Технология MPLS ТЕ

Технология MPLS ТЕ служит для прокладки в сети путей коммутации по меткам, обеспечивающих гарантированную среднюю пропускную способность в соответствии с определенными принципами формирования трафика, позволяющими более равномерно распределять нагрузку по элементам сети. В этом заключается основное отличие технологии MPLS ТЕ от технологии MPLS IGP, которая обеспечивает прокладку путей коммутации по меткам, исходя из известной топологии составной сети, а характер и распределение трафика по линиям связи при этом игнорируется.

Кроме того, в отличие от MPLS IGP в технологии MPLS ТЕ пути коммутации по меткам, называемые здесь ТЕ-туннелями, не прокладываются автоматически. ТЕ-туннели прокладываются только по инициативе администратора сети, и в этом отношении ТЕ-туннели подобны каналам PVC в технологиях ATM и Frame Relay.

MPLS ТЕ поддерживает туннели двух типов:

· строгий ТЕ-туннель определяет все промежуточные узлы между двумя пограничным устройствами;

· свободный ТЕ-туннель определяет только часть промежуточных узлов от одного пограничного устройства до другого, а остальные промежуточные узлы выбираются устройством LSR самостоятельно.

Независимо от типа туннеля он всегда обладает таким параметром, как резервируемая пропускная способность. Например, туннель 1 резервирует для трафика 10 Мбит/с, а туннель 2 – 36 Мбит/с. Эти значения определяются администратором, и технология MPLS ТЕ никак не влияет на их выбор, она только отрабатывает запрошенное резервирование. Чаще всего администратор оценивает резервируемую для туннеля пропускную способность на основании измерений трафика в сети, тенденций изменения трафика, а также собственной интуиции. Некоторые реализации MPLS ТЕ позволяют на основании автоматических измерений реальной интенсивности трафика автоматически скорректировать величину зарезервированной пропускной способности, проходящего через туннель.

Однако само по себе установление в MPLS-сети ТЕ-туннеля еще не означает передачи по нему трафика. Оно означает только то, что в сети действительно существует возможность передачи трафика по туннелю со средней скоростью, не превышающей зарезервированное значение. Для того чтобы данные были переданы по туннелю, администратору предстоит еще одна ручная процедура: задание для начального устройства туннеля условий, определяющих, какие именно пакеты должны передаваться по туннелю. Условия могут быть весьма разнообразными; в качестве признаков агрегированного потока, который должен передаваться по туннелю, могут выступать все традиционные признаки: IP-адрес назначения и источника, тип протокола, номера TCP и UDP-портов, номер интерфейса входящего трафика, значения приоритета и т. д.

LSP-туннель создается внутри LSP и обычно бывает короче самого LSP, в пределах одного LSP может быть создано несколько LSP-туннелей одного уровня. Более того, внутри любого из этих туннелей можно создать свои туннели следующего уровня. Количество таких уровней в стеке меток в современной аппаратуре не превышает 10, но обычно используется не более 5. Одно из назначений стека меток является возможность построения древовидной структуры множества трактов LSP, выходящих из одного узла. Если в одном LSP сливается несколько потоков (каждый поток со своим FEC и со своей меткой), то этот LSP не заменяет метки потоков, а, оставляя их, помещает сверху метку нового FEC, который соответствует объединенному потоку пакетов. При каждом новом слиянии происходит установка новой общей верхней метки, а при разветвлении – удаление верхней метки.

Для выбора и проверки путей через туннели в технологии MPLS ТЕ используются расширения известных протоколов маршрутизации, работающих на основе алгоритма состояния связей. Сегодня такие расширения стандартизованы для протоколов OSPF и IS-IS. Для решения задачи TE (Traffic Engineering) в протоколы OSPF и IS-IS включены новые типы объявлений для распространения по сети информации о номинальной и незарезервированной (доступной для ТЕ-потоков) величине пропускной способности каждой связи. Таким образом, ребра результирующего графа сети, создаваемого в топологической базе каждого устройства РЕ или Р, будут маркированы этими двумя дополнительными параметрами. Располагая таким графом, а также параметрами потоков, для которых нужно определить ТЕ-пути, устройство РЕ может найти рациональное решение, удовлетворяющее одному из сформулированных ограничений на использование ресурсов сети. Чаще всего решение ищется по наиболее простому критерию, который состоит в минимизации максимального значения коэффициента использования вдоль выбранного пути, то есть критерием оптимизации пути является значение для всех возможных путей.

В общем случае администратору необходимо проложить несколько туннелей для различных агрегированных потоков. Для упрощения задачи оптимизации выбор путей для этих туннелей обычно осуществляется по очереди, причем администратор определяет очередность на основе своей интуиции. Очевидно, что поиск ТЕ-путей по очереди снижает качество решения – при одновременном рассмотрении всех потоков в принципе можно добиться более рациональной загрузки ресурсов.

Для того чтобы обеспечить разные параметры QoS для разных классов трафика, поставщику услуг необходимо для каждого класса трафика установить в сети отдельную систему туннелей. При этом для чувствительного к задержкам класса трафика нужно выполнять резервирование таким образом, чтобы максимальный коэффициент использования ресурсов туннеля находился в диапазоне 0,2-0,3, иначе задержки пакетов и их вариации выйдут за допустимые пределы с высокой вероятностью, для так называемого эластичного трафика коэффициент использования ресурсов туннеля может достигать 0,8.

Вопросы к лекции 10:

1. Какие новые возможности дает использование метода MPLS?

2. Чем отличается таблица MPLS-продвижения от обычной таблицы IP-маршрутизации?

3. Какие поля из IP-заголовка сохраняются в метке MPLS?

4. Какие функции выполняют маршрутизаторы LSR?

5. Каким образом формируются метки протоколом LDP?

6. Почему протокол MPLS называется многопротокольным?