（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司，廣州 510623）

集團(tuán)客戶MPLS VPN業(yè)務(wù)組網(wǎng)及性能測(cè)試研究

李建榮

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司，廣州 510623）

本文從MPLS原理入手，介紹MPLS VPN的二層、三層組網(wǎng)方式。根據(jù)運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用的實(shí)踐，重點(diǎn)介紹三層MPLS VPN跨省、跨境業(yè)務(wù)的典型組網(wǎng)，總結(jié)MPLS VPN業(yè)務(wù)組網(wǎng)、業(yè)務(wù)承載、傳輸接入、QoS保障、擴(kuò)展性及專業(yè)網(wǎng)管監(jiān)控等方面的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，針對(duì)客戶感知需求，提出業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試的指標(biāo)及方法。

MPLS VPN；集團(tuán)客戶；組網(wǎng)；性能

1 引言

MPLS（Multi-Protocol Label Switching，多協(xié)議標(biāo)簽交換）是一種基于標(biāo)簽(Label Switching)的、三層路由結(jié)合二層屬性的交換技術(shù)。MPLS將路由選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)剝離開(kāi)，由標(biāo)簽機(jī)制來(lái)決定一個(gè)數(shù)據(jù)分組通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的路徑，將IP地址映射為簡(jiǎn)單的具有固定長(zhǎng)度的標(biāo)簽，用于不同的分組轉(zhuǎn)發(fā)和分組交換技術(shù)。

MPLS VPN[1～3]是一種基于多協(xié)議標(biāo)簽交換技術(shù)的IP VPN，是在網(wǎng)絡(luò)路由和交換設(shè)備上應(yīng)用MPLS技術(shù)，簡(jiǎn)化核心路由器的路由選擇方式，利用結(jié)合傳統(tǒng)路由技術(shù)的標(biāo)記交換實(shí)現(xiàn)的IP虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（IP VPN），可用來(lái)建構(gòu)寬帶的Intranet、Extranet，滿足多種靈活的業(yè)務(wù)需求。采用MPLS VPN技術(shù)可以把現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)分解成邏輯上隔離的網(wǎng)絡(luò)。MPLS VPN由于在靈活性、擴(kuò)展性、QoS方面的優(yōu)勢(shì)，逐漸成為最主要的IP VPN技術(shù)，在電信運(yùn)營(yíng)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)中都獲得了廣泛的應(yīng)用。

2 業(yè)務(wù)組網(wǎng)規(guī)劃

MPLS VPN網(wǎng)絡(luò)中主要包括客戶網(wǎng)邊緣路由器（CE）、骨干網(wǎng)邊緣路由器（PE）和骨干網(wǎng)核心路由器（P）以及VPN 用戶節(jié)點(diǎn)等。P路由器負(fù)責(zé)VPN分組外層標(biāo)簽交換及MPLS轉(zhuǎn)發(fā)；PE存儲(chǔ)全局路表和VRF(虛節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)表)；CE負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)路由發(fā)布。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

MPLS VPN分為三層MPLS VPN ( BGP/MPLS VPN)和二層MPLS VPN( VLL，VPLS) 兩大類，其中二層組網(wǎng)有CCC數(shù)據(jù)電路專線、Kompella/Martini和VPLS虛擬專用局域網(wǎng)三種方式，三層組網(wǎng)方式有MPLS L3 VPN。

2.1 CCC數(shù)據(jù)電路專線

CCC（Circuit Cross Connect）電路交叉連接通過(guò)靜態(tài)配置來(lái)實(shí)現(xiàn)L2 VPN。在L2 VPN中CE設(shè)備可以是二層也可以三層設(shè)備，PE設(shè)備通過(guò)CE上送的VLAN、PVC、PPP、HDLC等鏈路層信息進(jìn)行識(shí)別，因此PE和CE可以是直接相連的，也可以相隔一個(gè)二層網(wǎng)絡(luò)，但不可以相隔三層設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)。CCC數(shù)據(jù)電路專線具有集團(tuán)客戶業(yè)務(wù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)透?jìng)?、路由可控制、組網(wǎng)安全性高、網(wǎng)絡(luò)資源利用率高、QoS保證能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可在集團(tuán)客戶跨地市部署廣域?qū)＞W(wǎng)或地市城域網(wǎng)內(nèi)部署專網(wǎng)。但是，該方式實(shí)現(xiàn)的是二層交換網(wǎng)絡(luò)，只適合集團(tuán)客戶二層互聯(lián)業(yè)務(wù)應(yīng)用的場(chǎng)景。

