點模式，i n t s e r v 結構必須支持廣大不同類型的“網絡元素”。 在以上研究的基礎上，提出了一個比較合理的基于m p l s 網絡的 d i f f s e r v 網絡區(qū)支持端到端i n t s e r v 的實現(xiàn)框架。提出使用r s v p 協(xié)議在 d i f f f s e r v 網絡區(qū)中實現(xiàn)顯式接納控制和有效、動態(tài)的資源的機制。在業(yè)務分 類的基礎上，我們給出了i s 域與d s 域之間的映射關系，并設計了一個合適 的協(xié)作體系使三者結合起來提供可擴展的端到端q o s 服務。這些映射允許 被適當設計和配置過的d i f f s e r v 網絡作為i n t s e r v 網絡結構中的“網絡元素” 存在，并作為整個點到點q o s 網絡的組成部分。定義了d i f f s e r v 網絡區(qū)內使 用聚集傳輸控制的網絡元素在支持r s v p 信令時所需的功能 第五章，對提出的方法應用網絡仿真軟件n s 進行仿真。s 是一個基于 i p 的仿真器，是由u cb e r k e l e y 在1 9 9 8 年開發(fā)出的對不同的真實網絡進行 仿真的一個平臺。通過對n s 功能的擴展設計實現(xiàn)在n s 中r s v p 信令及r s v p 服務類型映射到d i f f s e r v 網絡的實現(xiàn)方法，并嵌入n s 中擴展n s 功能。仿真 結果驗證了所提方法的可行性。 關鍵詞：q o j ：多協(xié)議標記交換( m i ，i 。s ) ：d i f f s e r v ：r s v p ：e n d t 。一e n d ：i p 流量工程：一 _ a b s t r a c t t h i sd i s s e r t a t i o np r e s e n t saf r a m e w o r kf o rp r o v i d i n ge n d - t o e n dq u a l i t yo f s e r v i c e ( q o s ) i nt h em p l sn e t w o r k s m u l t i p r o t o c o ll a b e ls w i t c h i n g ( m p l s ) i s t h ec o n v e r g e n c eo fc o n n e c t i o n - o r i e n t e df o r w a r d i n gt e c h n i q u e sa n dt h ei n t e r n e t r o u t i n gp r o t o c 0 1 o o si sas e to ft e c h n o l o g i e st h a te n a b l e sn e t w o r ka d m i n i s t r a t o r st om a n a g e t h ee f f e c t so fc o n g e s t i o no na p p l i c a t i o nt r a f f i c b yu s i n gn e t w o r kr e s o u r c e s o p t i m a l l y , r a t h e r t h a nb yc o n t i n u a l l ya d d i n g c a p a c i t y w i t ht h eg r o w t ho ft h ei n t e m e ta n di n t r a n e t s ，q o st e c h n o l o g yt h a th a sb e e n d e v e l o p e do v e ras p a no f s e v e r a ly e a r si sq u i c k l yb e c o m i n gm o r er e l e v a n t t h e e v o l u t i o no fs e v e r a lm a j o rq o sm e c h a n i s m si sd e s c r i b e dw i t l ias p e c i a lf o c u so n i n t e g r a t e ds e r v i c e sa n d d i f i r e r e n t i a t e ds e r v i c e s s p e c i a la t t e n t i o ni sp a i dt ot h er o l e o f t h ei e t fi nd e v e l o p i n gq o sm e c h a n i s m s f i r s ti n c h a p t e r1 m a i n l yp r e s e n t st h eb a c k g r o u n do fm p l st e c h n o l o g y , a n di t sc o n c e p t ，d e v e l o p m e n ts t a g ea n dc h a r a c t e r i s t i e c h a p t e r2 ，p r e s e n t sc o n c e p t sa n d t h ea r c h i t e c t u r eo f m p l s ，m p l si sa l