流量工程與MPLS TE

　　1. 流量工程

　　(1) 流量工程的作用

　　網(wǎng)絡(luò)擁塞是影響骨干網(wǎng)絡(luò)性能的主要問題。擁塞的原因可能是網(wǎng)絡(luò)資源不足，也可能網(wǎng)絡(luò)資源負(fù)載不均衡導(dǎo)致的局部擁塞。TE(Traffic Engineering，流量工程)解決的是由于負(fù)載不均衡導(dǎo)致的擁塞。

　　流量工程通過實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的流量和網(wǎng)絡(luò)單元的負(fù)載，動(dòng)態(tài)調(diào)整流量管理參數(shù)、路由參數(shù)和資源約束參數(shù)等，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)遷移到理想狀態(tài)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源的使用，避免負(fù)載不均衡導(dǎo)致的擁塞。

　　總的來說，流量工程的性能指標(biāo)包括兩個(gè)方面：

　　􀁺 面向業(yè)務(wù)的性能指標(biāo)：增強(qiáng)業(yè)務(wù)的QoS(Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)性能，例如對(duì)分組丟失、時(shí)延、吞吐量以及SLA(Service Level Agreement，服務(wù)等級(jí)協(xié)定)的影響。

　　􀁺 面向資源的性能指標(biāo)：優(yōu)化資源利用。帶寬是一種重要的資源，對(duì)帶寬資源進(jìn)行高效管理是流量工程的一項(xiàng)中心任務(wù)。

　　(2) 流量工程的解決方案

　　現(xiàn)有的IGP協(xié)議都是拓?fù)潋?qū)動(dòng)的，只考慮網(wǎng)絡(luò)的連接情況，不能靈活反映帶寬和流量特性這類動(dòng)態(tài)狀況。

　　解決IGP上述缺點(diǎn)的方法之一是使用重疊模型(Overlay)，如IP over ATM、IP over FR等。重疊模型在網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之上提供了一個(gè)虛擬拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的空間，為支持流量與資源控制提供了許多重要功能，可以實(shí)現(xiàn)多種流量工程策略。然而，由于協(xié)議之間往往存在很大差異，重疊模型在可擴(kuò)展性方面存在不足。

　　為了在大型骨干網(wǎng)絡(luò)中部署流量工程，必須采用一種可擴(kuò)展性好、簡(jiǎn)單的解決方案。MPLS TE就是為這一需求而提出的。

　　2. MPLS TE

　　MPLS本身具有一些不同于IGP的特性，其中就有實(shí)現(xiàn)流量工程所需要的，例如：

　　􀁺 MPLS支持顯式LSP路由;

　　􀁺 LSP較傳統(tǒng)單個(gè)IP分組轉(zhuǎn)發(fā)更便于管理和維護(hù);

　　􀁺 基于MPLS的流量工程的資源消耗較其它實(shí)現(xiàn)方式更低。

　　MPLS TE結(jié)合了MPLS技術(shù)與流量工程，通過建立到達(dá)指定路徑的LSP隧道進(jìn)行資源預(yù)留，使網(wǎng)絡(luò)流量繞開擁塞節(jié)點(diǎn)，達(dá)到平衡網(wǎng)絡(luò)流量的目的。

　　在資源緊張的情況下，MPLS TE能夠搶占低優(yōu)先級(jí)LSP隧道帶寬資源，滿足大帶寬LSP或重要用戶的需求。

　　同時(shí)，當(dāng)LSP隧道故障或網(wǎng)絡(luò)的某一節(jié)點(diǎn)發(fā)生擁塞時(shí)，MPLS TE可以通過備份路徑和FRR(Fast ReRoute，快速重路由)提供保護(hù)。 bbs.hh010.com

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　　使用MPLS TE，網(wǎng)絡(luò)管理員只需要建立一些LSP和旁路擁塞節(jié)點(diǎn)，就可以消除網(wǎng)絡(luò)擁塞。隨著LSP數(shù)量的增長，還可以使用專門的離線工具進(jìn)行業(yè)務(wù)量分析。

　　MPLS TE的基本概念

　　1. LSP隧道

　　對(duì)于一條LSP，一旦在Ingress節(jié)點(diǎn)為報(bào)文分配了標(biāo)簽，流量的轉(zhuǎn)發(fā)就完全由標(biāo)簽決定了。流量對(duì)LSP的中間節(jié)點(diǎn)是透明的，從這個(gè)意義上來說，一條LSP可以看作是一條LSP隧道。

　　2. MPLS TE隧道

　　在部署重路由(Reroute)或需要將流量通過多條路徑傳輸時(shí)，可能需要用到多條LSP隧道。在TE中，這樣的一組LSP隧道稱為TE隧道(Traffic Engineered Tunnel)。

