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(wèn)題。擁塞的原因可能是網(wǎng)絡(luò )資源不足，也可能網(wǎng)絡(luò )資源負載不均衡導致的局部擁塞。TE(Traffic Engineering，流量工程)解決的是由于負載不均衡導致的擁塞。

　　流量工程通過(guò)實(shí)時(shí)監控網(wǎng)絡(luò )的流量和網(wǎng)絡(luò )單元的負載，動(dòng)態(tài)調整流量管理參數、路由參數和資源約束參數等，使網(wǎng)絡(luò )運行狀態(tài)遷移到理想狀態(tài)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )資源的使用，避免負載不均衡導致的擁塞。

　　總的來(lái)說(shuō)，流量工程的性能指標包括兩個(gè)方面：

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

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

　　(2) 流量工程的解決方案

　　現有的IGP協(xié)議都是拓撲驅動(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(lèi)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 )的物理拓撲結構之上提供了一個(gè)虛擬拓撲結構，從而擴展了網(wǎng)絡(luò )設計的空間，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)現流量工程所需要的，例如：

　　􀁺 MPLS支持顯式LSP路由;

　　􀁺 LSP較傳統單個(gè)IP分組轉發(fā)更便于管理和維護;

　　􀁺 基于MPLS的流量工程的資源消耗較其它實(shí)現方式更低。

　　MPLS TE結合了MPLS技術(shù)與流量工程，通過(guò)建立到達指定路徑的LSP隧道進(jìn)行資源預留，使網(wǎng)絡(luò )流量繞開(kāi)擁塞節點(diǎn)，達到平衡網(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LSP隧道帶寬資源，滿(mǎn)足大帶寬LSP或重要用戶(hù)的需求。

　　同時(shí)，當LSP隧道故障或網(wǎng)絡(luò )的某一節點(diǎn)發(fā)生擁塞時(shí)，MPLS TE可以通過(guò)備份路徑和FRR(Fast ReRoute，快速重路由)提供保護。 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和旁路擁塞節點(diǎn)，就可以消除網(wǎng)絡(luò )擁塞。隨著(zhù)LSP數量的增長(cháng)，還可以使用專(zhuān)門(mén)的離線(xiàn)工具進(jìn)行業(yè)務(wù)量分析。

　　MPLS TE的基本概念

　　1. LSP隧道

　　對于一條LSP，一旦在Ingress節點(diǎn)為報文分配了標簽，流量的轉發(fā)就完全由標簽決定了。流量對LSP的中間節點(diǎn)是透明的，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，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(guò)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(chēng)為T(mén)E隧道(Traffic Engineered Tunnel)。

　　MPLS TE的實(shí)現

　　MPLS TE主要實(shí)現兩類(lèi)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(guò)手工配置。

　　􀁺 動(dòng)態(tài)CR-LSP處理：包括對三種不同類(lèi)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。對于動(dòng)態(tài)CR-LSP，MPLS TE在實(shí)現上主要包括四個(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(guò)對現有的使用鏈路狀態(tài)算法的IGP協(xié)議進(jìn)行擴展來(lái)實(shí)現，比如OSPF協(xié)議和IS-IS協(xié)議的擴展。

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

　　每臺設備收集本區域或本級別所有設備每條鏈路的TE相關(guān)信息，生成TEDB(TE DataBase，流量工程數據庫)。

　　2. 計算路徑

　　使用鏈路狀態(tài)算法的路由協(xié)議通過(guò)SPF(Shortest Path First，最短路徑優(yōu)先)算法計算出到達網(wǎng)絡(luò )各個(gè)節點(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)算法計算出到達某個(gè)節點(diǎn)的最短路徑。

　　CSPF算法是從SPF算法衍生來(lái)的，CSPF有兩個(gè)輸入條件：

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

　　􀁺 流量工程數據庫TEDB。

　　CSPF的計算過(guò)程就是針對LSP要求，先對TEDB中的鏈路進(jìn)行剪切，把不滿(mǎn)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(zhù)色等約束參數，兩者完成的功能是一樣的。

　　從內部實(shí)現來(lái)看， RSVP-TE則通過(guò)Raw IP建立LSP連接。

　　RSVP技術(shù)經(jīng)歷了多年的發(fā)展，其體系結構、協(xié)議規程與對各種業(yè)務(wù)的支持機制相對比較成熟。

　　4. 轉發(fā)報文

　　使用建立的隧道轉發(fā)報文。

　　CR-LSP

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

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

　　下面對CR的主要內容進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

　　1. 嚴格顯式路由與松散顯式路由

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

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

　　2. 流量參數

　　路徑的流量參數有三個(gè)：峰值速率(peak rate)和承諾速率(committed rate)，描述路徑本身對帶寬的約束;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(guò)程中，無(wú)法找到滿(mǎn)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(chēng)為搶占(Preemption)。