a b e l b a s e dm e s s a g ef o r w a r d i n gm e c h a n i s m b y u s i n gl a b e l s ，i tc a n s e tu p e x p l i c i tr o u t e sw i t l i i na nm p l s d o r a a i n a p a c k e t sf o r w a r d i n gp a t hi s c o m p l e t e l yd e t e r m i n e db v i t sm p l sl a b e l m p l sa l s oa l s ot or o u t em u l t i p l e n e t w o r kl a y e rp r o t o c o l sw i t h i nt h es a m en e t w o r ka n dc a nb eu s e da sa ne f f i c i e n t t u n n e l i n g m e c h a n i s mt oi m p l e m e n tt 陬f f i ce n g i n e e r i n g c h a p t e r3 ，p r e s e n t sa no v e r v i e w f o r p r o v i d i n gq u a l i t yo f s e r v i c e ( q o s ) i n t h e i n t e r n e t q o sg u a r a n t e ei sag r e a tc h a l l e n g ef o ri pn e t w o r k sd e v e l o p m e n t o u a l i t yo f s e r v i c eh a sb e e no n eo f t h ep r i n c i p a lt o p i c so f r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n ti n p a c k e tn e t w o r k sf o rm a n yv e a 體f o rs o l v i n g t h ep r o b l e mi nr e a s o n 。 c o n n e c t i o n b a s e dm p l s t e c h n o l o g i e sp r o v i d ef e a s i b l es o l u t i o n s t h i s i st l l e p r i n c i p l e sa n dc h a r a c t e r i s t i c s o f i n t e g r a t e d s e r v i c e s ( i n t s e r v ) a n dd i f f e r e n t i a t e d s e r v i c e s ( d i i t s c r y lm o d e l s t h e m e t h o d sf o r l p l si m p l e m e n t i n gt h et w om o d e l s a r ea l s od i s c u s s e d t h ec u r r e n ta c t u a l i t yo f m p l sa n dq o si sa n a l y z e d i t sf u t u r e d e v e l o p m e n t i sa l s of o r e c a s t e d i f a p a c k e t c r o s s e sa l lm p l sd o m a i n s ，a ne n d t o e n de x p l i c i tp a t hc a nb e e s t a b l i s h e df u rt h ep a c k e t l a b e la l s os e r v e sa saf a s t o ra n de f f i c i e n tm e t h o df o r p a c k e tc l a s s i f i c a t i o na n df o r w a r d i n g c h a p t e r 4 w ed i s c u s st h e d e s i g no f e n d - t o e n dq o ss y s t e mt h r o u g hh 心l s n e t w o r k s w ed e s c r i b eaq o sn e t w o r kt h a tc o m b i n e sr s v pa n dd i f f e r e n t i a t e d s e r v i c e si nam a n n e rt h a tr e a l i z e st h eb e n e f i t so fe a c h w jp r o p o s eam e t h o df o r m a p p i n gq o sg u a r a n t e e sb e t w e e ni n t e g r a t e ds e r v i c e sa n d d i f f e r e n t i a t e ds e r v i c e s