　　MPLS TE的實(shí)現(xiàn)

　　MPLS TE主要實(shí)現(xiàn)兩類功能：

　　􀁺 靜態(tài)CR-LSP(Constraint-based Routed Label Switched Paths，基于約束路由的LSP)的處理：創(chuàng)建和刪除靜態(tài)CR-LSP。這些LSP有帶寬需求，需要通過手工配置。

　　􀁺 動(dòng)態(tài)CR-LSP處理：包括對(duì)三種不同類型CR-LSP的處理：基本CR-LSP、備份CR-LSP和快速重路由CR-LSP。

　　靜態(tài)CR-LSP的處理比較簡(jiǎn)單。對(duì)于動(dòng)態(tài)CR-LSP，MPLS TE在實(shí)現(xiàn)上主要包括四個(gè)部分。

　　1. 發(fā)布含TE屬性的信息

　　MPLS TE需要了解每條鏈路的動(dòng)態(tài)TE相關(guān)屬性，這可以通過對(duì)現(xiàn)有的使用鏈路狀態(tài)算法的IGP協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)，比如OSPF協(xié)議和IS-IS協(xié)議的擴(kuò)展。

　　擴(kuò)展后的OSPF和IS-IS協(xié)議在鏈路連接狀態(tài)中增加了鏈路帶寬、著色等TE相關(guān)屬性，其中，鏈路的最大可預(yù)留帶寬和每個(gè)優(yōu)先級(jí)的鏈路未被預(yù)留帶寬尤為重要。

　　每臺(tái)設(shè)備收集本區(qū)域或本級(jí)別所有設(shè)備每條鏈路的TE相關(guān)信息，生成TEDB(TE DataBase，流量工程數(shù)據(jù)庫)。

　　2. 計(jì)算路徑

　　使用鏈路狀態(tài)算法的路由協(xié)議通過SPF(Shortest Path First，最短路徑優(yōu)先)算法計(jì)算出到達(dá)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑。

　　MPLS TE使用CSPF(Constraint-based Shortest Path First，基于約束的最短路徑優(yōu)先)算法計(jì)算出到達(dá)某個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑。

　　CSPF算法是從SPF算法衍生來的，CSPF有兩個(gè)輸入條件：

　　􀁺 需要建立的LSP的帶寬、著色、搶占/保持優(yōu)先級(jí)、顯式路徑等約束條件，這些都在LSP的入口處配置;

　　􀁺 流量工程數(shù)據(jù)庫TEDB。

　　CSPF的計(jì)算過程就是針對(duì)LSP要求，先對(duì)TEDB中的鏈路進(jìn)行剪切，把不滿足TE屬性要求的鏈路剪掉;再采用SPF算法，尋找一條到LSP出口的最短路徑。 bbs.hh010.com

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　　3. 建立路徑

　　支持建立LSP隧道的信令RSVP-TE。它們都能夠攜帶LSP的帶寬、部分顯式路由、著色等約束參數(shù)，兩者完成的功能是一樣的。

　　從內(nèi)部實(shí)現(xiàn)來看， RSVP-TE則通過Raw IP建立LSP連接。

　　RSVP技術(shù)經(jīng)歷了多年的發(fā)展，其體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議規(guī)程與對(duì)各種業(yè)務(wù)的支持機(jī)制相對(duì)比較成熟。

　　4. 轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文

　　使用建立的隧道轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文。

　　CR-LSP

　　基于一定約束條件建立的LSP稱為CR-LSP，與普通LSP不同，CR-LSP的建立不僅依賴路由信息，還需要滿足其他一些條件，比如指定的帶寬、選定的路徑或QoS參數(shù)。

　　建立和管理約束條件的機(jī)制稱為CR(Constraint-based Routing，基于約束的路由)。

　　下面對(duì)CR的主要內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

　　1. 嚴(yán)格顯式路由與松散顯式路由

　　􀁺 如果約束信息是對(duì)沿途LSR的精確指定，建立的LSP稱為嚴(yán)格的顯式路由(Strict Explicit Route);

　　􀁺 如果約束信息是對(duì)選擇下游LSR時(shí)的模糊限制，建立的LSP稱為松散的顯式路由(Loose Explicit Route)。

　　2. 流量參數(shù)

　　路徑的流量參數(shù)有三個(gè)：峰值速率(peak rate)和承諾速率(committed rate)，描述路徑本身對(duì)帶寬的約束;另外一個(gè)是服務(wù)粒度(service granularity)。

　　3. 搶占

　　如果在建立CR-LSP的過程中，無法找到滿足所需帶寬要求的路徑，一種解決方法是拆除另外一條已經(jīng)建立的路徑，占用為它分配的帶寬資源，這種處理方式稱為搶占(Preemption)。

