一點對多點MPLS技術提高網絡性能

　　 

    實時視頻分發以其高帶寬需求和較低的抖動容忍度推動了一點對多點的多協議標簽交換(MPLS)技術的發展。同時，這個技術還能夠使其它需要高可擴展性和高可靠性的數據業務受益。

一點對多點的MPLS把多點協議的效率結合在了一起，例如，把PIM(協議獨立組播)和DVMRP(距離矢量組播路由協議)等協議與MPLS的可靠性和服務質量結合在一起。

    視頻通常是從一個源頭向大量的目的地發送。例如，體育比賽的廣播需要把相同的數據流同時發送給美國的每一個有線電視公司的有線電視系統終端設備。這個數據流的帶寬最高可達到每秒300MB，需要在沒有丟失數據和沒有抖動的情況下傳輸出去。過去，一直使用ATM(異步傳輸模式)或者SONET(同步光纖網絡)設備來滿足這些需求。與這些老技術相比，IP網絡提供了靈活性和成本相對較低的好處，但是，在一點對多點的MPLS協議開發出來之前，IP網絡還不能滿足視頻發布的需求。

    MPLS改善了傳統的IP數據包發送的效率。使用MPLS技術，每一個數據流都被分配一個具體的標簽交換路經。一個標簽將識別組成這個數據流的每一個數據包。這個路徑中的路由器使用這個標簽識別正確的標簽交換路徑，并把數據包發送給這個標簽交換路徑。MPLS的標簽很短，能夠用來制作標簽交換路徑的列表，比使用以子網掩碼計算下一個跳點的完整的IP地址作索引效率要高得多。

    MPLS的流量工程特性使得網絡管理員可以為一個標簽交換路徑指定服務質量。例如，一個傳輸視頻的標簽交換路徑的創建只需要包括鏈接和能夠滿足可用帶寬需求和可以預料的延遲的需求的路由器。沿著這條路徑的路由器在創建標簽交換路徑的時候保留這個帶寬。后退路徑與標簽交換路徑同時創建，這樣，如果一個鏈接中斷或者一臺路由器失敗，通信流能夠很快重新得到路由。

    MPLS原來是為了支持標簽交換路徑從一個網絡接入點延伸到一個目的地而開發的。使用MPLS進行視頻發布將需要創建從一個接入點到每一個目的地的單獨的標簽交換路徑。數據源必須要把每一個數據包單獨發送給每一個目的地，極大地增加了在數據源的工作量和在網絡接入點的路由器的工作量。

    在傳統的IP網絡上的多點協議消除了分別向每個目的地發送數據的需求，但是，不能為MPLS提供服務質量的保證。當數據包傳送到一臺路由器的時候，要計算出數據包的下一個跳點。在可用帶寬范圍內要保證在那個時候將有一臺下一跳路由器是不可能的。

    增加一點對多點的MPLS協議保留了流量工程的好處，同時減少了數據源的工作量和在網絡接入點的路由器的工作量。單個標簽交換路徑是采用同樣的流量工程技術從網絡接入點開始一個接一個地創建的以便確保服務質量同點對點的標簽交換路徑相同。然后，在標簽交換路徑創建之后，它將與原來創建的標簽交換路徑結合在一起創建一個一點到多點的標簽交換路徑。

    結果產生的一點到多點標簽交換路徑將沿著一個共同的路徑到達一個點，然后從那個點分別發往不同的目的地。例如，最初創建的標簽交換路徑從網絡入口的路由器A傳送到路由器B、路由器C、然后傳送到連接到第一個數據目的地的網絡出口的路由器D。第二個標簽交換路徑從路由器A傳送到路由器B、C，再傳送到連接第二個目的地的出口的路由器E。這種一點對多點的標簽交換路徑將在路由器C分開。路由器A和路由器B每個數據包僅傳送一次。路由器C是惟一一臺需要傳送兩次這個數據包的路由器。第三個標簽交換路徑也許需要在路由器B分開。在這種情況下，路由器B必須要傳送兩次數據包。但是，沒有一臺路由器需要做全部的工作。沿著公共路徑一直走到必須分開的點能夠把重新發送數據的需求減少到最低限度。

    一點對多點的標簽交換路徑不是固定的。通過增加另一個標簽交換路徑，可以隨時增加額外的目的地。同樣，也可以隨時刪除目的地。

    雖然一點對多點的MPLS是按照視頻的思路開發的，但是，它支持各種應用。MPLS流量工程沒有指定一套固定的質量參數。每一個鏈接分配一個32位的相關數據。配置這個網絡的管理員確定每一個字節的數據的含義。這個含義也許是帶寬數量，或者是一個延遲的值，或者是一個貨幣的數值。每一個標簽交換路徑也可以使用一個32位的相關的字節進行設置，并且僅在擁有相匹配的相關的字節的鏈路上路由。這就為網絡管理員提供了一種非常自由的方法，以便迫使標簽交換路徑符合任何一套要求的規定。

    把多播協議的效率與MPLS中的流量工程設施結合在一起有希望使IP網絡原來不支持的應用成為可能。IETF中的MPLS工作組即將完成一點對多點的MPLS標準的制定。

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