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

　　搶占由RSVP-TE的Resv消息發(fā)起。當新建一條路徑Path1時(shí)，如果需要與已建立的路徑Path2爭奪資源，只有當Path1的建立優(yōu)先級高于Path2的保持優(yōu)先級時(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)先級不能高于保持優(yōu)先級，否則可能會(huì )導致LSP間無(wú)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。

　　當某個(gè)網(wǎng)絡(luò )未運行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(lái)創(chuàng )建CR-LSP，但這些CR-LSP將會(huì )隨路由變化而變化。當路由變化時(shí)，比如出現了一個(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

　　流量工程是系統規劃網(wǎng)絡(luò )資源使用的過(guò)程。根據用戶(hù)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制去優(yōu)化CR-LSP，以?xún)?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)行測量和對CR-LSP微調。使用MPLS TE則能夠動(dòng)態(tài)優(yōu)化CR-LSP，從而節省人力。

　　動(dòng)態(tài)優(yōu)化CR-LSP即定期重計算CR-LSP穿越的路由。如果重計算的路由優(yōu)于當前路由，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

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

　　RSVP(Resource Reservation Protocol，資源預留協(xié)議)是為IntServ(Integrated Service，綜合業(yè)務(wù)模型)而設計的，用于在一條路徑的各節點(diǎn)上進(jìn)行資源預留。RSVP工作在傳輸層，但不參與應用數據的傳送，是一種Internet上的控制協(xié)議，類(lèi)似于ICMP。

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，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)起對資源預留的請求，并維護資源預留信息;

　　􀁺 使用“軟狀態(tài)”(soft state)機制維護資源預留信息。

　　RSVP經(jīng)擴展后可以支持MPLS標簽的分發(fā)，并在傳送標簽綁定消息的同時(shí)攜帶資源預留信息，這種擴展后的RSVP稱(chēng)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(guò)消息的定時(shí)刷新來(lái)維持節點(diǎn)上的資源預留狀態(tài)。

　　資源預留狀態(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。對于某個(gè)狀態(tài)，如果連續沒(méi)有收到刷新消息，這個(gè)狀態(tài)將被刪除。

　　(2) 資源預留類(lèi)型

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

　　目前設備支持以下兩種預留類(lèi)型： bbs.hh010.com

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　　􀁺 FF(Fixed-Filter style)：固定過(guò)濾器類(lèi)型。為每個(gè)發(fā)送者單獨預留資源，不能與同一會(huì )話(huà)中其他發(fā)送者共享資源。

　　􀁺 SE(Shared-Explicit style)：共享顯式類(lèi)型。為同一個(gè)會(huì )話(huà)的發(fā)送者建立一個(gè)預留，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據，也不占用額外帶寬的前提下改變MPLS TE隧道屬性的機制。

　　圖 1 make-before-break示意圖

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

　　現在希望將帶寬增大為40M，Router A→Router B→Router C→Router D路徑不能滿(mǎn)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(wèn)題。

　　采用make-before-break機制，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(lèi)型

　　RSVP-TE使用RSVP的消息類(lèi)型，并進(jìn)行了擴展。RSVP使用以下消息類(lèi)型：

　　􀁺 Path消息：由發(fā)送者沿數據報文傳輸的方向向下游發(fā)送，在沿途所有節點(diǎn)上保存路徑狀態(tài)(path state)。

　　􀁺 Resv消息：由接收者沿數據報文傳輸的方向逆向發(fā)送，在沿途所有節點(diǎn)上進(jìn)行資源預留，并創(chuàng )建和維護預留狀態(tài)(reservation state)。

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

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

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

　　􀁺 ResvErr消息：如果在處理Resv消息的過(guò)程中發(fā)生了錯誤，或者由于搶占導致預留被破壞，就會(huì )向下游節點(diǎn)發(fā)送ResvErr消息。

　　􀁺 ResvConf消息：該消息發(fā)往接收者，用于對預留消息進(jìn)行確認。 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擴展主要是在其Path消息和Resv消息中增加新的對象，新增對象除了可以攜帶標簽綁定信息外，還可以攜帶對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消息新增的對象包括：LABEL_REQUEST、EXPLICIT_ROUTE、RECORD_ROUTE和SESSION_ATTRIBUTE。

　　􀁺 Resv消息新增的對象包括：LABEL和RECORD_ROUTE。

　　LABEL_REQUEST對象包含在Path消息中，為L(cháng)SP請求標簽綁定，該對象也保存在路徑狀態(tài)塊PSB(Path State Block)中。接收到該對象的節點(diǎn)將分配的標簽通過(guò)Resv消息中的LABEL對象通知上游節點(diǎn)，從而完成標簽的發(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(guò)程可以簡(jiǎn)單描述為：