圖1 MPLS-VPN組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 Kompella/Martini方式

總體而言，該方式以LDP/BGP為信令協(xié)議來(lái)傳遞CE間的VC標(biāo)記，LDP/BGP擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)的二層VPN只需要對(duì)LDP進(jìn)行簡(jiǎn)單擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，也可以承載ATM、幀中繼、以太網(wǎng)/VLAN、PPP等，但這種實(shí)現(xiàn)要求VPN的每一個(gè)Site的鏈路層協(xié)議是相同的。該方式適合站點(diǎn)多、路由數(shù)目多、接入方式單一、點(diǎn)到點(diǎn)QoS要求高、較強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)管理能力的大型集團(tuán)客戶使用。該方式只適合集團(tuán)客戶二層互聯(lián)業(yè)務(wù)應(yīng)用的場(chǎng)景。

2.3 VPLS虛擬專用局域網(wǎng)

VPLS(虛 擬 專 用LAN網(wǎng) 段，Virtual Private LAN Segments)是利用公共IP資源建立局域網(wǎng)的一種方法，類似于通過(guò)LANE在ATM網(wǎng)絡(luò)上模擬局域網(wǎng)。VPLS的組網(wǎng)建立在MAC層轉(zhuǎn)發(fā)上的，對(duì)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議

透明，組網(wǎng)方式安全性高，VPLS適用于網(wǎng)絡(luò)龐大、路由數(shù)目眾多、有自己的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)力量、分支機(jī)構(gòu)分布多個(gè)不同地域、對(duì)服務(wù)質(zhì)量要求較高的集團(tuán)客戶廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用。

2.4 MPLS L3 VPNMPLS L3 VPN組網(wǎng)方式中，用戶接入VPN的方式是每個(gè)Site提供一個(gè)或多個(gè)CE，同骨干網(wǎng)的PE連接。在PE上為這個(gè)Site配置VRF，將連結(jié)PE-CE的物理接口、邏輯接口、甚至L2TP/IPSec隧道綁定的VRF上，但不可以是多跳的三層連接。MPLS L3 VPN組網(wǎng)可把用戶路由復(fù)雜性轉(zhuǎn)移給提供商，可以與IP網(wǎng)絡(luò)很好地融合，支持多種封裝協(xié)議互通，支持多種二層協(xié)議，可以構(gòu)建在多種傳輸網(wǎng)絡(luò)上，具有很強(qiáng)的自動(dòng)路由發(fā)現(xiàn)功能?？傮w而言，MPLS L3 VPN具有很強(qiáng)的QoS能力、路由控制能力、可跨不同地域/封裝協(xié)議建立VPN、節(jié)省省際傳輸資源、客戶維護(hù)要求不高等優(yōu)點(diǎn)，適用于無(wú)一定技術(shù)團(tuán)隊(duì)、QoS保障要求高的高等級(jí)（如金牌、銀牌）跨境、跨省及跨地市集團(tuán)客戶業(yè)務(wù)，如博世集團(tuán)。

2.5 典型組網(wǎng)應(yīng)用

隨著三層組網(wǎng)方式的成熟以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備價(jià)格的降低，運(yùn)營(yíng)商普遍采用三層組網(wǎng)方式，即采用MPLS L3 VPN組網(wǎng)。除非有客戶的特殊需求，或者使用二層組網(wǎng)方式的客戶擴(kuò)容，運(yùn)營(yíng)商基本不再利用二層方式組網(wǎng)，二層組網(wǎng)方式基本是延續(xù)早期的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容。

