基于MPLS的IP VPN應用分析

摘 要：從支持IP VPN的實(shí)現方式出發(fā)，采用某移動(dòng)通信公司運營(yíng)支撐網(wǎng)實(shí)例論證的方法，詳細闡述了MPLS―VPN的應用，主要對基于MPLS的IP VPN的結構組成，MPLS IP VPN的工作過(guò)程，MPLS―VPN的三種實(shí)際部署方案，MPLSVPN的優(yōu)勢進(jìn)行了分析，最后對其發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望，并提出了使用這種技術(shù)時(shí)需注意的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：MPLS；IP VPN；部署方案；路由器

MPLS為IP VPN的實(shí)現提供了一種靈活的、具有可擴展性的技術(shù)基礎，在MPLS網(wǎng)絡(luò )中，一項IP VPN業(yè)務(wù)可以通過(guò)多種方式來(lái)提供。一種方式是仿真第二層的IPVPN，如直接仿真幀中繼；另一種方法是使用支持MPLS功能的用戶(hù)設備來(lái)提供這一業(yè)務(wù)。無(wú)論是哪一種方法都可以讓業(yè)務(wù)提供者以一種集成的方式，在提供因特網(wǎng)服務(wù)的同一平臺上提供這一流行業(yè)務(wù)。因此有多種支持IPVPN的方法，服務(wù)提供者可以根據其內部網(wǎng)絡(luò )以及用戶(hù)的特定需求來(lái)決定自己的網(wǎng)絡(luò )如何支持IP VPN。
本文將以實(shí)際應用的實(shí)例對MPLS―VPN進(jìn)行詳細的分析。

1 基于MPLS的IP VPN概述
1．1 基于MPLS的IP VPN的結構組成
如圖1所示給出了使用MPLS和多協(xié)議邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議來(lái)提供IP VPN業(yè)務(wù)的一種網(wǎng)絡(luò )配置模型。這種網(wǎng)絡(luò )模型主要由提供者(P)路由器、提供者邊緣(PE)路由器、用戶(hù)邊緣(CE)路由器以及站點(diǎn)(Site)組成。

提供者(P)路由器相當于核心部分的標簽交換路由器(LSR)，P路由器之間使用MPLS協(xié)議與進(jìn)程，P與PE路由器將使用IP路由協(xié)議(內部網(wǎng)關(guān)協(xié)議)來(lái)建立MPLS核心網(wǎng)絡(luò )中的路徑，并且使用LDP實(shí)現路由器之間的標記分發(fā)。提供者邊緣(PE)路由器相當于核心部分的標簽邊緣路由器(LER)，用戶(hù)邊緣(CE)路由器的作用是將某個(gè)用戶(hù)站點(diǎn)連接至PE路由器，它不使用MPLS，也不必支持任何VPN的特定路由協(xié)議和信令。站點(diǎn)(Site)是指這樣一組網(wǎng)絡(luò )或子網(wǎng)：它們是用戶(hù)網(wǎng)絡(luò )的一部分，通過(guò)一條或多條PE／CE鏈路接至VPN，而VPN是指一組共享相同路由信息的站點(diǎn)。一個(gè)站點(diǎn)可以同時(shí)位于不同的幾個(gè)VPN之中。
在圖1中，每個(gè)PE(PEl～PE3)都直接和屬于相應VPN的用戶(hù)站點(diǎn)相連，這些VPN都直接映射到每個(gè)VPN各自的虛擬路由中。通過(guò)使用BGP協(xié)議，PE路由器之間自動(dòng)的交換特定VPN的MPLS標記，并且自動(dòng)的在內部VPN站點(diǎn)之間建立MPLS隧道，這些MPLS隧道能夠傳輸一個(gè)或多個(gè)特定VPN LSPs，每個(gè)VPN標記交換通道都直接與隧道兩端點(diǎn)的站點(diǎn)連接。
CE(Custom Edge)用戶(hù)Site中直接與服務(wù)提供商相連的邊緣設備，一般是路由器。
PE(Provider Edge)骨干網(wǎng)中的邊緣設備，它直接與用戶(hù)的CE相連。
P routers骨干網(wǎng)中不與CE直接相連的設備，只負責標簽轉發(fā)。
Site是一個(gè)內部連通但不通過(guò)服務(wù)提供者骨干網(wǎng)不具有相互連通性的網(wǎng)絡(luò )系統。
1．2 MPLS IP VPN的工作過(guò)程
(1)用戶(hù)端的路由器(CE)首先通過(guò)靜態(tài)路由或BGP將用戶(hù)網(wǎng)絡(luò )中的路由信息通知提供商路由器(PE)，同時(shí)在PE之間采用BGP的Extension傳送VPN―IP的信息以及相應的VPN標記．而在PE與P路由器之間則使用IGP協(xié)議相互學(xué)習路由信息，采用LDP協(xié)議進(jìn)行路由信息與骨干網(wǎng)絡(luò )中的標記的綁定。此時(shí)形成CE、PE以及P路由器中基本的網(wǎng)絡(luò )拓撲以及路由信息。PE路由器擁有了骨干網(wǎng)絡(luò )的路由信息以及每一個(gè)VPN的路由信息。
(2)當屬于某一VPN的CE用戶(hù)數據進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )時(shí)，在CE與PE連接的接口上可以識別出該CE屬于那一個(gè)VPN，進(jìn)而到該VPN的路由表中去讀取下一跳的地址信息，同時(shí)在前傳的數據包中打上VPN標記。為了到達目的端PE，在起始端PE中讀取骨干網(wǎng)絡(luò )的路由信息，得到下一個(gè)P路由器的地址，同時(shí)采用LDP在用戶(hù)前傳數據包中打上骨干網(wǎng)絡(luò )中的標記。其中在骨干網(wǎng)絡(luò )中，初始PE之后的P均只讀取骨干網(wǎng)絡(luò )中的標記的信息來(lái)決定下一跳，因此骨干網(wǎng)絡(luò )中只是簡(jiǎn)單的標記交換。
(3)在達到目的端PE之前的最后一個(gè)P路由器時(shí)，將骨干網(wǎng)絡(luò )中的標記去掉，讀取VPN標記，找到VPN，并送到相關(guān)的接口上，進(jìn)而將數據傳送到VPN的目的地址處。