i nt h em p l sn e t w o r k s t h ei n t e g r a t e ds e r v i c e s ( i n t s e r v ) a r c h i t e c h u r ep r o v i d e sam e a n sf o rt h e d e l i v e r yo f e n d t o - - e n dq u a l i t yo fs e r v i c et oa p p l i c a t i o n so v e r h e t e r o g e n e o u s n e t w o r k s t os u p p o r tt h i se n d - t o e n dm o d e l ，t h ei n t s e r va r c h i t e c t u r em u s tb e s u p p o r t sd i f f e r vm a y b ev i e w e da sa “n e t w o r ke l e m e n t ”i nt l l et o t a le n d t o e n d p a t h b a s e do nt h ee x i s t i n gc l a s s i f i c a t i o n ，w eg i v e st h em a p p i n gr u l e sa n dr e l a t i o n s b e t w e e n1 sa n dd s t h e s e m a p p i n g s a l l o w a p p r o p r i a t e l ye n g i n e e r e d a n d c o n f i g u r e dd i f f e r e n t i a t e ds e r v i c en e t w o r kc l o u d st op l a yt h er o l e o f n e t w o r k e l e m e n t s ”i nt h e i n t e g r a t e d s e r v i c e sf r a m e w o r k a n dt h u st ob eu s e da s c o m p o n e n t s o fa no v e r a l le n d - t o e n di n t e g r a t e ds e r v i c e sq o ss o l u t i o n c h a p t e r5 ，d e s c r i b e st h ep u r p o s es i m u l a t o rw h i c hh a sb e e ni m p l e m e n t e db y e x t e n d i n gn s n si sa ni pb a s e ds i m u l a t o r , b e g a na sav a r i a n to f t h er e a ln e t w o r k s i m u l a t o ri m p l e m e n t e db yu c b e r k e l e yi n19 9 8 n o w , n sv e r s i o n2i sa v a i l a b l e a sr e s u l to f t h ev i n t p r o i e c t k e yw o r d s ：q o s ，m p l s ，d i f f s e r v ，r s v p ，e n d t o e n d ，i p s w i t c h 6 符號說明 a f ：a s s u r e df o r w a r d i n g確保轉發(fā) a t m ：a s y n c h r o n o u st r a n s f e rm o d e 異步傳輸模式 b a ：b e h a v i o ra g g r e g a t e行為聚合 b i s d n ：b r o a d b a n di n t e g r a t e ds e r v i e e sd i g i t a ln e t w o r k 寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網 b g p ：b o r d e rg a t e w a yp r o t o c o l邊界網關協(xié)議 c a c ：c o n n e c t i o na d m i s s i o nc o n t r o l連接接納控制 c a r ：c o m m i t t e da c c e s sr a t e保證接入速率 c b q ：c l a s sb a s e dq u e u i n g 基于分類隊列 c b r ：c o n s t r a i n t b a s e dr o u t i n g約束路由 c b s ：c o m m i t t e db u r s ts i z e提交組量大小 c i r ：c o m m i t t e di n f o r m a t i o nr a t e保證信息速率 c o s ：c l a s s i f i c a t i o no nf l o w s服務類型 c r l d p ：c o n s t r a i n t b a s e dl d