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对MPLS/VPN三层组网技术的几点探讨

时间:2019-02-16    作者: 王江    来源: 永信论文网
摘要:MPLS VPN三层网络技术是当前虚拟网络发展的重要方向之一,在网络通信中具有广泛的应用,从MPLS VPN三层网络技术的组网方式进行分析,探究MPLS VPN网络的数据通信过程,总结了MPLS VPN网络的业务承载、传输质量、Qos保障等内容,并对MPLS VPN技术的特征进行分析,并针对MPLS VPN三层网络的特征,详细的阐述了MPLS VPN三层网络的测试指标与方法,为MPLS VPN三层网络技术研究提供借鉴与参考。

关键词:MPLS VPN;三层网络技术;测试方法

随着网络通信中大量数据的传输,现有的数据交换技术不能有效的实现数据之间的转换与控制,如何改变网络数据的传输与控制,简化网络核心路由器的工作压力,是当前数据综合网络的重要发展趋势。MPLS VPN技术是一种基于多协议标签交换的网络技术,采用IP VPN方式进行数据交换,通过在网络交换设备与路由器中采用MPLS技术,简化网络核心路由器的通讯选择方式,并将原有的路由器技术对数据交换进行标注,实现网络通讯的IP虚拟专用网络(IP VPN)技术,利用MPLS VPN技术可以实现Intranet、Extranet带宽拓展,满足多种灵活的业务需求与海量数据的传输。采用MPLS VPN技术能够有效的将现有的IP网络分解成为各种逻辑上隔离的通信网络。MPLS VPN技术具有灵活性、拓展性、QoS等方面的优势,在网络通信中得到了广泛的应用,促进了MPLS VPN技术在通信网络与企业网络中的应用十分广泛。

一、MPLS VPN三层网络的组网设计

MPLS VPN网络的组网设备主要包括:客户网边缘路由器(CE)、通信骨干网边缘路由器(PE)和骨干网核心路由器(P)等几个部分,同时还有VPN用户节点等通信组组成。骨干网核心路由器的主要功能是将VPN网络的分组外层标签交换与MPLS的数据转发,通信骨干网边缘路由器的主要功能是实现通信网络的PE存储全局路由表和VRF(虚节点转发表)的一系列相关需要,客户网边缘路由器的功能是负责网络路由发布,实现客户端的数据通信需要,VPN的用户节点是保证各个用户在通信过程中的数据转发与应用。MPLS VPN三层网络的组网(MPLS L3 VPN)设计要求能够满足原因的两层网络通信的要求,具体的网络结构如下图1所示。MPLS L3 VPN组网方式中,采用了灵活多样的连接方式,用户接入VPN的方式是每个通信的网络Site提供一个或多个CE,各个CE之间的连接采用平行接入的方式,并接入到骨干网络边缘路由器PE上,然后在PE上为每一个接入的VPN的CE用户配置VRF,通过VRF的设置和控制,将PE-CE的物理接口、逻辑接口、甚至L2TP/IPSec隧道等相关的通信命令与数据接口有机的结合在一起,实现用户的VPN数据通信。

MPLS L3 VPN组网技术具有灵活多样的特征,可把用户路由复杂性转移给网络服务的提供商,由提供商为用户的数据需要提供支持服务,这样就可以与IP网络很好地融合,便于服务商对用户的数据进行控制,并能够支持多种封装协议、数据的互通,通过还能够支持多种MPLS VPN的二层协议,可以构建在多种网络数据传输的方式,通过MPLS技术,可以有效的实现网络通信路由的自动发现功能,并能够方便的进行数据传输。因此,MPLS VPN的三层网络传输技术具有很强的自动路由发现功能,能够很好的对网络数据进行控制与管理。通过上面的分析可以看出,MPLS L3 VPN网络数据传输具有很强的QoS能力、路由控制能力、自动识别功能,可跨不同地域/封装协议建立VPN网络连接、节省省际之际的数据传输带宽传输资源,维护比较简单等优点,适用于无一定技术团队、QoS保障要求高的高等级跨区域的网络数据传输中。

图1 MPLS L3 VPN网络架构图

二、MPLS VPN三层网络的组网的特征

MPLS VPN三层网络的业务比较广泛,能够有效在大型跨境企业、企业与合作伙伴之间构建IP VPN的虚拟网络,通过IP连接,实现安全可靠的客户数据中心的访问,可以有效的实现客户之间、网内外的数据高质量连接。

1、组网灵活:MPLS VPN技术灵活多样的特征,这样客户就可以利用通信运营商的网络任意节点之间(any-to-any)的组网通信,使得网络通信变得比较便捷、迅速,运营商可以根据用户的需要,在全国范围内的客户节点之间建立多种形式的网络拓扑结构,例如可以创建星型、全网状、部分网状的网络拓扑结构,然后再各个通信节点之间运营标准的网络通信互联协议,就可以有效的实现跨网络之间的有效通信与互通。