　　CR-LSP使用兩個(gè)優(yōu)先級(jí)屬性來決定是否可以進(jìn)行搶占：建立優(yōu)先級(jí)(Setup Priority)和保持優(yōu)先級(jí)(Holding Priority)。建立優(yōu)先級(jí)和保持優(yōu)先級(jí)的取值范圍都是0～7，數(shù)值越小則優(yōu)先級(jí)越高。

　　搶占由RSVP-TE的Resv消息發(fā)起。當(dāng)新建一條路徑Path1時(shí)，如果需要與已建立的路徑Path2爭(zhēng)奪資源，只有當(dāng)Path1的建立優(yōu)先級(jí)高于Path2的保持優(yōu)先級(jí)時(shí)，Path1才能搶占成功。

　　因此，為保證CR-LSP能夠正確建立，建立優(yōu)先級(jí)不能高于保持優(yōu)先級(jí)，否則可能會(huì)導(dǎo)致LSP間無窮盡的互相搶占，造成振蕩。

　　4. 路由固定(Route Pinning)

　　CR-LSP創(chuàng)建成功后，不隨路由變化而變化的特性叫做路由固定。

　　當(dāng)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)未運(yùn)行IGP TE時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理員不能確定網(wǎng)絡(luò)上的哪些地方可以獲得帶寬，這時(shí)需要選擇具有所需帶寬的松散ER-hop(Explicit Route)來創(chuàng)建CR-LSP，但這些CR-LSP將會(huì)隨路由變化而變化。當(dāng)路由變化時(shí)，比如出現(xiàn)了一個(gè)更好的下一跳，已建立的CR-LSP也將會(huì)隨之改變。 bbs.hh010.com

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　　如果不希望使用松散路由建立的CR-LSP隨路由變化而改變，網(wǎng)絡(luò)管理員可以在CR-LSP創(chuàng)建成功時(shí)把這些CR-LSP配置成永久性的，不隨路由變化而變化。

　　5. 管理組和親和屬性

　　MPLS TE隧道的親和屬性決定隧道使用的鏈路屬性，親和屬性與鏈路管理組配合，確定隧道可以使用哪些鏈路。

　　6. 重優(yōu)化

　　流量工程是系統(tǒng)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)資源使用的過程。根據(jù)用戶需求可以配置流量工程，提供要求的QoS。

　　服務(wù)提供商通常利用一定的機(jī)制去優(yōu)化CR-LSP，以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源使用。一種方法是人工配置，但是需要服務(wù)提供商進(jìn)行測(cè)量和對(duì)CR-LSP微調(diào)。使用MPLS TE則能夠動(dòng)態(tài)優(yōu)化CR-LSP，從而節(jié)省人力。

　　動(dòng)態(tài)優(yōu)化CR-LSP即定期重計(jì)算CR-LSP穿越的路由。如果重計(jì)算的路由優(yōu)于當(dāng)前路由，則創(chuàng)建一條新的CR-LSP，為之分配新路由，并將業(yè)務(wù)從舊的CR-LSP切換至新的CR-LSP，刪除舊CR-LSP。

　　RSVP-TE

　　1. RSVP-TE概述

　　現(xiàn)在使用兩種QoS體系：IntServ(Integrated Service，綜合業(yè)務(wù)模型)和DiffServ(Differentiated Service，區(qū)分業(yè)務(wù)模型)。

　　RSVP(Resource Reservation Protocol，資源預(yù)留協(xié)議)是為IntServ(Integrated Service，綜合業(yè)務(wù)模型)而設(shè)計(jì)的，用于在一條路徑的各節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行資源預(yù)留。RSVP工作在傳輸層，但不參與應(yīng)用數(shù)據(jù)的傳送，是一種Internet上的控制協(xié)議，類似于ICMP。

　　簡(jiǎn)單來說，RSVP具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)：

　　􀁺 單向;

　　􀁺 面向接收者，由接收者發(fā)起對(duì)資源預(yù)留的請(qǐng)求，并維護(hù)資源預(yù)留信息;

　　􀁺 使用“軟狀態(tài)”(soft state)機(jī)制維護(hù)資源預(yù)留信息。

　　RSVP經(jīng)擴(kuò)展后可以支持MPLS標(biāo)簽的分發(fā)，并在傳送標(biāo)簽綁定消息的同時(shí)攜帶資源預(yù)留信息，這種擴(kuò)展后的RSVP稱為RSVP-TE，作為一種信令協(xié)議用于在MPLS TE中建立LSP隧道。

　　2. RSVP-TE基本概念

　　(1) 軟狀態(tài)