p基于約束路由是標簽分發(fā)協(xié)議 d i f f s e l - v ：d i f f e r e n t i a t e ds e r v i c e s區(qū)分服務 d s c p ：d i f f e r e n t i a t e ds e r v i c e sc o d ep o i n t區(qū)分服務代碼點 e f ：e x p e d i t e df o r w a r d i n g 加速轉發(fā) e g p ：e x t e r i o rg a t e w a yp r o t o c o l外部網關路由協(xié)議 e r p ：e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g 企業(yè)資源計劃 f e c ：f o r w a r d i n ge q u i v a l e n t c l a s s轉發(fā)等價類 f t n ：f e ct on h l f em a pf e c 到n h l f e 映射 f t p ：f i l et r a n s f e rp r o t o c o l文件傳輸協(xié)議 g m p l s ：g e n e r a l i z e dm p l s通用多協(xié)議標簽交換 i e t f ：i n t e m e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c el l a t e r n e t i 程任務組 i g p ：i n t e r i o rg a t e w a yr o u t i n gp r o t o c o l內部網關路由協(xié)議 i n t s e r v ：i n t e g r a t e d s e r v i c e s綜合服務 i t u t ：i n t e r n a t i o n a lu n i o nf o rt e l e c o m m u n i c a t i o n s , t e l e e o m m u n i c a t i o m l d p ：l a b e ld i s t r i b u t ep r o t o c o l 7 國際電信聯(lián)盟 標簽分發(fā)協(xié)議 l e r ：l a b e le d g er o u t e r l s r ：l a b e ls w i t c hr o u t e r m i b ：m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a g e m p l s ：m u l t ip r o t o c o ll a b e ls w i t c h i n g o s p f ：o p e ns h o r t e s tp a t hf i r s t 0 x c ：o p t i c a lc r o s s c o n n e c t p h b ：p e rh o pb e h a v i o r p s c ：p h bs c h e d u l i n ：gc l a s s q o s ：q u a l i t yo fs e r v i c e r e d ：r a n d o me a r l yd e t e c t i o n r s v p ：r e s o u r c er e s e r v a t i o np r o t o c o l r t p ，r t c p ：r e a lt i m et r a n s p o r tp r o t o c 0 1 s d h ：s y n c h r o n o u sd i g i t a lh i e r a r c h y s l a ：s e r v j c el e v e la g r e e m e n t s r l 、c m ：s i n g l er a t et h r e ec o l o rm a r k e r s v c ：s w i t c h e dv i r t u a lc i r c u i t t c p ：t r a n s f e rc o n t r o lp r o t o c o l t e ：t r a 硒ce n g i n e e r i n g t l v ：t y p el e n g t hv a l u e t o s ：t y p eo fs e r v i c e * t c m ：t w or a t et l l r e ec o l o rm a r k e r u d p ：u s e td a t a g r a np r o t o c o l v o 口：v o i e eo v e ri p v p n ：v i r t u a lp r i v a t en e t w o r k w f q ：w e i g h t e df a i rq u e u e w r e d ：w e i g h t e dr a n d o m l ye a r l yd e t e c t e d 8 標簽邊界路由器 標簽交換路由器 管理信息庫 多協(xié)議標簽交換 開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議 光交叉連接 每一跳行為 p h b 調度類型 服務質量 隨機早期丟棄 資源預留協(xié)議 實時傳輸協(xié)議 同步數(shù)字序列 服務水平約定 單速率三色標記 交換虛電路 傳輸控制協(xié)議 流量工程 類型長度值 服務類型 雙速率三色標記 用戶數(shù)據報協(xié)議 i p 語音傳輸 虛擬專用網 加權公平排隊 加權隨機早期丟棄 第一章引言 隨著信息技術的高速發(fā)展，i n t e r n e t 已經成為一個巨大的公眾數(shù)據網， 快速增加的用戶數(shù)使得i n t e r n e t 主干網的數(shù)據量扶搖直上。