流量工程技术要点.pdfVIP

流量工程技术 将业务流映射到网络的物理拓扑上的任务被称作流量工程。现有的大部分ＩＧＰ协议(内部 网关路由协议)在建立转发表时,并未将带宽的可用性和业务特点等因素考虑进去，在一些情况下 会使网络出现阻塞，这时就需要流量工程来解决问题。流量工程是一个强有力的工具，通过它可 以平衡网络中不同的链路、路由器和交换机之间业务负荷，使所有这些设备既不会过度使用,也 不会未被充分使用。这样就可以有效利用整个网络的资源，流量工程将成为路由结构中一个重要 的辅助部分. 一．早期ＩＰ核心网络的流量工程问题９０年代初期，ＩＰ网络大都是通过使用单条带宽小 于Ｅ１(２０４８ｋｂ／ｓ）的链路将路由器互连而组成的。当Ｉｎｔｅｒｎｅｔ开始爆发性增 长后，单条网络链接的带宽已经难以满足业务发展的需要，为了能够提供更高的带宽，网络需要 更多的链接.当存在多条并行或备选路径时，就存在如何有效地使用集成的网络带宽的问题，这 就是流量工程问题. 1．基于量度的流量工程在早期基于路由器的核心网中，流量工程技术是通过简单地使用路 由量度值（Ｍｅｔｒｉｃ）来实现的。即给每条链路规定一个量度值，两点之间的路由是按照一 定的策略计算量度值后来确定的。因为那时无论从路由器数量、链路数还是业务流量来讲，Ｉｎ ｔｅｒｎｅｔ骨干网都是非常“小的，所以基于量度的控制是足以胜任的。同时，在ＷＷＷ普 遍流行之前,Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的拓扑层次也强制业务流通过网络中较为确定的路径,不会产生临 时的“热点。 近年来,随着ＩＰ网络规模越来越大，基于量度的流量控制越来越显出它的局限性。 2．早期流量工程的局限性早期的核心网在为流量工程提供可扩展性的支持上存在着许多局 限,主要表现在以下几方面: 由于早期路由器的汇集带宽和包处理能力有一定的局限性，因此在高负荷的情况下可能成为 潜在的瓶颈. 基于量度处理的流量工程不具有可扩展性.当ＩＰ网络变得具有更多的链接时，这种机制很 难保证对网络某个部分量度的调整不致在网络的其他部分引起问题。基于量度处理的流量工程对 于增加的复杂问题提供的是一个跟踪?纠错的解决方式，不是一个很科学的解决方案。 ＩＧＰ的计算是通过拓扑驱动的,它只基于一个简单附加量度，如跳数或某个管理值,并不发 布类似于带宽可用性和业务特征等信息。这就意味着，当ＩＧＰ计算其转发表时并不考虑网络上 第 1 页 共 5 页 的业务负载，可能导致业务不能在网络连接中平均分配，造成部分网络资源未被充分使用. 二．ＩＰ覆盖型网络在９０年代中期，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ业务量的不断增长要求Ｉｎｔｅｒ ｎｅｔ的网络主干能够支持高于ｎ×Ｅ１的速率。这时在交换机和路由器上的ＳＴＭ-１（１５ ５Ｍｂ／ｓ）速率的ＡＴＭ接口出现了.为了获得所需的速率，ＩＰ网络被重新设计，从ｎ×Ｅ １点到点连接的网络结构,演变为在网络边缘使用带有ＳＴＭ— １速率ＡＴＭ接口的路由器，在 网络核心部分使用具有ＳＴＭ— １或ＳＴＭ—４交换速率的ＡＴＭ交换机作为中继链路的网络 结构，这也就是常说的ＩＰｏｖｅｒＡＴＭ技术。 1．ＩＰ覆盖型网络的运行当ＩＰ运行在ＡＴＭ网络上时，路由器在ＡＴＭ网络的边缘环绕。 每个路由器通过一系列经由ＡＴＭ物理拓扑配置的永久虚电路(ＰＶＣ)与其他路由器通信。 ＰＶＣ就像逻辑电路一样工作,为边缘路由器提供连接。路由器并不能直接访问ＰＶＣ的具 体物理拓扑信息。路由器对特定ＰＶＣ的了解就像两个路由器之间的简单的点到点电路。 ＰＶＣ覆盖的物理路径通常通过离线配置计算获得，它使用基于需求的方式，即当阻塞发生 时,通过新增一条干线或配置一个新的ＰＯＰ（ＰｏｉｎｔｏｆＰｒｅｓｅｎｃｅ）连接来解决 问题。ＰＶＣ路径和特性可以通过使用基于链接容量和历史业务参数配置的算法对其进行整体优 化。在完成ＰＶＣ联网的整体优化计算后，路径配置将被下载到路由器和ＡＴＭ交换机以提供其 使用。 当ＡＴＭ的ＰＶＣ被映射到路由器的子端口时，分离的ＡＴＭ网络和ＩＰ网络相结合。路由 器子端口与ＡＴＭ网的ＰＶＣ互相协调，通过在ＰＶＣ中运行ＩＧＰ以建立对等关系，并交换路 由信息,使ＡＴＭ的ＰＶＣ集成到ＩＰ网中去. 2．ＩＰｏｖｅｒＡＴＭ模型的优点９０年代中期,ＡＴＭ交换机可提供解决ＩＰ网络需要更 多带宽以应付不断增加的业务负载需求的方案。ＡＴＭ的ＰＶＣ提供了当业务通过网络时对其进 行明确控制的工具。 与早期的路由器相比，ＡＴＭ交换机提供了更高速率的接口和更高的汇集带宽的能力，因此 降低了在网络核心部分因路由器引起瓶颈