　　“軟狀態(tài)”是指在RSVP-TE中，通過消息的定時(shí)刷新來維持節(jié)點(diǎn)上的資源預(yù)留狀態(tài)。

　　資源預(yù)留狀態(tài)包括由Path消息創(chuàng)建的路徑狀態(tài)(path state)和由Resv消息創(chuàng)建的預(yù)留狀態(tài)(reservation state)。這兩種狀態(tài)分別由Path消息和Resv消息定時(shí)刷新。對(duì)于某個(gè)狀態(tài)，如果連續(xù)沒有收到刷新消息，這個(gè)狀態(tài)將被刪除。

　　(2) 資源預(yù)留類型

　　使用RSVP-TE建立的LSP都具有某種資源預(yù)留類型(reservation style)，在建立RSVP會(huì)話時(shí)，由接收者決定此會(huì)話使用哪種預(yù)留類型，從而決定可以使用哪些LSP。

　　目前設(shè)備支持以下兩種預(yù)留類型： bbs.hh010.com

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　　􀁺 FF(Fixed-Filter style)：固定過濾器類型。為每個(gè)發(fā)送者單獨(dú)預(yù)留資源，不能與同一會(huì)話中其他發(fā)送者共享資源。

　　􀁺 SE(Shared-Explicit style)：共享顯式類型。為同一個(gè)會(huì)話的發(fā)送者建立一個(gè)預(yù)留，可以共享資源。

　　3. make-before-break

　　make-before-break是指一種可以在盡可能不丟失數(shù)據(jù)，也不占用額外帶寬的前提下改變MPLS TE隧道屬性的機(jī)制。

　　圖 1 make-before-break示意圖

　　在圖 1中，假設(shè)需要建立一條Router A到Router D的路徑，保留30M帶寬，開始建立的路徑是Router A→Router B→Router C→Router D。

　　現(xiàn)在希望將帶寬增大為40M，Router A→Router B→Router C→Router D路徑不能滿足要求。而如果選擇Router A→Router E→Router C→Router D，則Router C→Router D也存在帶寬不夠的問題。

　　采用make-before-break機(jī)制，新建立的路徑在Router C→Router D可以共享原路徑的帶寬，新路徑建立成功后，流量轉(zhuǎn)到新路徑上，之后拆除原路徑，從而有效地避免了流量中斷。

　　4. RSVP-TE消息類型

　　RSVP-TE使用RSVP的消息類型，并進(jìn)行了擴(kuò)展。RSVP使用以下消息類型：

　　􀁺 Path消息：由發(fā)送者沿?cái)?shù)據(jù)報(bào)文傳輸?shù)姆较蛳蛳掠伟l(fā)送，在沿途所有節(jié)點(diǎn)上保存路徑狀態(tài)(path state)。

　　􀁺 Resv消息：由接收者沿?cái)?shù)據(jù)報(bào)文傳輸?shù)姆较蚰嫦虬l(fā)送，在沿途所有節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行資源預(yù)留，并創(chuàng)建和維護(hù)預(yù)留狀態(tài)(reservation state)。

　　􀁺 PathTear消息：此消息產(chǎn)生后馬上向下游發(fā)送，并立即刪除沿途節(jié)點(diǎn)的路徑狀態(tài)和相關(guān)的預(yù)留狀態(tài)。

　　􀁺 ResvTear消息：此消息產(chǎn)生后馬上向上游發(fā)送，并立即刪除沿途節(jié)點(diǎn)的預(yù)留狀態(tài)。

　　􀁺 PathErr消息：如果在處理Path消息的過程中發(fā)生了錯(cuò)誤，就會(huì)向上游發(fā)送PathErr消息，PathErr消息不影響沿途節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，只是把錯(cuò)誤報(bào)告給發(fā)送者。

　　􀁺 ResvErr消息：如果在處理Resv消息的過程中發(fā)生了錯(cuò)誤，或者由于搶占導(dǎo)致預(yù)留被破壞，就會(huì)向下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送ResvErr消息。

　　􀁺 ResvConf消息：該消息發(fā)往接收者，用于對(duì)預(yù)留消息進(jìn)行確認(rèn)。 bbs.hh010.com

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　　􀁺 Hello消息：在兩個(gè)直連的RSVP鄰居之間建立和維持鏈路局部的鄰居關(guān)系。

　　RSVP的TE擴(kuò)展主要是在其Path消息和Resv消息中增加新的對(duì)象，新增對(duì)象除了可以攜帶標(biāo)簽綁定信息外，還可以攜帶對(duì)LSR在沿途尋找路徑時(shí)的限制信息，從而支持CR-LSP的功能，并支持FRR。

　　􀁺 Path消息新增的對(duì)象包括：LABEL_REQUEST、EXPLICIT_ROUTE、RECORD_ROUTE和SESSION_ATTRIBUTE。