i n t e r n e t 的發(fā) 展對寬帶化、多媒體化提出了越來越高的要求，i p 網絡的建設迫切需要一 種更為高效的技術。 i n t e r n e t 的迅速發(fā)展使i p 成為計算機網絡的應用環(huán)境的“既成事實” 的標準和開放系統(tǒng)平臺。標簽交換的想法來自于對i p 網絡中兩種基本設備 的考察，它們便是我們再熟悉不過的交換機與路由器?？梢钥吹剑魞H就交 換速度，流量控制性能與性能價格比而言，交換機無疑要遠遠高于路由器， 然而路由器卻具有交換機所不能比擬的豐富而靈活的路由功能。這樣，我們 不禁要想，能不能讓一部設備既有交換機的高速度與流量控制能力，又具備 路由器靈活的功能呢? 這實際上是標簽交換技術產生的一個關鍵動機。 可以預見，i p 網絡發(fā)展的轉折點將是i p 網絡對于服務質量問題的解決 以及對各種新興的增值業(yè)務的支持。m p l s 一方面是目前唯一能夠保證i p 網 絡服務質量的網絡技術，另一方面，使用m p l s 將可以十分高效地實現(xiàn)各種 增值業(yè)務，如v p n 等。m p l s 技術成為下一代i p 網絡的基礎技術。 標簽交換( l a b e ls w i t c h ) 技術，是對現(xiàn)有的各種標簽交換技術的統(tǒng)稱， 而這些技術，正是m p l s 技術產生的基礎。多協(xié)議標簽交換，即m p l s ( m u i t i p r o t o c o l l a b e ls w i t c h i n g ) ，是i p 通信領域中的項技術，是對 傳統(tǒng)i p 網絡傳輸技術( 如i po v e ra t m ，i po v e rs d h ) 的改進。它采用集 成模型，將第三層i p 技術與第二層的硬件交換技術結合在起，并且使用 一個定長的標簽作為分組在m p l s 網絡傳輸時所需處理的唯一標志。這種技 術兼具了i p 的靈活性、可擴展性與a t m 等硬件交換技術的高速性能、q o s 性能、流量控制性能。使用這一技術，將不僅能解決當前網絡中存在的大量 問題( 如n 平方問題、帶寬瓶頸、q o s 保證、組播以及v p n 支持等問題) ， 而且能夠實現(xiàn)許多嶄新的功能( 如流量工程、顯示路由等) ，是一種理想的 i p 骨干網絡技術。 當前，m p l s 技術是當前網絡傳輸研究的熱點，也是各大通信設備提供 商力推的重點。國際上關于m p l s 的研究十分活躍，i e t f 這兩年出臺了一些 9 山東大學頂士學位論文 m p l s 的協(xié)議和協(xié)議草案，而i t u t 的各個工作組也在積極進行相關的研究 以及標準的制定工作。 1 1m p l s 的發(fā)展過程及技術優(yōu)勢i , l l m p l s 是在一系列技術的發(fā)展和推動下不斷發(fā)展起來的。其中主要有： a t m 論壇推出的i p o a 、l a n e 和肝o a ： t o s h i b a 的信元交換路由器技術c s r ( c e l ls w i t c h i n gr o u t e r ) 技術； i p s il o n 公司的i ps w i t c h i n g ； c i s e o 公司的t a gs w i t e h i n g ：該方案與前兩種技術有很大的差別例 如，它不是使用流驅動而是控制( 拓撲) 驅動方式來建立交換機中的轉發(fā)表， 而且該技術將不僅限于在a t i i 交換機之上使用。 i b m 公司的a r i s 與n o r t e l 公司的u s ：在c i s c o 公司宣布其技術之后， 很快i b m 公司也推出了它們的標簽交換技術a r i s ( a g g r e g a t er o u t e b a s e d i ps w it c h i n g ) ，并且也形成了r f e 文件。 國際標準組織認為m p l s 作為最佳技術，主要有以下原因： 多協(xié)議標簽交換技術為解決i p 網絡上流量規(guī)劃方面的局限性提供 了一種新的可能性。盡管m p l s 是一種非常簡單的協(xié)議，但它為在i p 網絡 上實現(xiàn)流量規(guī)劃引入一套完整的控制手段。咿l s 通過顯式的標簽交換路徑， 能夠有效的支持源端對連接的控制，通過與區(qū)分服務( d i f f e r e n t i a l s e r v i c e s ) 及基于約束的尋找路由協(xié)議( c o n s t r a i n t b a s e dr o u t i n g ) 相 結合，m p l s 能夠在i p 網絡上支持o o s ： 適應于較大規(guī)模的網絡眾所周知，m p o a 非常適用于小規(guī)模的網 絡，然而在較大規(guī)模的網絡中應用受到限制。