【摘要】本文介紹了MPLS LDP網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前可靠性技術(shù)存在的一些問題，并提出了采用MPLS MT和MRT技術(shù)實(shí)現(xiàn)MPLS LDP可靠性的解決方案，可以讓MPLS LDP網(wǎng)絡(luò)中在鏈路和節(jié)點(diǎn)故障發(fā)生后50ms之內(nèi)恢復(fù)，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

【關(guān)鍵詞】LDPMPLS MTMRT網(wǎng)絡(luò)可靠性

一、引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，人類社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)社會(huì)，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)深入到了每一個(gè)人的生活中，在每個(gè)領(lǐng)域都起著非常重要的作用。因此，網(wǎng)絡(luò)的可靠性就變得非常重要，這關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)上承載的各種服務(wù)是否正常，網(wǎng)絡(luò)的可靠性是衡量網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，也是運(yùn)營商組建網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)關(guān)注的指標(biāo)。

網(wǎng)絡(luò)可靠性是指網(wǎng)絡(luò)在規(guī)定條件下、規(guī)定時(shí)間內(nèi)、完成規(guī)定功能的能力，這將作為服務(wù)等級(jí)規(guī)范（SLS）的一項(xiàng)指標(biāo)體現(xiàn)在用戶與運(yùn)營商簽訂的服務(wù)等級(jí)協(xié)定（SLA）里。因此運(yùn)營商需要考慮如何保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性來實(shí)現(xiàn)SLA中的承諾。

當(dāng)前，MPLS目前有兩種技術(shù)，一種是LDP技術(shù)，一種是RSVP TE技術(shù)，兩種技術(shù)各有千秋，LDP技術(shù)配置簡單，但目前可靠性技術(shù)還不夠完善，RSVP TE技術(shù)配置比較復(fù)雜，但可靠性技術(shù)更加成熟，可以提供端到端和鏈路級(jí)保護(hù)倒換，所以本文主要是針對(duì)MPLS LDP網(wǎng)絡(luò)的可靠性技術(shù)進(jìn)行深入分析，并且提出一種新的解決方案來解決當(dāng)前存在的問題，使得MPLS LDP網(wǎng)絡(luò)也更加可靠。

二、當(dāng)前MPLS LDP可靠性技術(shù)及存在的問題

FRR（Fast Re-Route）技術(shù)是IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)中最早也是最常使用的可靠性技術(shù)，在MPLS LDP網(wǎng)絡(luò)中LDP FRR也是當(dāng)前已有最好的解決鏈路和節(jié)點(diǎn)故障的可靠性技術(shù)。LDP FRR的基本原理是由LDP協(xié)議提前計(jì)算好主出接口和出標(biāo)簽，備出接口和備出標(biāo)簽，同時(shí)存放在轉(zhuǎn)發(fā)表中，當(dāng)主出接口故障后，立刻切換到備出接口上，這樣就可以做到很快的切換。但LDP LSP的建立是依賴于IGP路由（Inter gateway protocol）的，所以主出接口和備出接口需要依賴于IGP來計(jì)算，當(dāng)前IGP計(jì)算主和備出接口目前比較成熟的技術(shù)是LFA（LFA（Loop-Free Alternates）算法（具體請(qǐng)參見參考文獻(xiàn)1）。

但LFA算法還是有比較大的缺陷的，在有些場景下無法計(jì)算出備出接口，一種是Cost值不能滿足IP FRR鏈路或節(jié)點(diǎn)保護(hù)公式，一種是鏈路保護(hù)的備份路由不支持節(jié)點(diǎn)故障的保護(hù)，這樣在這些場景下就無法實(shí)現(xiàn)LDP FRR，MPLS LDP網(wǎng)絡(luò)的可靠性無法得到100%的保證。

三、MPLS MT和MRT FRR技術(shù)介紹

為了真正100%的解決MPLS LDP網(wǎng)絡(luò)在各種場景的可靠性，我們需要引進(jìn)兩個(gè)新的技術(shù)和概念，下面簡單介紹一下。

3.1MPLS MT技術(shù)

基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)際物理拓?fù)?，可以繼續(xù)劃分邏輯拓?fù)洌瑢⒁粋€(gè)物理拓?fù)鋭澐殖啥鄠€(gè)邏輯拓?fù)?，?圖所示：

藍(lán)色鏈路劃分到一個(gè)拓?fù)渲?，為拓?fù)?，紅色鏈路劃分另一個(gè)拓?fù)洌瑸橥負(fù)?，設(shè)備A和C可以同時(shí)屬于兩個(gè)拓?fù)?。劃分成不同的拓?fù)浜螅蛻舨煌臉I(yè)務(wù)可以使用不同的拓?fù)鋪沓休d，這樣可以做到業(yè)務(wù)隔離。

為了在不同的拓?fù)渲心芟髥挝锢硗負(fù)湟粯舆M(jìn)行IP/MPLS轉(zhuǎn)發(fā)，就需要IGP和MPLS也支持多拓?fù)?，其中MPLS支持多拓?fù)涞募夹g(shù)就稱之為MPLS MT技術(shù)。