　　􀁺 Resv消息新增的對(duì)象包括：LABEL和RECORD_ROUTE。

　　LABEL_REQUEST對(duì)象包含在Path消息中，為LSP請(qǐng)求標(biāo)簽綁定，該對(duì)象也保存在路徑狀態(tài)塊PSB(Path State Block)中。接收到該對(duì)象的節(jié)點(diǎn)將分配的標(biāo)簽通過Resv消息中的LABEL對(duì)象通知上游節(jié)點(diǎn)，從而完成標(biāo)簽的發(fā)布和傳遞。

　　5. 建立LSP隧道

　　圖 2是使用RSVP建立LSP隧道的示意圖。

　　圖 2 建立LSP隧道

　　使用RSVP建立LSP隧道的過程可以簡(jiǎn)單描述為：

　　(1) Ingress LSR產(chǎn)生攜帶標(biāo)簽請(qǐng)求信息的Path消息，沿著通過CSPF計(jì)算出的路徑逐跳發(fā)送給Egress LSR;

　　(2) Egress LSR收到Path消息后，產(chǎn)生攜帶預(yù)留信息和標(biāo)簽的Resv消息，沿著Path消息發(fā)送的相反路徑逐跳返回Ingress LSR，同時(shí)，Resv消息在沿途的LSR上進(jìn)行資源預(yù)留;

　　(3) 當(dāng)Ingress LSR收到Resv消息時(shí)，LSP建立成功。

　　采用RSVP-TE建立的LSP具有資源預(yù)留功能，沿途的LSR可以為該LSP分配一定的資源，使在此LSP上傳送的業(yè)務(wù)得到保證。

　　6. RSVP刷新機(jī)制

　　RSVP通過Refresh消息來維護(hù)路徑和預(yù)留狀態(tài)，Refresh消息不僅用于在RSVP鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行狀態(tài)同步，也用于恢復(fù)丟失的RSVP消息。

　　Refresh消息并不是一種新的消息，它是以前發(fā)布過的消息的再次傳送，Refresh消息中攜帶的主要信息和傳送時(shí)使用的路徑都與它要刷新的消息完全一致。只有Path消息和Resv消息才可能是Refresh消息。

　　由于Refresh消息是定時(shí)發(fā)送的，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的RSVP會(huì)話比較多時(shí)，Refresh消息會(huì)加重網(wǎng)絡(luò)負(fù)載;而對(duì)于時(shí)延敏感的應(yīng)用，當(dāng)消息丟失時(shí)，等待通過Refresh消息恢復(fù)的時(shí)間可能無法接受。簡(jiǎn)單地調(diào)整刷新間隔并不能同時(shí)解決這兩類問題。

　　RFC 2961(RSVP Refresh Overhead Reduction Extensions)定義了幾種新的擴(kuò)展機(jī)制，用于解決Refresh消息帶來的上述問題。 bbs.hh010.com

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　　(1) Message_ID擴(kuò)展

　　RSVP本身使用Raw IP發(fā)送消息，RFC 2961中定義的Message_ID擴(kuò)展機(jī)制增加了可以在RSVP消息中攜帶的對(duì)象，其中，Message_ID和Message_ID_ACK對(duì)象用于RSVP消息確認(rèn)，從而提高RSVP消息發(fā)送的可靠性。

　　在接口使能Message_ID機(jī)制后，可以配置重傳功能，設(shè)定RSVP消息的重傳參數(shù)。如果在重傳初始時(shí)間間隔內(nèi)(假設(shè)為Rf秒)，沒有收到應(yīng)答消息ACK，經(jīng)過(1+Delta)×Rf秒后，將重傳此消息。

　　(2) 摘要刷新擴(kuò)展

　　摘要刷新Srefresh(Summary Refresh)可以不傳送標(biāo)準(zhǔn)的Path或Resv消息，而仍能實(shí)現(xiàn)對(duì)RSVP的狀態(tài)刷新，從而可以減少網(wǎng)絡(luò)上的Refresh消息流量，并加快節(jié)點(diǎn)對(duì)這類消息的處理速度。

　　摘要刷新擴(kuò)展需要與Message_ID擴(kuò)展配合使用。只有那些已經(jīng)被包含Message_ID對(duì)象的Path和Resv消息發(fā)布過的狀態(tài)才能使用摘要刷新擴(kuò)展機(jī)制刷新。

　　7. PSB、RSB與BSB的超時(shí)

　　為建立LSP，發(fā)送者在Path消息中攜帶LABEL_REQUEST對(duì)象，接收者收到帶有LABEL_REQUEST對(duì)象的Path消息后，就會(huì)分配一個(gè)標(biāo)簽，并將標(biāo)簽放在Resv消息的LABEL對(duì)象中。