而n p l s 正是為滿足大規(guī)模網 絡的各種要求( 如靈活性、可擴充性與可管理性等要求) 而設計的 適應于多種承載網絡大規(guī)模的網絡可以使用包括a t n 在內的多 種承載技術。從一個較寬的范圍來講，應該選取一種對于i p o a 是最優(yōu)，而 且對于其它的鏈路層技術也是最優(yōu)的技術而n p l s 則可能正是能夠覆蓋這 一范圍的唯一技術 路由控制的靈活性從選路的角度來講，肝l s 技術允許我們可以 選擇使用固定尋路方式或者是動態(tài)尋路方式，具體使用種方式可以取決于 網絡操作者的選擇 山東大學頂士學位論文 m p l s 的協(xié)議和協(xié)議草案，而i t u t 的各個工作組也在積極進行相關的研究 以及標準的制定工作。 1 1m p l s 的發(fā)展過程及技術優(yōu)勢i , l l m p l s 是在一系列技術的發(fā)展和推動下不斷發(fā)展起來的。其中主要有： a t m 論壇推出的i p o a 、l a n e 和肝o a ： t o s h i b a 的信元交換路由器技術c s r ( c e l ls w i t c h i n gr o u t e r ) 技術； i p s il o n 公司的i ps w i t c h i n g ； c i s e o 公司的t a gs w i t e h i n g ：該方案與前兩種技術有很大的差別例 如，它不是使用流驅動而是控制( 拓撲) 驅動方式來建立交換機中的轉發(fā)表， 而且該技術將不僅限于在a t i i 交換機之上使用。 i b m 公司的a r i s 與n o r t e l 公司的u s ：在c i s c o 公司宣布其技術之后， 很快i b m 公司也推出了它們的標簽交換技術a r i s ( a g g r e g a t er o u t e b a s e d i ps w it c h i n g ) ，并且也形成了r f e 文件。 國際標準組織認為m p l s 作為最佳技術，主要有以下原因： 多協(xié)議標簽交換技術為解決i p 網絡上流量規(guī)劃方面的局限性提供 了一種新的可能性。盡管m p l s 是一種非常簡單的協(xié)議，但它為在i p 網絡 上實現(xiàn)流量規(guī)劃引入一套完整的控制手段。咿l s 通過顯式的標簽交換路徑， 能夠有效的支持源端對連接的控制，通過與區(qū)分服務( d i f f e r e n t i a l s e r v i c e s ) 及基于約束的尋找路由協(xié)議( c o n s t r a i n t b a s e dr o u t i n g ) 相 結合，m p l s 能夠在i p 網絡上支持o o s ： 適應于較大規(guī)模的網絡眾所周知，m p o a 非常適用于小規(guī)模的網 絡，然而在較大規(guī)模的網絡中應用受到限制。而n p l s 正是為滿足大規(guī)模網 絡的各種要求( 如靈活性、可擴充性與可管理性等要求) 而設計的 適應于多種承載網絡大規(guī)模的網絡可以使用包括a t n 在內的多 種承載技術。從一個較寬的范圍來講，應該選取一種對于i p o a 是最優(yōu)，而 且對于其它的鏈路層技術也是最優(yōu)的技術而n p l s 則可能正是能夠覆蓋這 一范圍的唯一技術 路由控制的靈活性從選路的角度來講，肝l s 技術允許我們可以 選擇使用固定尋路方式或者是動態(tài)尋路方式，具體使用種方式可以取決于 網絡操作者的選擇 ；。；塑鎏塞型耋壘壘墜；。；卑一 i p 業(yè)務的業(yè)務量工程。目前，a t m 擁有最完整的業(yè)務量工程能力。 然而，i p o a 的重迭模型無法高效地利用a t m 的所有能力，而且在使用全連 通的p v c 方式時，其應用的可擴充性將受到“n 平方”問題的限制。m p l s 借 用了一些a t m 技術如o o s 、選路、資源管理等方面的特性，而且引入了顯式 路由( e x p l i c i tr o u t i n g ) 的概念，它有助于將業(yè)務量的要求映射到網絡拓 撲之上。這樣，使用m p l s 可以獲得新的、更多的業(yè)務量管理性能。 支持v p n 業(yè)務。m p l s 的主要優(yōu)勢是能夠以無連接方式或者顯式路 由方式提供面向連接的業(yè)務，這種特點使得肝l s 尤其適用于動態(tài)隧道技術。 而動態(tài)隧道技術是目前支持v p n 業(yè)務的有效傳送手段。但目前由于提供基于 m p l s 的v p n 的方式不是唯一的，這使得將它同其它i p o a 技術進行比較較為 困難。 q o s 方面。i pd i f f s e r v 與m p l s 具有明顯的默契，因為它們在設 計中都考慮了滿足業(yè)務的需求。由于標簽的擴展語義可以攜帶d i f f s e r v 信 息，借助于標簽與端到端的標簽交換路徑及一定的資源預留機制，可以保證 0 0 s 機制在特定m p l s 域中的一致性。 1 2 本論文工作 目前，i e t f 在解決i po o s 有兩種基本模型，即綜合服務模型( i n t s e r v ) 及其相應的信令協(xié)議r s v p 和區(qū)分服務模型( d i f f s e r v ) 。但這兩種i p 網絡的 o o s 控制都不能完全滿足需要，它們各有自己是長處和局限。”