MPLS VPN業(yè)務(wù)定位于滿足集團(tuán)客戶內(nèi)部分支機(jī)構(gòu)之間、企業(yè)與合作伙伴之間組建IP VPN廣域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)安全可靠的基于IP應(yīng)用的客戶數(shù)據(jù)中心訪問(wèn)，以及客戶內(nèi)、外網(wǎng)之間高質(zhì)量的互聯(lián)需求。三層MPLS中的每個(gè)是Site代表了Intranet/Extranet中的總部、分支機(jī)構(gòu)等，適用于固定的Intranet/Extranet集團(tuán)客戶，主要用戶群是國(guó)內(nèi)外有分支機(jī)構(gòu)的集團(tuán)公司、連鎖企業(yè)等。涉及的行業(yè)主要有：保險(xiǎn)業(yè)、家電/家居零售連鎖店、大型集團(tuán)公司、IT企業(yè)、地產(chǎn)公司、國(guó)外駐華機(jī)構(gòu)/代表處等。該類大型集團(tuán)客戶作為運(yùn)營(yíng)商搶占的優(yōu)質(zhì)資源，存在大量的跨省、跨境互聯(lián)業(yè)務(wù)需求。從運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看：跨省業(yè)務(wù)涉及的不同省以及跨境業(yè)務(wù)涉及的不同運(yùn)營(yíng)商之間均為獨(dú)立的自治域，因此，對(duì)于跨省、跨境業(yè)務(wù)，跨域功能顯得尤為重要。MPLS L3 VPN支 持VRF-to-VR、MP-EBGP和Multi-Hop MP-EBGP等多種靈活的跨域解決技術(shù)方案，各自治域之間運(yùn)行全球標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如BGP），透明互聯(lián)業(yè)務(wù)。具體來(lái)說(shuō)，MPLS L3 VPN運(yùn)用在跨省、跨境業(yè)務(wù)上的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

（1）組網(wǎng)靈活：集團(tuán)客戶可以利用運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)任意節(jié)點(diǎn)之間（any-to-any）的組網(wǎng)通信，可以根據(jù)需要靈活地在全國(guó)、全球范圍客戶節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建星型、全網(wǎng)狀或部分網(wǎng)狀的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)跨自治域網(wǎng)絡(luò)的互通。

（2）業(yè)務(wù)承載透明：可對(duì)上層應(yīng)用透明承載，支持企業(yè)多種業(yè)務(wù)的融合，客戶利用MPLS VPN可承載數(shù)據(jù)、話音、圖像和視頻等綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用。

（3）差異化QoS分級(jí)：可提供多個(gè)QoS保障等級(jí)，保障客戶不同應(yīng)用的指標(biāo)要求，滿足客戶業(yè)務(wù)維度（如話音、數(shù)據(jù)、視頻）以及節(jié)點(diǎn)維度（如總部節(jié)點(diǎn)、分支節(jié)點(diǎn)）個(gè)性化的不同等級(jí)保障。

（4）接入方式多樣：可以采用PTN、SDH/MSTP、光纖直連等多種專線接入。

（5）專業(yè)化網(wǎng)管服務(wù)：專業(yè)化網(wǎng)管中心，運(yùn)營(yíng)商及客戶通過(guò)專業(yè)化網(wǎng)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)境內(nèi)外節(jié)點(diǎn)端到端網(wǎng)絡(luò)的主動(dòng)監(jiān)控管理，做到客戶全球網(wǎng)絡(luò)一點(diǎn)管控，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，準(zhǔn)確快速定位、處理故障，以及提供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行分析報(bào)告。

（6）高擴(kuò)展性：可以實(shí)現(xiàn)在任一站點(diǎn)增加該點(diǎn)的MPLS VPN接入，即可實(shí)現(xiàn)互通，易于擴(kuò)展，并可降低客戶的組網(wǎng)成本，特別適用于大型集團(tuán)客戶境內(nèi)外分支節(jié)點(diǎn)擴(kuò)充的需求。

對(duì)于跨省客戶業(yè)務(wù)，客戶側(cè)的CE設(shè)備通過(guò)城域網(wǎng)內(nèi)的傳輸接入到同城的PE設(shè)備上，PE設(shè)備通過(guò)省內(nèi)干線傳輸系統(tǒng)接至所在省的骨干網(wǎng)路由器（即P設(shè)備），客戶涉及省P設(shè)備通過(guò)全國(guó)干線傳輸互聯(lián)，建立起跨省客戶節(jié)點(diǎn)的虛擬專網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)跨省的互聯(lián)業(yè)務(wù)?？缡I(yè)務(wù)組網(wǎng)如圖2所示。

對(duì)于跨境客戶業(yè)務(wù)，客戶末端CE連接進(jìn)運(yùn)營(yíng)商IP城域網(wǎng)的PE，通過(guò)IP專網(wǎng)以及國(guó)際出口節(jié)點(diǎn)疏通至海外POP，轉(zhuǎn)接至境外的客戶節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)虛擬專網(wǎng)的互聯(lián)業(yè)務(wù)?？缇硺I(yè)務(wù)組網(wǎng)如圖3所示。

