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MPLS与IPQoS结合的重要性及应用

2023-10-18 理论教育版权反馈

【摘要】：由于MPLS采用标签交换来进行MPLS转发，因此其转发效率高于传统IP通过路由器的转发，从而通过减少转发时间来提高QoS。在网络过负荷的情况下，应用MPLS流量工程仍然不能保证服务质量，因此要从根本上解决MPLS网络的QoS问题，需要引入QoS体系。其MPLS环境下QoS实现模型如图6.3所示。图6.4DSCP与MPLS EXP映射图L-LSP：L-LSP是根据MPLS标记确定包的调度策略，用EXP或2层包丢弃机制确定丢弃优先级。

MPLS是一种结合第2层和第3层的交换技术，引入了基于标签的机制，把路由选择和数据转发分开，由标签来规定一个分组通过网络的路径。由于MPLS采用标签交换来进行MPLS转发，因此其转发效率高于传统IP通过路由器的转发，从而通过减少转发时间来提高QoS。另外，MPLS的报文头中包含一个3bit的EXP字段，通过该字段可以标记该MPLS报文的优先级，从而使设备在转发该MPLS报文时能根据优先级标志进行区别对待。

同时，MPLS通过流量工程能够更加有效地利用网络资源，提高资源利用率，减少网络拥塞，因而在宏观上改善了网络，提供了QoS保证的能力。但是在MPLS网络中，实时和非实时的业务流没有被区分，受到的服务仍然是Best Effort的方式。在网络过负荷的情况下，应用MPLS流量工程仍然不能保证服务质量，因此要从根本上解决MPLS网络的QoS问题，需要引入QoS体系。

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图6.3　MPLS环境下QoS模型图

MPLS和DiffServ都具有良好的可扩展性，适用于IP骨干网，两者在很多方面有着相似之处：网络核心很简单，复杂的运算在网络边缘；在网络边缘，MPLS和DiffServ有相似的分类和标记过程；在网络核心，两者都只需根据在网络边缘打好的标记进行简单的处理。这些相似之处使得将DiffServ体系结合到MPLS网络变得很简单。由于DiffServ是根据IP包头中的DSCP值来区分业务流不同的类别，而MPLS是根据标签来区分业务流，在MPLS的核心LSR中，处于IP层的DSCP是不可见的，因此，DiffServ体系模型与MPLS并不兼容，需要在网络边缘把DSCP值映射到MPLS数据包的标签头中。为此，IETF提出了一种MPLS支持DiffServ体系模型的方法［RFC 3270］。其MPLS环境下QoS实现模型如图6.3所示。

根据映射到标签头的不同字段，可以E-LSP方式和L-LSP方式。

E-LSP：E-LSP使用MPLS头EXP字段表示1个包的PHB。最多有8个BA影射到EXP字段中，如图6.4所示。(www.chuimin.cn)

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图6.4　DSCP与MPLS EXP映射图

L-LSP：L-LSP是根据MPLS标记确定包的调度策略，用EXP或2层包丢弃机制确定丢弃优先级。由于分组的调度方式是由标签来标识，EXP字段仅用来区分分组的丢包优先级，因此L-LSP没有业务种类支持的限制，可以支持DiffServ中规定的所有PHB。

由于E-LSP最多只能支持8种业务类（BA，Behavior Aggregate），因此当网络需要支持的业务大于8种BA的时候，应该考虑采用L-LSP方式。在网络需要支持的业务类小于8种的时候，则应优先考虑E-LSP，因为E-LSP对于传统MPLS的标签转发方式改动很小，可扩展性也较好。

MPLS和DiffServ都是针对网络中的汇聚流，在MPLS中称为流量中继（traffic trunk），而DiffServ中则称为行为汇聚（behavior aggregator），同时DiffServ规定了几类标准的BAs，分别为EF，AF和BE。如果在采用了DiffServ体系的MPLS网络中，将流量中继的划分和BA的划分结合起来，则可以实现基DiffServ的流量工程，既保留了DiffServ实现基于DiffServ的流量工程，既保留了DiffServ针对不同业务类提供不同等级的QoS特点，又能基于每个DiffServ业务类采用MPLS流量工程，来减少拥塞和提高网络资源的利用率。