二層虛擬專(zhuān)用網(wǎng)(L2VPN)技術(shù)實(shí)現及標準

摘要　IP/MPLS網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商如果采用L2VPN技術(shù)，就可以利用IP/MPLS網(wǎng)絡(luò )同時(shí)支持IP業(yè)務(wù)和數據業(yè)務(wù)，提高網(wǎng)絡(luò )資源的使用和管理效率，這項技術(shù)因此得到了運營(yíng)商的關(guān)注。本文概要介紹了L2VPN技術(shù)的三種實(shí)現方式，并介紹國內外標準制定的有關(guān)情況。

關(guān)鍵詞　IP　MPLS　L2VPN　虛擬專(zhuān)用網(wǎng)

1、引言

　　L2VPN技術(shù)是為了充分利用IP/MPLS網(wǎng)絡(luò )資源來(lái)支持數據業(yè)務(wù)而推出的，用IP/MPLS網(wǎng)絡(luò )為二層數據鏈路包(如ATM信元、FR幀、以太網(wǎng)幀)提供傳送通道，以便實(shí)現IP網(wǎng)和數據網(wǎng)的融合。業(yè)務(wù)提供商可以提供給用戶(hù)的L2VPN業(yè)務(wù)有三種不同的形式，即VPWS，VPLS和IPLS。

2、L2VPN的業(yè)務(wù)形式

　　2.1　虛擬專(zhuān)用線(xiàn)路業(yè)務(wù)(VPWS)

　　VPWS提供點(diǎn)到點(diǎn)的二層數據鏈路幀傳送業(yè)務(wù)，其業(yè)務(wù)系統的基本參考模型如圖1所示。運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )邊緣路由器(PE)和運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )內部的路由器(P)都是由運營(yíng)商來(lái)維護管理的路由器，用戶(hù)邊緣設備(CE)通過(guò)以太網(wǎng)、ATM或FR等二層鏈路接入系統。參考模型中各個(gè)功能組件完成的功能分別為：

圖1　VPWS基本參考模型

　　(1)CE是用戶(hù)側的接入設備，負責將用戶(hù)業(yè)務(wù)流通過(guò)直連電路(AC)發(fā)往PE；

　　(2)PE路由器上要支持L2VPN協(xié)議規程，包括在控制面上通過(guò)信令建立PE到PE的偽線(xiàn)路連接，數據面上完成二層數據鏈路幀到IP/MPLS標記包的封裝/去封裝和相應處理功能，并通過(guò)PSN隧道中的偽線(xiàn)路將標記包傳送到對端PE；

　　(3)P路由器支持L2VPN業(yè)務(wù)流的透明傳送，不支持L2VPN規程，只起提供承載通道的作用，PE之間建立的包交換(PSN)隧道可以經(jīng)過(guò)多個(gè)P路由器；

　　(4)直連電路(AC)是指用戶(hù)接入L2VPN系統所使用的ATM虛電路、FR虛電路或以太網(wǎng)VLAN鏈路；

　　(5)偽線(xiàn)路(PW)是指PE之間利用L2VPN信令建立的連接，PE將AC傳來(lái)的二層數據幀通過(guò)PW傳送到對端PE，對端PE再恢復或重新生成二層鏈路幀傳送到對端AC；

　　(6)包交換(PSN)隧道是指IP/MPLS網(wǎng)絡(luò )上的MPLS LSP(標記交換路徑)或L2TP隧道，多條PW可以復用在一條PSN隧道中從PE傳往對端PE。

　　可以看出，VPWS可以充分利用IP/MPLS網(wǎng)絡(luò )資源來(lái)支持點(diǎn)到點(diǎn)的數據業(yè)務(wù)，但是骨干網(wǎng)內PE到PE的信令會(huì )話(huà)數量和PSN隧道數量可能會(huì )引發(fā)擴展性問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，引入了偽線(xiàn)路轉節點(diǎn)(S-PE)的概念，PE設備分別與S-PE建立偽線(xiàn)路連接，PE到PE的端到端的連接變成了經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)S-PE轉接的連接，通過(guò)S-PE的轉接減少PE之間端到端網(wǎng)狀連接的數量。

　　2.2　虛擬專(zhuān)用LAN業(yè)務(wù)(VPLS)

　　VPLS是一種在WAN范圍內仿真LAN業(yè)務(wù)的技術(shù)，其參考模型如圖2所示。VPLS技術(shù)主要用于支持以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，對VPWS技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的擴展，在PE之間建立偽線(xiàn)路連接的基礎上，增加了對PE設備的功能要求。