　　LABEL_REQUEST對(duì)象保存在上游節(jié)點(diǎn)的PSB(Path State Block，路徑狀態(tài)塊)中，LABEL對(duì)象則保存在下游節(jié)點(diǎn)的RSB(Reservation State Block，預(yù)留狀態(tài)塊)中。當(dāng)連續(xù)未收到刷新消息的次數(shù)超過PSB或RSB的超時(shí)倍數(shù)(當(dāng)達(dá)到此數(shù)值時(shí)即為超時(shí))時(shí)，PSB或RSB中相應(yīng)的狀態(tài)將被刪除。

　　假設(shè)有一個(gè)資源預(yù)留請(qǐng)求，在某些節(jié)點(diǎn)上沒有通過準(zhǔn)入控制，有時(shí)可能不希望立即刪除這個(gè)請(qǐng)求的狀態(tài)，但這個(gè)請(qǐng)求也不應(yīng)該阻止其他請(qǐng)求使用它預(yù)留的資源。這種情況下，節(jié)點(diǎn)將進(jìn)入阻塞狀態(tài)(Blockade State)，在下游節(jié)點(diǎn)生成BSB(Blockade State Block，阻塞狀態(tài)塊)。當(dāng)連續(xù)未收到刷新消息的次數(shù)超過阻塞狀態(tài)超時(shí)倍數(shù)時(shí)，BSB中相應(yīng)的狀態(tài)被刪除。

　　8. RSVP-TE GR

　　RSVP-TE GR功能依賴于RSVP-TE的Hello擴(kuò)展能力，通過擴(kuò)展的RSVP Hello報(bào)文向鄰居通告自己的GR能力和相關(guān)時(shí)間參數(shù)。設(shè)備和鄰居如果都具備RSVP GR能力，那么在完成GR參數(shù)的交互后，就可以在檢測(cè)到對(duì)方發(fā)生GR重啟時(shí)，充當(dāng)對(duì)方的GR Helper，保證在GR Restarter重啟的過程中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)不會(huì)中斷。

　　當(dāng)GR Restarter發(fā)生重啟時(shí)，GR Helper連續(xù)丟失的Hello報(bào)文次數(shù)超過了配置的值，由此判定GR Restarter發(fā)生了重啟。此時(shí)GR Helper會(huì)保留與該鄰居相關(guān)的軟狀態(tài)信息，并保持向?qū)Ψ街芷谛园l(fā)送Hello報(bào)文，直到重啟定時(shí)器(Restart Timer)超時(shí)。

　　在重啟定時(shí)器超時(shí)前，如果GR Helper鄰居和GR Restarter重新建立了Hello會(huì)話協(xié)商，那么啟動(dòng)恢復(fù)定時(shí)器，并觸發(fā)信令報(bào)文交互以恢復(fù)原有的軟狀態(tài);否則，將刪除與該鄰居相關(guān)的所有RSVP軟狀態(tài)信息和轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)。如果恢復(fù)定時(shí)器超時(shí)，則刪除那些在GR恢復(fù)過程中沒有恢復(fù)的軟狀態(tài)和表項(xiàng)信息。

　　流量轉(zhuǎn)發(fā)

　　當(dāng)MPLS TE隧道建立之后，如果不配置流量沿隧道轉(zhuǎn)發(fā)，缺省的情況下依然會(huì)沿IP路由轉(zhuǎn)發(fā)。 bbs.hh010.com

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　　配置流量沿隧道轉(zhuǎn)發(fā)有如下三種方法：

　　1. 靜態(tài)路由

　　使用靜態(tài)路由轉(zhuǎn)發(fā)流量，是最簡(jiǎn)便的方法，因?yàn)門unnel的接口地址通常情況下不會(huì)發(fā)布到IGP中。這時(shí)候通過定義一條通過Tunnel接口到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)地址的靜態(tài)路由，就把流量引入到MPLS TE隧道上進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

　　2. 策略路由

　　使用基于策略的路由(Policy-based routing，PBR)，通過Tunnel接口的流量需要通過ACL定義策略，如果匹配該流量，將下一跳的接口指向Tunnel，在流量的入接口應(yīng)用策略路由，就把流量引入到MPLS TE隧道上進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

　　3. 自動(dòng)路由發(fā)布

　　自動(dòng)路由發(fā)布會(huì)將Tunnel的接口發(fā)布到IGP路由中，這樣流量都會(huì)通過MPLS TE隧道轉(zhuǎn)發(fā)。

　　自動(dòng)路由發(fā)布包括兩種：IGP Shortcut與轉(zhuǎn)發(fā)鄰接。

　　OSPF和IS-IS支持IGP Shortcut和轉(zhuǎn)發(fā)鄰接特性，可以使用TE Tunnel作為出接口。在這種應(yīng)用中，TE Tunnel被看做點(diǎn)到點(diǎn)鏈路。