“1 i n t s e r v 存在許多缺點，首先，可擴展性是i n t s e r v 的最嚴重的問題。 由于使用了“軟狀態(tài)”的工作方式，同時r s v p 進行資源預留需要對大量的 狀態(tài)信息進行刷新與儲存，當網絡規(guī)模擴大時，這一模型將無法實現(xiàn)。目前， 對于i n t s e r v 模型，業(yè)界已經有了比較一致的意見這一模型應當應用于網 絡規(guī)模較小，業(yè)務質量要求較高的邊緣網絡，如企業(yè)網、園區(qū)網等。對于骨 干網絡的o o s 技術，則應當使用d i f f s e r v 模型 d i f f s e r v 本身也還不完善。首先它并不提供全網端到端的服務質量保證。 另外有關的許多技術細節(jié)i e t f 都還未給出具體明確的規(guī)定，例如業(yè)務類別 的具體劃分、每類業(yè)務性能的量化描述、坤的業(yè)務類別等等?，F(xiàn)在i e t f 的 m p l s 和d i f f s c r v 工作組都在研究r s v p 與d i f f s c r v 框架的結合閥題以進一 步擴大d i f f s e r v 的與現(xiàn)有系統(tǒng)的可兼容性 ；。；塑鎏塞型耋壘壘墜；。；卑一 i p 業(yè)務的業(yè)務量工程。目前，a t m 擁有最完整的業(yè)務量工程能力。 然而，i p o a 的重迭模型無法高效地利用a t m 的所有能力，而且在使用全連 通的p v c 方式時，其應用的可擴充性將受到“n 平方”問題的限制。m p l s 借 用了一些a t m 技術如o o s 、選路、資源管理等方面的特性，而且引入了顯式 路由( e x p l i c i tr o u t i n g ) 的概念，它有助于將業(yè)務量的要求映射到網絡拓 撲之上。這樣，使用m p l s 可以獲得新的、更多的業(yè)務量管理性能。 支持v p n 業(yè)務。m p l s 的主要優(yōu)勢是能夠以無連接方式或者顯式路 由方式提供面向連接的業(yè)務，這種特點使得肝l s 尤其適用于動態(tài)隧道技術。 而動態(tài)隧道技術是目前支持v p n 業(yè)務的有效傳送手段。但目前由于提供基于 m p l s 的v p n 的方式不是唯一的，這使得將它同其它i p o a 技術進行比較較為 困難。 q o s 方面。i pd i f f s e r v 與m p l s 具有明顯的默契，因為它們在設 計中都考慮了滿足業(yè)務的需求。由于標簽的擴展語義可以攜帶d i f f s e r v 信 息，借助于標簽與端到端的標簽交換路徑及一定的資源預留機制，可以保證 0 0 s 機制在特定m p l s 域中的一致性。 1 2 本論文工作 目前，i e t f 在解決i po o s 有兩種基本模型，即綜合服務模型( i n t s e r v ) 及其相應的信令協(xié)議r s v p 和區(qū)分服務模型( d i f f s e r v ) 。但這兩種i p 網絡的 o o s 控制都不能完全滿足需要，它們各有自己是長處和局限。”“1 i n t s e r v 存在許多缺點，首先，可擴展性是i n t s e r v 的最嚴重的問題。 由于使用了“軟狀態(tài)”的工作方式，同時r s v p 進行資源預留需要對大量的 狀態(tài)信息進行刷新與儲存，當網絡規(guī)模擴大時，這一模型將無法實現(xiàn)。目前， 對于i n t s e r v 模型，業(yè)界已經有了比較一致的意見這一模型應當應用于網 絡規(guī)模較小，業(yè)務質量要求較高的邊緣網絡，如企業(yè)網、園區(qū)網等。對于骨 干網絡的o o s 技術，則應當使用d i f f s e r v 模型 d i f f s e r v 本身也還不完善。首先它并不提供全網端到端的服務質量保證。 另外有關的許多技術細節(jié)i e t f 都還未給出具體明確的規(guī)定，例如業(yè)務類別 的具體劃分、每類業(yè)務性能的量化描述、坤的業(yè)務類別等等。現(xiàn)在i e t f 的 m p l s 和d i f f s c r v 工作組都在研究r s v p 與d i f f s c r v 框架的結合閥題以進一 步擴大d i f f s e r v 的與現(xiàn)有系統(tǒng)的可兼容性 r s v p 、d i f f s e r v 、m p l s 等協(xié)議都是在q o s 管理的粒度和網絡可擴展性 這兩個考慮因素之間尋求不同程度的折衷，r s v p 提供更細的q o s 保障的粒 度，而d i f f s c r v 和m p l s 具有很好的可擴展性因而可以將r s v p 與 d i f f s e r v 協(xié)議進行結合。r s v p 與d i f f s c r v 協(xié)議的有機結合和相互補充對口 網絡q o s 管理有著重要意義。 為此i e t f 的研究人員提出，可在i n t s e r v 體系結構上提供一種在異構網 絡元素之上提供端到端q o s 的方法。一般來講，網絡元素可以是單獨的節(jié) 點或鏈路，更復雜的實體( 如a t m 云或8 0 2 3 網絡) 也可以視為網絡元素 在這種意義下，d i f f s e r v 網絡也可以視為更大的i n t e r a c t 網絡中的一種網絡元 素。