3.2MRT技術(shù)

MRT（Maximally Redundant Tree最大冗余樹）是一個(gè)數(shù)學(xué)算法[參考文獻(xiàn)2]，該算法在可以任意拓?fù)渲惺褂茫瑢?duì)于任何一個(gè)拓?fù)?，根?jù)MRT算法和全網(wǎng)鏈路節(jié)點(diǎn)信息，可以生成兩個(gè)互相反向的有向無環(huán)圖拓?fù)洹Ｔ谛律傻耐負(fù)渲?，以目的?jié)點(diǎn)為根，生成藍(lán)色和紅色兩棵最大冗余樹。這兩顆最大冗余樹都包含了拓?fù)渲械乃泄?jié)點(diǎn)，當(dāng)其中一個(gè)樹中的節(jié)點(diǎn)和鏈路出現(xiàn)問題，可以沿另一個(gè)樹到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。但是在有些場景中紅色拓?fù)渑c藍(lán)色拓?fù)洳糠宙溌肥侵丿B的，因?yàn)檫@些鏈路是鏈接兩個(gè)隔離網(wǎng)絡(luò)的只唯一鏈路，這種場景從理論上不存在保護(hù)鏈路，除這種特殊情況外，只要從理論上能找到保護(hù)鏈路的場景，該算法都可以覆蓋。

四、采用MPLS MT和MRT技術(shù)實(shí)現(xiàn)MPLS LDP網(wǎng)絡(luò)可靠性

如圖2，在一個(gè)MPLS LDP網(wǎng)絡(luò)中，將網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)都使能MRT和MPLS MT功能，同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)中每條鏈路上都使能IGP和LDP功能，建立IGP和LDP會(huì)話。這樣對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，比如節(jié)點(diǎn)A，通過IGP收集所有的網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜?，針?duì)每一個(gè)目的地，采用MRT算法，計(jì)算一個(gè)藍(lán)色拓?fù)涞南乱惶鸵粋€(gè)紅色拓?fù)涞南乱惶?，并將此消息通知給LDP協(xié)議，LDP協(xié)議收到后，為藍(lán)色拓?fù)涞南乱惶图t色拓?fù)涞南乱惶挤峙湟粋€(gè)標(biāo)簽（標(biāo)簽不相同），通過LDP會(huì)話發(fā)給相應(yīng)的鄰居，比如A發(fā)給B，在消息中要攜帶拓?fù)銲D，目的前綴，標(biāo)簽，節(jié)點(diǎn)B收到消息后，在對(duì)應(yīng)的拓?fù)淅镎夜?jié)點(diǎn)B為對(duì)應(yīng)目的前綴計(jì)算出來的下一跳以及分配的標(biāo)簽，將兩個(gè)標(biāo)簽綁定在一起，形成一個(gè)MPLS轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，以此類推，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)，對(duì)于每個(gè)前綴都有一個(gè)藍(lán)色拓?fù)涞臉?biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表和紅色拓?fù)涞臉?biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表（如圖2所示），當(dāng)報(bào)文進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)后，根據(jù)報(bào)文的目的地址，封裝上藍(lán)色拓?fù)涞臉?biāo)簽（默認(rèn)藍(lán)色拓?fù)鋬?yōu)先），然后經(jīng)過藍(lán)色拓?fù)鋵?duì)應(yīng)的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表，將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)出對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有鏈路或節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，比如節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間的鏈路發(fā)生的故障，節(jié)點(diǎn)A感知后，發(fā)現(xiàn)對(duì)于目的地址A，節(jié)點(diǎn)B是藍(lán)色拓?fù)涞南乱惶R上查找目的地址A紅色拓?fù)涞南乱惶?，封裝上紅色拓?fù)涞臉?biāo)簽，將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)出去，這樣報(bào)文就會(huì)經(jīng)過紅色拓?fù)滢D(zhuǎn)發(fā)出對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。

五、結(jié)束語

本文介紹了MPLS LDP網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前可靠性技術(shù)的一些問題，并提出了一種新的解決方案，可以讓MPLS LDP網(wǎng)絡(luò)中在鏈路和節(jié)點(diǎn)故障發(fā)生后50ms之內(nèi)恢復(fù)，保證客戶的業(yè)務(wù)不受影響。網(wǎng)絡(luò)的可靠性變得越來越重要，業(yè)界無論是運(yùn)營商還是設(shè)備商都非常重視，大家都在投入很多的人力進(jìn)行研究，相信通過大家的努力，未來的網(wǎng)絡(luò)會(huì)變得更加可靠。

參考文獻(xiàn)

[1] Basic Specification for IP Fast Reroute： Loop-Free Alternates A. Atlas， Ed A. Zinin， Ed.

[2] draft-enyedi-rtgwg-mrt-frr-algorithm-02 A. Atlas ， A. Csaszar ， A. Gopalan