圖2　VPLS基本參考模型

　　支持VPLS的多個(gè)PE之間要建立網(wǎng)狀連接(也可以借助S-PE建立星狀或其他形式連接)，PE收到CE發(fā)來(lái)的以太網(wǎng)幀后，要根據幀中的MAC地址確定將該幀通過(guò)哪條PSN隧道上的偽線(xiàn)路傳送到另一個(gè)PE，這種轉發(fā)功能使得整個(gè)VPLS系統形式上類(lèi)似于一個(gè)跨越廣域網(wǎng)的LAN交換機，PE上為用戶(hù)提供了這種LAN交換機的接入接口，使用戶(hù)使用起來(lái)感到非常方便。為了支持這種功能，PE設備除了支持建立偽線(xiàn)路、完成二層鏈路幀的轉發(fā)功能外，還要支持MAC地址學(xué)習、MAC地址老化處理、橋接轉發(fā)、廣播抑制等二層交換機需要支持的功能。

　　2.3　只支持IP的類(lèi)似LAN業(yè)務(wù)(IPLS)

　　IPLS是VPLS功能上的一個(gè)子集，這種業(yè)務(wù)只支持用戶(hù)的IP業(yè)務(wù)。把它分開(kāi)考慮是因為可能會(huì )通過(guò)不同的機制來(lái)提供這種業(yè)務(wù)，使得它可以在一個(gè)可能不能支持VPLS所有功能的硬件平臺上運行。除了下面的情況，IPLS很像VPLS：

　　(1)它假定CE設備是主機或者路由器而不是交換機；

　　(2)它假定該業(yè)務(wù)只攜帶IP包，支持包含IP信息的數據包，例如ICMP和ARP，不支持不包含IP信息的2層包。

3、L2VPN技術(shù)標準

　　L2VPN標準主要來(lái)自IETF的L2VPN工作組，該工作組負責提供VPWS，VPLS和IPLS三個(gè)方面的解決方案。鑒于IPLS是VPLS功能上的一個(gè)子集，有關(guān)研究正處于進(jìn)展過(guò)程中，因此以往IETF的標準主要集中在VPWS和VPLS方面。

　　3.1　VPWS標準

　　VPWS標準最初存在兩種解決方案，即Martini方式解決方案和Kompella方式解決方案。Martini采用擴展的LDP信令方式建立偽線(xiàn)路，Kompella采用擴展的BGP信令方式建立偽線(xiàn)路，以往VPWS設備的開(kāi)發(fā)主要基于這兩種方案，兩種解決方案的信令標準分別來(lái)自Martini信令(draft-ietf-pwe3-control-protocol)和Kompella信令(draft-kompella-ppvpn-12vpn)的建議草案。

　　3.2　VPLS標準

　　VPLS技術(shù)被認為是在VPWS的基礎上，在PE設備上擴展了二層交換的功能，目前有關(guān)VPLS和VPWS的實(shí)現標準被統一寫(xiě)入了新推出的L2VPN工作組標準草案，主要包括9項標準，即二層虛擬專(zhuān)用網(wǎng)(L2VPN)框架(draft-ietf-12vpn-12-framework-05)，運營(yíng)商提供的二層虛擬專(zhuān)用網(wǎng)業(yè)務(wù)要求(draft-ietf-12vpn-requirements-03)，虛擬專(zhuān)用LAN業(yè)務(wù)(draft-ietf-12vpn-vpls-bgp-02)，MPLS上的虛擬專(zhuān)用LAN業(yè)務(wù)(draft-ietf-12vpn-vpls-ldp-05)，L2VPN信令的支持模型和端點(diǎn)標識符(draft-ietf-12vpn-signaling-02)，只支持IP的LAN業(yè)務(wù)(IPLS)(Draft-i-etf-12vpn-ipls-01)，VPLSOAM要求和框架(draft-ietf-12vpn-oam-req-frmk-01)，VPLS應用(draft-ietf-12vpn-vpls-ldp-applic-00)。

4、結束語(yǔ)

　　目前，IETF有關(guān)L2VPN技術(shù)的標準都是草案，尚未形成正式的RFC文件，相應的研究工作也在進(jìn)展之中。國內《二層虛擬專(zhuān)用網(wǎng)(VPN)業(yè)務(wù)技術(shù)要求》行業(yè)標準也正在制定中。