　　(1) Ingress LSR產(chǎn)生攜帶標簽請求信息的Path消息，沿著(zhù)通過(guò)CSPF計算出的路徑逐跳發(fā)送給Egress LSR;

　　(2) Egress LSR收到Path消息后，產(chǎn)生攜帶預留信息和標簽的Resv消息，沿著(zhù)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)行資源預留;

　　(3) 當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刷新機制

　　RSVP通過(guò)Refresh消息來(lái)維護路徑和預留狀態(tài)，Refresh消息不僅用于在RSVP鄰居節點(diǎn)進(jìn)行狀態(tài)同步，也用于恢復丟失的RSVP消息。

　　Refresh消息并不是一種新的消息，它是以前發(fā)布過(guò)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，當網(wǎng)絡(luò )中的RSVP會(huì )話(huà)比較多時(shí)，Refresh消息會(huì )加重網(wǎng)絡(luò )負載;而對于時(shí)延敏感的應用，當消息丟失時(shí)，等待通過(guò)Refresh消息恢復的時(shí)間可能無(wú)法接受。簡(jiǎn)單地調整刷新間隔并不能同時(shí)解決這兩類(lèi)問(wèn)題。

　　RFC 2961(RSVP Refresh Overhead Reduction Extensions)定義了幾種新的擴展機制，用于解決Refresh消息帶來(lái)的上述問(wèn)題。 bbs.hh010.com

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　　(1) Message_ID擴展

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

　　在接口使能Message_ID機制后，可以配置重傳功能，設定RSVP消息的重傳參數。如果在重傳初始時(shí)間間隔內(假設為Rf秒)，沒(méi)有收到應答消息ACK，經(jīng)過(guò)(1+Delta)×Rf秒后，將重傳此消息。

　　(2) 摘要刷新擴展

　　摘要刷新Srefresh(Summary Refresh)可以不傳送標準的Path或Resv消息，而仍能實(shí)現對RSVP的狀態(tài)刷新，從而可以減少網(wǎng)絡(luò )上的Refresh消息流量，并加快節點(diǎn)對這類(lèi)消息的處理速度。

　　摘要刷新擴展需要與Message_ID擴展配合使用。只有那些已經(jīng)被包含Message_ID對象的Path和Resv消息發(fā)布過(guò)的狀態(tài)才能使用摘要刷新擴展機制刷新。

　　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對象，接收者收到帶有LABEL_REQUEST對象的Path消息后，就會(huì )分配一個(gè)標簽，并將標簽放在Resv消息的LABEL對象中。

　　LABEL_REQUEST對象保存在上游節點(diǎn)的PSB(Path State Block，路徑狀態(tài)塊)中，LABEL對象則保存在下游節點(diǎn)的RSB(Reservation State Block，預留狀態(tài)塊)中。當連續未收到刷新消息的次數超過(guò)PSB或RSB的超時(shí)倍數(當達到此數值時(shí)即為超時(shí))時(shí)，PSB或RSB中相應的狀態(tài)將被刪除。

　　假設有一個(gè)資源預留請求，在某些節點(diǎn)上沒(méi)有通過(guò)準入控制，有時(shí)可能不希望立即刪除這個(gè)請求的狀態(tài)，但這個(gè)請求也不應該阻止其他請求使用它預留的資源。這種情況下，節點(diǎn)將進(jìn)入阻塞狀態(tài)(Blockade State)，在下游節點(diǎn)生成BSB(Blockade State Block，阻塞狀態(tài)塊)。當連續未收到刷新消息的次數超過(guò)阻塞狀態(tài)超時(shí)倍數時(shí)，BSB中相應的狀態(tài)被刪除。

　　8. RSVP-TE GR

　　RSVP-TE GR功能依賴(lài)于RSVP-TE的Hello擴展能力，通過(guò)擴展的RSVP Hello報文向鄰居通告自己的GR能力和相關(guān)時(shí)間參數。設備和鄰居如果都具備RSVP GR能力，那么在完成GR參數的交互后，就可以在檢測到對方發(fā)生GR重啟時(shí)，充當對方的GR Helper，保證在GR Restarter重啟的過(guò)程中，數據轉發(fā)不會(huì )中斷。

　　當GR Restarter發(fā)生重啟時(shí)，GR Helper連續丟失的Hello報文次數超過(guò)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，并保持向對方周期性發(fā)送Hello報文，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(huà)協(xié)商，那么啟動(dòng)恢復定時(shí)器，并觸發(fā)信令報文交互以恢復原有的軟狀態(tài);否則，將刪除與該鄰居相關(guān)的所有RSVP軟狀態(tài)信息和轉發(fā)表項。如果恢復定時(shí)器超時(shí)，則刪除那些在GR恢復過(guò)程中沒(méi)有恢復的軟狀態(tài)和表項信息。

　　流量轉發(fā)