　　IGP Shortcut特性也稱為自動(dòng)路由宣告(AutoRoute Announce)，該特性將TE Tunnel看作直接與目的地址相連的邏輯接口，計(jì)算該TE Tunnel隧道入口設(shè)備的IGP路由。

　　IGP Shortcut和轉(zhuǎn)發(fā)鄰接的區(qū)別在于：

　　􀁺 在IGP Shortcut應(yīng)用中，使能此特性的設(shè)備使用TE Tunnel作為出接口，但它不將這條路由發(fā)布給鄰居設(shè)備，因此，其他設(shè)備不能使用此TE Tunnel。

　　􀁺 如果配置了轉(zhuǎn)發(fā)鄰接，則使能此特性的設(shè)備在使用TE Tunnel作為出接口的同時(shí)，也將這條TE Tunnel發(fā)布給鄰居設(shè)備，因此，其他設(shè)備能夠使用此TE Tunnel。

　　圖 3 IGP Shortcut與轉(zhuǎn)發(fā)鄰接示意圖 Router DRouter ARouter BRouter CRouter E102010101020

　　在圖 3中，Router D到Router C之間有一條TE Tunnel，IGP Shortcut只能使入節(jié)點(diǎn)Router D在計(jì)算IGP路由時(shí)利用這條隧道，Router A并不能利用這條隧道到達(dá)Router C。如果配置了轉(zhuǎn)發(fā)鄰接特性，則Router A也能夠知道這條TE Tunnel的存在，從而可以利用該隧道將到Router C的流量轉(zhuǎn)發(fā)到Router D上。 bbs.hh010.com

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　　IGP Shortcut和轉(zhuǎn)發(fā)鄰接包括Tunnel上的配置和IGP本身的配置兩部分。

　　Tunnel接口上的配置需要注意：

　　􀁺 Tunnel接口的目的地址應(yīng)該屬于使能相應(yīng)特性的區(qū)域內(nèi);

　　􀁺 Tunnel接口的目的地址可通過區(qū)域內(nèi)路由到達(dá)。

　　自動(dòng)帶寬調(diào)整

　　流量工程要求在環(huán)境發(fā)生變化時(shí)能夠動(dòng)態(tài)分配資源，并且不中斷業(yè)務(wù)。

　　這通常是由于：用戶最初不能確定有多少業(yè)務(wù)需要通過服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)傳輸，他們更愿意為已經(jīng)使用的帶寬付費(fèi)。因此，服務(wù)提供商需要具備這樣一種功能：CR-LSP能在最初時(shí)為用戶請(qǐng)求帶寬建立流量工程隧道;當(dāng)用戶業(yè)務(wù)增多時(shí)，自動(dòng)調(diào)整分配給這些CR-LSP的帶寬。

　　MPLS TE的自動(dòng)帶寬調(diào)整特性可以實(shí)現(xiàn)此功能，這一特性基于測(cè)量的業(yè)務(wù)量動(dòng)態(tài)調(diào)整為流量工程隧道分配的帶寬。

　　CR-LSP備份

　　CR-LSP備份是一種端到端的路徑保護(hù)(Path Protection，end-to-end protection)，對(duì)整條LSP提供保護(hù)，而FRR則是一種局部保護(hù)措施，只能保護(hù)LSP中的某條鏈路和某個(gè)節(jié)點(diǎn)。并且，F(xiàn)RR是一種快速響應(yīng)的臨時(shí)性保護(hù)措施，對(duì)于切換時(shí)間有嚴(yán)格要求，LSP備份則沒有時(shí)間要求。

　　同一條隧道下對(duì)主LSP進(jìn)行路徑備份的LSP稱為備份路徑。當(dāng)Ingress感知到主LSP不可用時(shí)，將流量切換到備份路徑上，當(dāng)主LSP路徑恢復(fù)后再將流量切換回來，以實(shí)現(xiàn)對(duì)主LSP路徑的備份保護(hù)。

　　有兩種備份方法：

　　􀁺 熱備份：創(chuàng)建主CR-LSP后隨即創(chuàng)建備份CR-LSP。主CR-LSP失效時(shí)，通過MPLS TE直接將業(yè)務(wù)切換至備份CR-LSP。

　　􀁺 普通備份：指主CR-LSP失效后創(chuàng)建備份CR-LSP。

　　快速重路由

　　1. 快速重路由概述

　　快速重路由FRR(Fast ReRoute)，是MPLS TE中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)局部保護(hù)的技術(shù)。FRR的切換速度可以達(dá)到50ms，能夠最大程度減少網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)數(shù)據(jù)的丟失。

　　對(duì)LSP配置FRR功能后，當(dāng)LSP上的某條鏈路或某個(gè)節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，流量會(huì)被切換到保護(hù)鏈路上，同時(shí)LSP頭節(jié)點(diǎn)嘗試建立新的LSP。

