MPLS_TE_FRR技术白皮书doc.docVIP

摘 要： MPLS TE 快速重路由技术是一项实现网络局部保护的技术，在应用了MPLS TE的网络中，当某处出现链路或节点失效时，配置有快速重路由保护的LSP可以自动将数据切换到保护链路上去。本文档介绍了MPLS TE快速重路由的关键技术和典型应用。?关键词：FRR、MPLS TE、快速重路由、RSVP TE、LSP。?1 前言?目前传统的IP网络是一种“尽力而为”的服务模型，随着网络业务的进一步发展，作为多业务统一承载的IP网络在可靠性方面，必须要达到传统电信网络的水平，如保护切换的速度50ms，才能满足电信级业务的需要。MPLS技术自20世纪90年代中出现后，由于其具备快速转发、QoS保证、多业务支持等优势，获得了长足的发展，在下一代电信网络中扮演着越来越重要的角色。?为了保证MPLS网络的可靠性，MPLS快速重路由（Fast ReRoute）技术扮演了重要角色。这种技术借助MPLS流量工程（Traffic Engineering）的能力，为LSP提供快速保护倒换能力。MPLS快速重路由事先建立本地备份路径，保护LSP不会受链路/节点故障的影响，当故障发生时，检测到链路/节点故障的设备就可以快速将业务从故障链路切换到备份路径上，从而减少数据丢失。?快速响应、及时切换是MPLS快速重路由的特点，它可以保证业务数据的平滑过渡，不会导致业务中断；同时，LSP的头节点会尝试寻找新的路径来重新建立LSP，并将数据切换到新路径上，在新的LSP建立成功之前，业务数据会一直通过保护路径转发。?2 技术简介?2.1 MPLS TE及其四个构件?传统的路由器选择最短的路径作为路由，不考虑带宽等因素，这样，即使某条路径发生拥塞，也不会将流量切换到其他的路径上。在网络流量比较小的情况下，这种问题不是很严重，但是随着Internet的应用越来越广泛，传统的最短路径优先的路由的问题暴露无遗。?MPLS TE是一种将流量工程技术与MPLS这种叠加模型相结合的技术。通过MPLS TE，可以建立指定路径的LSP隧道，进行资源预留，并且可以进行定时优化，在资源紧张的情况下，可以根据优先级和抢占参数的情况，抢占低优先级的LSP隧道的带宽资源等等；同时，还可以通过备份路径和快速重路由技术，在链路或节点失败的情况下，提供保护。?MPLS TE的实现需要四个部分：?网络信息的搜集，现在通过OSPF TE来实现；?路径的计算，现在通过CSPF来实现；?建立LSP的信令，现在采用RSVP TE协议；?MPLS转发。? 图1 MPLS TE的四个组件 MPLS TE的四个构件?报文转发组件?MPLS TE报文转发组件是基于标签的，通过标签沿着某条预先建立好的LSP进行报文转发。由于LSP隧道的路径可以指定，因而可以避免IGP的弊端。?信息发布组件?除了网络的拓扑信息外，流量工程还需要知道网络的负载信息。为此，引入信息发布组件，通过对现有的IGP进行扩展，比如在IS-IS协议中引入新的TLV，或者在OSPF中引入新的LSA，来发布链路状态信息，包括最大链路带宽、最大可预留带宽、当前预留带宽、链路颜色等。?通过IGP扩展，在每个路由器上，维护网络的链路属性和拓扑属性，形成流量工程数据库TED，利用TED，可以计算出满足各种约束的路径。?路径选择组件?MPLS TE技术通过显式路由来指定数据转发的路径，即在每个入口路由器上指定LSP隧道经过的路径，这种显式路由可以是严格的，也可以是松散的。可以指定必须经过某个路由器，或者不经过某个路由器，可以逐跳指定，也可以指定部分跳。此外，还可以指定带宽等约束条件。?路径选择组件通过CSPF算法，利用TED中的数据来计算满足指定约束的路径。CSPF算法是最短路径优先算法的变种，它首先在当前拓扑结构中删除不满足条件的节点和链路，然后再通过SPF算法来计算。?信令组件?信令组件用来预留资源，建立LSP。LSP隧道的建立可以通过CR-LDP，或RSVP-TE协议完成。这两种信令都可以支持LSP的建立、显式路由、资源信息携带等功能。?以RSVP-TE为例，为了能够建立LSP隧道，对RSVP协议进行扩展，在RSVP PATH消息中引入Label Request对象，支持发起标签请求；在RSVP RESV消息中引入Label对象支持标签分配，这样就可以建立LSP隧道了。为了支持显式路由，在RSVP RESV消息中引入Explicit Route对象。?更详细的信息请参见RFC3209。?2.2 MPLS TE快速重路由?MPLS TE快速重路由是MPLS TE中一套用于链路保护和节点保护的机制。当LSP链路或者节点故障时，在发现故障的节点进行保护，这样可以允许流量继续从保护链路或者节点的隧道中通