到MPLS层，然后映射到SDH通道中传送。MPLS技术通过将交换的概念引入MSTP，实现了数据流的统计复用和负载均衡；通过将QoS引入MSTP，实现了对各种新兴业务的支持；通过基于二层和三层技术的解决方案，在MSTP中实现了MPLS虚拟专用网(VPN)；通过支持单向1+1、1:1标签交换路径(LSP)和MPLS快速重路由保护倒换，在MSTP中实现了MPLS的保护倒换机制。

    虚级联(VCAt)、链路容量调整方案(LCAS)和通用成帧规程(GFP)技术虽然在多业务传送平台(MSTP)中实现了高效传送数据的功能，但其连接提供方式仍为点到点的SDH传输通道，业务量大多通过E1、E3、STM-1或STM-4接口，以较粗颗粒进入网络，光纤带宽的利用效率较低。MSTP必须引入交换的概念，实现数据流的统计复用和负载均衡。

    MPLS无缝集成了二层交换的简捷性与三层路由的灵活性。在IP网中，MPLS流量工程技术成为一种治理网络流量、减少拥塞、保证业务服务质量(QoS)的重要手段，MPLS虚拟专用网(VPN)在解决企业网互连、提供网络增值服务等方面得到了广泛的应用。将MPLS的固有优势引入MSTP，可以显著提高MSTP组网的路由能力、交换能力和QoS处理能力。

    1 内嵌MPLS的多业务传送平台实现方案

    1.1 MPLS基本原理

    MPLS技术结合了面向连接的转发技术与IP路由协议，在面向无连接的IP网络中增加了面向连接的属性，可以视为介于二层与三层的“垫层”网络技术[1]。MPLS的实质是将三层路由在网络的边缘实施，而网络的核心采用二层交换，对一个连接请求实现一次路由、多次交换，将路由选择层面与数据转发层面分离，从而提高网络的性能。

    标签是MPLS网络中实现分组转发与交换的主要依据。MPLS使用标签对上层数据进行统一封装，转发行为是基于标签实现的，如图1所示。位于MPLS网络边缘的入口标签交换路由器(LSR)将分组按不同的转发要求划分成不同的转发等价类(FEC)，并将每个特定的FEC映射到下一跳，即进入网络的每一特定分组都被指定到某个特定的FEC中。每一特定FEC都被编码为一个短而定长的标签，当分组被转发到下一跳时标签也随同前传。在随后的各跳中，将不再需要解析分组头，而是将分组的标签作为指向下一跳输出端口和新标签的索引。旧标签被替换后，从指定的输出端口转发标签分组。在网络的出口处，标签弹出后即还原成初始的IP分组，并且按照传统路由方式转发至目的地。

    1.2 内嵌MPLS的多业务传送平台的功能结构

    内嵌MPLS的MSTP是指基于SDH平台，嵌入MPLS功能，并提供统一网管的多业务传送节点设备。其要害特征是将以太网业务适配到MPLS层，然后映射到SDH通道中传送。图2所示为内嵌MPLS的多业务传送平台的功能结构。

    内嵌MPLS的MSTP节点主要包括业务输入输出接口、二层交换、多协议标签交换、通用成帧规程/点到点协议/SDH上的链路接入规程(GFP/PPP/LAPS)、虚级联和LCAS，以及传统的SDH处理功能等模块。业务输入输出接口功能主要负责业务的接收、汇聚及对数据包的检错处理等。二层交换功能主要在媒体访问控制(MAC)层上进行流量梳理，有利于减轻传输网的负荷。GFP/PPP/LAPS的功能主要是完成数据包的映射封装。虚级联和LCAS分别实现了业务带宽与SDH虚容器间的适配及带宽动态调整，提高了网络资源利用率[2]。传统SDH处理功能用于完成信道的交叉连接及开销处理。

    1.3 基于MPLS的以太网接入功能的实现

    内嵌MPLS的MSTP除了一般的MSTP功能外，其MPLS处理模块还具有以下功能：将以太网业务适配到MPLS层的功能；在MSTP入口处为以太网业务数据包添加MPLS标签，组成MPLS数据包，在出口处将MPLS标签剥离；判定业务分组所属的转发等价类，可以根据分组的源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号等来对业务分组进行分类，从而判定其属于那个转发等价类，并贴上相应的MPLS标签，以确定相应的转发路径；MPLS操作治理维护功能和标签交换路径(LSP)的自动建立、保护、恢复功能；对业务的统计复用功能，并能在MPLS层按服务等级调度业务；MPLS二层和三层VPN功能。

    基于MPLS与基于二层交换的SDH的以太网传送(EOS)实现方案基本相同，将相应的二层交换模块用MPLS处理模块代替即可。映射器和SDH处理模块仍使用GFP、VCat、LCAS等协议，只是对数据包的交换方式和打包分包处理方式不同，从而导致系统的性能存在差别。使用MPLS协议实现的EOS组网灵活，传送效率高，具有较好的QoS能力。目前厂商多使用“网络处理器(NP)+可编程门阵列(FPGA)+软件”的方式来完成基于MPLS的以太网接入功能。