1 2 l l 在該框架中，端到端的、定量的q o s 是通過在含有一個或多個d i f f s c r v 區(qū)的端到端網絡中應用i u t c r s c v 模型來提供的。為了優(yōu)化資源的分配和支持 接納控制，d i f f s c r v 區(qū)可以( 并不絕對要求) 參加端到端的r s v p 信令過程 從i n t s c r v 的角度看，網絡中的d i f f s c r v 區(qū)被視為連接i n t s c r v 路由器和主機 的虛電路。把d i f f s c r v 中的域當作r s v p 中的預留節(jié)點，同r s v p 原型的區(qū) 別在于，域中的節(jié)點不必承擔流的狀態(tài)信息，而使r s v p 只做建立連接和接 納控制方面的工作，減少了復雜性，同時又提高了靈活性。這一模型同時體 現(xiàn)了兩種思想的優(yōu)點，是d i f f s c r v i n t s c r v 相結合的思路之一但總的看來， 目前已有的工作在研究這種方法具體實現(xiàn)的方面還不夠深入。 因此為了在整個網絡中實現(xiàn)端到端的0 0 s 例如要解決一個d i f f s e r v 域的入口路由器( b r i ) 可以配置為從邊緣網絡( 剛1 ) 只接受l o _ 的o s c p 標記為e f 的低延時、低丟包率服務的數(shù)據流量當?shù)\l 中產生20 個l i 的m p e g - 1 視頻流時，b r i 將丟棄一半的輸入數(shù)據流量，很可能每一個視頻 流均有被丟棄的數(shù)據包。這是因為d i f f s e r v 是對數(shù)據包的聚集進行流量控 制。而不是針對一個應用流在這種情況下，即使i l i f f s e r v 域有足夠的資 源可以為1 0 個視頻流服務，但由于沒有顯式的接入控制，這2 0 個視頻流沒 有一個可以得到滿意的服務。如果加入顯式信令機制。可以拒絕其中1 0 個 視頻流的接入請求，或通知其可選其它d s c p 對應的服務。 如果應用資源預約機制( r s v p ) i l l 求資源，網絡可根據當前可用資源情 況作出是否提供服務的決定并通知應用程序這種動態(tài)資源分配方式對資源 的利用率較高而在d i 婦融網絡中按入控鑭是以服務水平約定( s l a ) 這 種半靜態(tài)的方式進行，只有對數(shù)據包的聚集進行流量控制的能力，而沒有信 1 2 令的傳遞。為了實現(xiàn)資源預約機制與d i f f s e r v 相協(xié)作的體系從而在整個網絡 端到端的服務，以上兩點的解決是必須的，這也是本文第四章所主要研究的 問題。 基于以上的分析，我的碩士學位論文選題定為：基于m p l s 的q o s 應 用研究。作為碩士學位論文，本文含有以下的創(chuàng)新性工作： 1 提出了一個較合理的應用于m p l s 網絡的d i f f s e r v 域支持端到端 q o s 的實現(xiàn)框架。 2 提出了r s v p 協(xié)議在d i f f f s e r v 域中實現(xiàn)顯式接納控制和有效、動態(tài) 的資源調度機制。 3 提出了i n t e s e v 服務類型到d i f f s e r v 網絡提供的服務之間的映射關系。 定義了d i f f s e r v 域內使用聚集傳輸控制的網絡元素在支持r s v p 信 令時所需的功能。提出了在m p l s 環(huán)境下，使用聚集r s v p 將d i f f s e r v 區(qū)內的資源可用性信息傳遞到邊界路由器的方法。 4 對當前的主流開放式網絡仿真平臺r l s 進行了細致的探索，在璐平 臺上，設計、引入和實現(xiàn)了r s v p 信令，以及把r s v p 服務類型映 射到d i f f s e r v 網絡的功能模塊，擴充了n s 功能。仿真結果驗證了所 提方法的可行性和有效性。 第二章m p l s 基本原理 2 1m p l s 網絡結構 m p l s 工作組的基本目的是將標簽交換的傳遞算法和網絡層尋路結合起 來，把基礎技術標準化。標簽交換技術可以提高網絡層尋路的性能價格比， 提高網絡層的可擴展性，提供更多的靈活性，無須改變傳遞算法可以允許傳 送新的業(yè)務。 起初的肝l s 集中處理i p v 4 和i p v 6 ，但核心技術可擴展到多種網絡層 協(xié)議( 如i p x ， p p i e t a l k ，d e c n e t ，c l n p ) 。通常，所有節(jié)點利用第三層尋 路來決定路由咿乙s 可在網絡層的任何介質上傳遞包。通過簡化包的傳遞， 可以降低高速傳遞的費用，提高傳遞的效率。 m p l s 是屬于第三層交換技術，引入了基于標記的機制，它把選路和轉 發(fā)分開，由標簽來規(guī)定一個分組通過網絡的路徑。i i p l s 網絡由核心部分的 標簽交換路由器( l s r ) 、邊緣部分的標簽邊緣路由器( l e r ) 組成。l s r 的 作用可以看作是a t i i 交換機與傳統(tǒng)路由器的結合，由控制單元和交換單元組 成：l e r 的作用是分析i p 包頭，用于決定相應的傳送級別和標簽交換路徑 一i - 岱一承 ( l s p ) ，m p l s 網絡如圖1 所示 l s r 就是實現(xiàn)了m p l s 功能的 t m 交換機：l e r 可以是具有u p l s 功能的 t m 交換機，也可以是