基于MPLS VPN网络的QoS技术研究

　　一、MPLS VPN的QoS问题

　　虚拟私有网络（VPN，Virtual Private Network）是一种利用公共网络来构建私有专用的技术，这种VPN网络必须提供与企业现有私网相同的安全性、可靠性和可管理性。MPLS VPN是近年来兴起的一种IP VPN技术，相对ATM/FR VPN技术而言，MPLS VPN具有高带宽、低成本、可扩展性好、支持异种介质互连、支持任意拓扑和接入等特点。因此它在以下两方面获得广泛的应用：一，企业互联，即企业总部、分支机构和出差员工通过VPN技术进行安全、可靠的通信。二、业务隔离，在一个物理基础网络上承载多种业务，为了保证每个业务的独立运营，采用VPN相互隔离。相比Internet上网业务来讲，这两类应用对网络的QoS提出了更高的要求。

　　为解决QoS问题，业界提出了多种模型，其中最主要的有三种：

　　Best-Effort service（尽力而为服务模型）

　　Best-Effort是一个单一的服务模型，也是最简单的服务模型。没有提供任何QOS保证。

　　Integrated service（综合服务模型，简称Intserv）

　　IntServ是一种理想化的QoS模型，可以为各类型的业务提供严格的QoS保证，并充分利用网络资源。但这个模型存在严重的可扩展性问题，从而使得这一模型仅具有理论上的意义，从未真正实施过。

　　Differentiated service（区分服务模型，简称Diffserv）

　　DiffServ模型以简单性和可扩展性见长，在每一跳上，可以保证某个优先级的总流量的QoS。但在一个优先级内部不能保证每个流的QoS。

　　MPLS技术的产生，为解决QoS问题带来了新的希望，这是因为，相对于无连接的IP技术，MPLS具有面向连接的特点，在LSP建立起来之后，数据流将沿着固定的路径，通过标签交换到达目的地。如果针对这个LSP实施QoS，就有可能解决通过LSP的数据流的QoS问题。按照这个思路，DiffServ/IntServ模型被运用到MPLS中。其中，MPLS同DiffServ结合，产生了MPLS DiffServ技术。MPLS同IntServ的结合，产生了流量工程(Traffic Engineer)技术。

　　这里我们重点阐述流量工程。流量工程关注网络整体性能的优化，其主要目标是方便地提供高效的、可靠的网络服务，优化网络资源的使用，优化网络流量。这分两个层面：一是面向流量的，即关注如何提高网络的服务质量；二是面向资源的，即关注如何优化网络资源的使用，最主要是带宽资源的有效利用。

　　MPLS与流量工程相结合的技术——MPLS TE应运而生。 MPLS TE在解决网络拥塞问题是有着自己的优势。运营商可以精确地控制流量流经的路径，从而可以避开拥塞的节点，解决那种一部分路径过载，另一部分路径空闲的问题，使现有的带宽资源充分利用起来。通过MPLS TE，可为用户创建具有带宽保证的隧道，但如果在隧道中同时传送EF、AF及BE业务时，业务之间会相互干扰，也就是说MPLS TE存在一个严重的问题- MPLS TE隧道不能够感知业务类型。为此，2002年业界提出了一种MPLS DiffServ-Aware TE 的解决方案。

　　MPLS DS-TE能够结合差分服务与流量工程的优点，能够对不同类的流进行不同带宽的带宽约束，并且根据该流的带宽约束动态调节流量，是解决骨干网QoS的有效技术。

　　二、VPN QoS模型

　　VPN用户需要的是一种端到端的QOS保证，由于VPN流量跨越了用户网络和运营商网络，与普通QoS实施方法不同，VPN的QoS保证需要分解为两个层次。第一个层次是真正的端到端，保证用户流量的QoS。第二个层次是CE到CE，从运营商的角度来看，这是它能够负责和实施QoS策略的一部分网络。从用户的角度看，运营商网络是透明的。

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