　　2. 基本概念

　　下面介紹FRR中的幾個(gè)概念：

　　􀁺 主LSP：被保護(hù)的LSP。

　　􀁺 Bypass LSP：旁路LSP，保護(hù)主LSP的LSP。

　　􀁺 PLR(Point of Local Repair)：本地修復(fù)節(jié)點(diǎn)。Bypass LSP的頭節(jié)點(diǎn)，必須在主LSP的路徑上，并且不能是主LSP的尾節(jié)點(diǎn)。 bbs.hh010.com

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　　􀁺 MP(Merge Point)：匯聚點(diǎn)。Bypass LSP的尾節(jié)點(diǎn)，必須在主LSP的路徑上，并且不能是主LSP的頭節(jié)點(diǎn)。

　　3. 保護(hù)方式

　　根據(jù)保護(hù)的對(duì)象不同，F(xiàn)RR分為兩類：

　　􀁺 鏈路保護(hù)：PLR和MP之間有直接鏈路連接，主LSP經(jīng)過這條鏈路。當(dāng)這條鏈路失效時(shí)，流量可以切換到Bypass LSP上。如圖 4所示，主LSP是Router A→Router B→Router C→Router D，Bypass LSP是Router B→Router F→Router C。

　　圖 4 FRR鏈路保護(hù)示意圖

　　􀁺 節(jié)點(diǎn)保護(hù)：PLR和MP之間通過一臺(tái)設(shè)備連接，主LSP經(jīng)過這臺(tái)設(shè)備。當(dāng)這臺(tái)設(shè)備失效時(shí)，流量可以切換到Bypass LSP上。如圖 5所示，主LSP是Router A→Router B→Router C→Router D→Router E，Bypass LSP是Router B→Router F→Router D，Router C是被保護(hù)的設(shè)備。

　　圖 5 FRR節(jié)點(diǎn)保護(hù)示意圖

　　4. 部署快速重路由

　　在配置Bypass LSP時(shí)，應(yīng)該規(guī)劃好它所保護(hù)的鏈路或節(jié)點(diǎn)，并確保該Bypass LSP不會(huì)經(jīng)過它所保護(hù)的鏈路或節(jié)點(diǎn)，否則不能真正起到保護(hù)作用。

　　另外，由于Bypass隧道需要預(yù)先建立，快速重路由會(huì)占用額外的帶寬。在網(wǎng)絡(luò)帶寬余量不多的情況下，只能對(duì)關(guān)鍵的接口或鏈路進(jìn)行快速重路由保護(hù)。

　　DiffServ-Aware TE

　　Diff-Serv作為一種QoS解決方案，其主要實(shí)現(xiàn)機(jī)制是對(duì)流量按照服務(wù)類型(class of service)進(jìn)行劃分，基于服務(wù)類型提供不同的QoS保證。 bbs.hh010.com

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　　而MPLS TE作為流量工程解決方案，主要用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的使用進(jìn)行優(yōu)化。

　　DiffServ-Aware TE結(jié)合上述兩者的優(yōu)勢(shì)，能夠基于按服務(wù)類型劃分的流量進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化，即，對(duì)不同的服務(wù)類型進(jìn)行不同的帶寬約束。

　　概括來說，DiffServ-Aware TE將不同服務(wù)類型的流量與LSP進(jìn)行映射，使流量經(jīng)過的路徑符合對(duì)其服務(wù)類型的流量工程約束條件。

　　DiffServ-Aware TE涉及下面兩個(gè)概念：

　　􀁺 服務(wù)類型CT(Class Type)：CT指的是滿足一定帶寬約束的鏈路的集合，用于分配鏈路帶寬、實(shí)施約束路由及進(jìn)行準(zhǔn)入控制。對(duì)于一個(gè)給定的Traffic Trunk，其經(jīng)過的鏈路都屬于相同的CT。

　　􀁺 帶寬約束BC(Bandwidth Constraints)：為了控制CT，可以構(gòu)造不同的帶寬約束模型。帶寬約束模型由兩部分內(nèi)容決定：最大BC數(shù)目(MaxBC)、BC與CT的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

　　MPLS LDP over MPLS TE

　　圖 6 MPLS LDP over MPLS TE典型應(yīng)用

　　如圖 6所示，分層網(wǎng)絡(luò)中，一般只在核心層部署MPLS TE，匯聚層MPLS網(wǎng)絡(luò)一般采用LDP作為標(biāo)簽分發(fā)信令，不會(huì)部署MPLS TE。匯聚層網(wǎng)絡(luò)上的LDP LSP隧道穿越核心層網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可以利用核心層的MPLS TE隧道，即在MPLS TE隧道之上承載