3 性能測(cè)試

圖2 跨省MPLS VPN業(yè)務(wù)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

圖3 跨境MPLS VPN業(yè)務(wù)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

集團(tuán)客戶在使用運(yùn)營(yíng)商MPLS VPN業(yè)務(wù)過(guò)程中，主要關(guān)注業(yè)務(wù)可用率、穩(wěn)定性、接入性等感知指標(biāo)，反映到網(wǎng)絡(luò)上，主要是時(shí)延、抖動(dòng)、分組丟失率、路由收斂時(shí)長(zhǎng)等網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)。因此，在業(yè)務(wù)開(kāi)通交付前，需要組織網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試，針對(duì)CE-CE、PE-CE逐段進(jìn)行鏈路連通質(zhì)量、VPN連通、路由協(xié)議收斂、鏈路冗余性等網(wǎng)絡(luò)測(cè)試。

3.1 CE-CE測(cè)試

在CE-CE之間，主要進(jìn)行VPN連通性、路由協(xié)議收斂、鏈路連通質(zhì)量和鏈路冗余性測(cè)試，測(cè)試的對(duì)象均為CE路由器。PC（筆記本電腦）登陸客戶側(cè)的CE路由器設(shè)備Console口，用命令檢查本端VPN路由學(xué)習(xí)情況；按需設(shè)置分組的大?。?4～1600Byte），Ping對(duì)端節(jié)點(diǎn)CE測(cè)試聯(lián)通性，測(cè)試時(shí)延、分組丟失率和抖動(dòng)等性能指標(biāo)。同時(shí)，利用光功率計(jì)測(cè)試鏈路之間的光功率。如果涉及雙CE，可以斷開(kāi)一個(gè)CE鏈路，進(jìn)行倒換測(cè)試，確保能夠倒換到另外路由，從而檢測(cè)鏈路的冗余性。

3.2 PE-CE測(cè)試

在PE-CE之間，主要進(jìn)行傳輸電路質(zhì)量和傳輸電路帶寬測(cè)試，測(cè)試連接的對(duì)象均為客戶側(cè)傳輸設(shè)備。在客戶兩端的客戶側(cè)傳輸設(shè)備上分別連接PC，配置兩臺(tái)PC的IP地址，使兩臺(tái)PC在同一個(gè)子網(wǎng)掩碼內(nèi)，并確認(rèn)網(wǎng)卡無(wú)故障；一臺(tái)PC作為服務(wù)器，另外一臺(tái)作為客戶端主機(jī)，在服務(wù)器端安裝FTP Server軟件，并配置好用戶權(quán)限，在客戶端主機(jī)安裝FTP Cilent軟件，通過(guò)客戶端主機(jī)的FTP Cilent軟件從服務(wù)器主機(jī)的FTP Server獲取大容量文件，即進(jìn)行FTP下載操作，待下載速率穩(wěn)定后記錄下載速率，重復(fù)10次操作取穩(wěn)定后下載速率的平均值，可以測(cè)試出傳輸電路的帶寬。

4 結(jié)論

集團(tuán)客戶MPLS VPN業(yè)務(wù)具有任意站點(diǎn)靈活互聯(lián)、滿足客戶不同業(yè)務(wù)需求、QoS等級(jí)保障、多樣性便利的傳輸接入、專業(yè)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維監(jiān)控及靈活的擴(kuò)展新站點(diǎn)等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于運(yùn)營(yíng)商集團(tuán)客戶業(yè)務(wù)拓展中。

[1] 梁琦， 張力軍． MPLS VPN 不同解決方案的比較分析[J]． 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化． 2005(6)．

[2] 王建民． MPLS VPN 與傳統(tǒng)專線組網(wǎng)的比較分析研究[J]． 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化． 2008(5)．

[3] 郭力培． MPLS VPN在大客戶組網(wǎng)業(yè)務(wù)中的應(yīng)用[J]． 數(shù)字通信．2013(40)．

Study on networking planning and performance testing of group customer based on MPLS VPN

LI Jian-rong
(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd., Guangzhou 510623, China)

In this paper, starting from the theoretical study of the MPLS-VPN, the networking planning of the three layers of MPLS VPN and the two layers of MPLS VPN is provided. The networking planning of the three layers of MPLS VPN in the application of cross-border and cross-province group customers is presented, according to current trends in network development and networking needs of group customers. This paper also summarizes the advantages of MPLS VPN in the group customers, include networking planning, service access, network access, QoS, expansibility and network monitoring. Accordingly, it provides the method of the performance testing, which come from demand for customer perception.

multi-protocol label switching virtual private network; group customer; networking planning; performance testing

TN919.2

A

1008-5599（2014）10-0077-04

2014-04-04