2 某省移動(dòng)公司MDCN的MPLS―VPN部署方案
省移動(dòng)公司MDCN各區縣營(yíng)業(yè)廳及大型分支機構的業(yè)務(wù)，其路由包括3種情況：
(1)地市中心PE路由器(Cisco7507／7206／3745／R3680E)地市中心二層交換設備(Cat6509／4006／4003)區縣大型分支機構CE交換設備(FlexFtammer24)連接，其中CE交換機之間采用光纖GE方式直連。
該方案通過(guò)在港灣FlexHammer24交換機上采用VLAN方式實(shí)現各區縣營(yíng)業(yè)廳及大型分支機構的MPLS―VPN服務(wù)，BOSS系統、MIS系統及OA系統等3個(gè)業(yè)務(wù)系統接入到港灣FlexHammer24交換機。
根據業(yè)務(wù)需求，不同業(yè)務(wù)系統需要相互隔離，在港灣
FlexHammer24交換機劃分VLANll，VLANl2，VLANl3共3個(gè)VLAN，并為三個(gè)業(yè)務(wù)VLAN分別定義MIS，BOKS，OA，實(shí)現VLAN和VRF一一對應；將港灣FlexHammer24交換機與Cat 6509／4006／4003相連的兩個(gè)GE端口及跟CISCO7507／7206／3745／R3680E相連Cat 6509上的GE／FE端口配置成Trunk模式；同時(shí)在CISCO7507／7206／3745／R3680EPE路由器與Cat6509／4006／4003相連的以太網(wǎng)接口上劃分3個(gè)邏輯(子)接口，并在每個(gè)接口配置各個(gè)業(yè)務(wù)系統對應的lP地址，分別作為VLANll，VLANl2，VLANl3的網(wǎng)關(guān)，再將各VLAN(子)接口分別與MISS，OA，BOSS三個(gè)VRF一一關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現各個(gè)業(yè)務(wù)系統的上連和相互隔離；從以上所述可以看出Cat 6509／4006／4003交換機在整個(gè)過(guò)程只是作為一臺普通的二層交換機使用，港灣FlexHammer24交換機以Trunk方式向CIS―CO7507上傳VRF／VLAN信息數據，具體如圖2所示。