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

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　　配置流量沿隧道轉發(fā)有如下三種方法：

　　1. 靜態(tài)路由

　　使用靜態(tài)路由轉發(fā)流量，是最簡(jiǎn)便的方法，因為T(mén)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(guò)定義一條通過(guò)Tunnel接口到達目的網(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)行轉發(fā)。

　　2. 策略路由

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

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

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

　　IGP Shortcut特性也稱(chēng)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，計算該TE Tunnel隧道入口設備的IGP路由。

　　IGP Shortcut和轉發(fā)鄰接的區別在于：

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

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

　　圖 3 IGP Shortcut與轉發(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只能使入節點(diǎn)Router D在計算IGP路由時(shí)利用這條隧道，Router A并不能利用這條隧道到達Router C。如果配置了轉發(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的流量轉發(fā)到Router D上。 bbs.hh010.com

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　　IGP Shortcut和轉發(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接口的目的地址應該屬于使能相應特性的區域內;

　　􀁺 Tunnel接口的目的地址可通過(guò)區域內路由到達。

　　自動(dòng)帶寬調整

　　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(hù)最初不能確定有多少業(yè)務(wù)需要通過(guò)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。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(hù)請求帶寬建立流量工程隧道;當用戶(hù)業(yè)務(wù)增多時(shí)，自動(dòng)調整分配給這些CR-LSP的帶寬。

　　MPLS TE的自動(dòng)帶寬調整特性可以實(shí)現此功能，這一特性基于測量的業(yè)務(wù)量動(dòng)態(tài)調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(Path Protection，end-to-end protection)，對整條LSP提供保護，而FRR則是一種局部保護措施，只能保護LSP中的某條鏈路和某個(gè)節點(diǎn)。并且，FRR是一種快速響應的臨時(shí)性保護措施，對于切換時(shí)間有嚴格要求，LSP備份則沒(méi)有時(shí)間要求。

　　同一條隧道下對主LSP進(jìn)行路徑備份的LSP稱(chēng)為備份路徑。當Ingress感知到主LSP不可用時(shí)，將流量切換到備份路徑上，當主LSP路徑恢復后再將流量切換回來(lái)，以實(shí)現對主LSP路徑的備份保護。

　　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(guò)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)現網(wǎng)絡(luò )局部保護的技術(shù)。FRR的切換速度可以達到50ms，能夠最大程度減少網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)數據的丟失。

　　對LSP配置FRR功能后，當LSP上的某條鏈路或某個(gè)節點(diǎn)失效時(shí)，流量會(huì )被切換到保護鏈路上，同時(shí)LSP頭節點(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：被保護的LSP。

　　􀁺 Bypass LSP：旁路LSP，保護主LSP的LSP。

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

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

　　3. 保護方式

　　根據保護的對象不同，FRR分為兩類(lèi)：

　　􀁺 鏈路保護：PLR和MP之間有直接鏈路連接，主LSP經(jīng)過(guò)這條鏈路。當這條鏈路失效時(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鏈路保護示意圖

　　􀁺 節點(diǎn)保護：PLR和MP之間通過(guò)一臺設備連接，主LSP經(jīng)過(guò)這臺設備。當這臺設備失效時(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是被保護的設備。

　　圖 5 FRR節點(diǎn)保護示意圖

　　4. 部署快速重路由

　　在配置Bypass LSP時(shí)，應該規劃好它所保護的鏈路或節點(diǎn)，并確保該Bypass LSP不會(huì )經(jīng)過(guò)它所保護的鏈路或節點(diǎn)，否則不能真正起到保護作用。

　　另外，由于Bypass隧道需要預先建立，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，只能對關(guān)鍵的接口或鏈路進(jìn)行快速重路由保護。

　　DiffServ-Aware TE

　　Diff-Serv作為一種QoS解決方案，其主要實(shí)現機制是對流量按照服務(wù)類(lèi)型(class of service)進(jìn)行劃分，基于服務(wù)類(lèi)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，主要用于對網(wǎng)絡(luò )資源的使用進(jìn)行優(yōu)化。

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

　　概括來(lái)說(shuō)，DiffServ-Aware TE將不同服務(wù)類(lèi)型的流量與LSP進(jìn)行映射，使流量經(jīng)過(guò)的路徑符合對其服務(wù)類(lèi)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(lèi)型CT(Class Type)：CT指的是滿(mǎn)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)行準入控制。對于一個(gè)給定的Traffic Trunk，其經(jīng)過(guò)的鏈路都屬于相同的CT。

　　􀁺 帶寬約束B(niǎo)C(Bandwidth Constraints)：為了控制CT，可以構造不同的帶寬約束模型。帶寬約束模型由兩部分內容決定：最大BC數目(MaxBC)、BC與CT的對應關(guān)系。

　　MPLS LDP over MPLS TE

　　圖 6 MPLS LDP over MPLS TE典型應用

　　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