2、业务承载透明:MPLS VPN技术可以有效的对网络通信的上层应用进行透明的承载,采用数据分层传输的技术对数据进行控制,同时还能够支持企业的多种业务发展与融合,实现企业的网络内部、跨网络之间的通信,客户可以充分的利用MPLS VPN可承载数据、语音信息、图像和视频等综合业务应用,使得网络通信数据传输变得透明。

3、差异化Qos分级:在MPLS VPN技术架构的三层网络通信中,网络可提供多个Qos保障等级,从不同的等级要求对网络传输的数据进行质量控制,保障客户不同应用的指标要求,实现客户的多样化的数据传输服务,有效的满足客户业务维度(如语音、数据、视频等数据业务)数据传输以及节点维度(如总部节点、分支节点)个性化数据的不同等级保障与质量控制管理。

4、数据接入方式多样:MPLS VPN三层网络具有灵活多样的特征,在网络传输的过程中可以采用PTN、SDH/MSTP、光纤直连接入、专线接入等多种数据接入与传输的方式,这样也能够有效的实现不同网络之间的数据传输与跨网络的数据传输服务。

5、专业化网管服务:MPLS VPN三层网络采用了专业化的设备对网络数据传输进行控制,这样就需要有专业化网管中心,服务提供商、客户通过专业化的网络管理平台,可以有效的对跨区域、境内外的网络节点端到端网络之间进行主动监控与管理,这样就可以有效的对全网的网络客户进行管理和控制,能够及时的发现网络传输中存在的问题,对相关的数据进行统一维护与管理,能够快速的发现网络中的故障,并能够形成有效的网络运行报告。

6、高扩展性:高扩展性是MPLS VPN三层网络的重要特征,能够快速实现通信网络的拓展,并降低网络建设的成本。它可以在任何一个站点之间增加该站点的客户MPLS VPN接入与控制,即可实现互通,易于扩展,扩大网络通信的规模,而且能够有效的降低客户在组网与并网的成本,提高网络施工的效率,这种功能特别适合于大型集团、大型网络服务提供商、境内外的用户对网络节点进行扩充的需要。

7、快速的跨省、跨境业务数据互联。对于跨省客户业务,在数据传输的过程中,客户侧的CE设备可以通过城域网内之间的数据传输设备,将客户侧的数据接入到目标区域的PE设备上,PE设备然后采用省内干线传输系统将客户的请求接入到骨干网路由器(即P设备),通过对应的IP数据,为客户实现数据的链接,客户涉及省P设备通过全国干线传输互联,这样采用MPLS VPN三层网络就可以为跨省、跨区域的客户建立虚拟的网络客户节点,进而能够有效的建立网络数据链接,实现客户跨省业务的互联处理。而对跨境客户数据业务的处理,在用户发出请求之后,在CE端连接到运营商的IP城域网的PE端,然后就可以通过IP专网与国际网络出口节点连接到海外的POP网络中,然后通过网络设备转接到境外的客户端通信节点,这样就可以实现虚拟专网的数据业务互联。

三、MPLS VPN三层网络的组网测试分析

客户在使用MPLS VPN业务进行网络数据传输的过程中,主要关注网络的可用率、网络的稳定性、接入性等相关的指标,这些内容反映到网络中就是数据传输的时延、抖动、分组丢失等相关的问题,因此,对于MPLS VPN三层网络的测试,可以针对CE-CE,PE-CE逐段进行测试,通过分析网络链路连通质量、VPN连通、路由协议收敛等来分析网络的通信质量。

1、CE-CE测试方法分析。对于客户边缘路由器CE-CE之间的数据通信连接测试,主要是对VPN的数据连接的连通性、路由通信协议收敛、链路连通质量和链路冗余性等相关的指标进行测试,可以将CE路由器作为测试的对象,可以用电脑登陆到CE设备的Console口,采用ping网络测试命令来检查VPN路由的数据连接与传输的情况,根据测试的要求设置通信分组的大小(64-1600Byte),然后采用Ping命令实现对CE的端节点联通性与数据通信的效果进行测试,一般情况下,主要对网络传输的时延、分组丢失率、抖动性能指标等相关的内容进行测试,分析客户边缘路由器CE-CE之间的连接情况,同时,还可以配以光功率计测试链路之间的光功率,通过光功率的记录情况,对网络的稳定性进行分析,如果在测试的过程中,存在双CE的情况,可以先断开一个CE链路,进行倒换测试,同样的采用ping命令进行数据通信测试,并对其中的时延、分组丢失率、抖动性能指标等进行测试,分析其中的一个CE-CE之间的连接是否正常,然后采用同样的方法对另一个CE链路进行测试即可。

2、PE-CE测试方法分析。在对PE-CE之间的连接进行测试时,主要考虑传输网络的电路传输质量与传输链路的带宽进行测试,在测试时,可以在客户端的传输设备进行测试。测试的方法是在客户端的两侧设备上分别连接PC或者笔记本电脑,并配置两台电脑设备的IP地址,并将两台PC的地址配置在同一个子网掩码区域内,保证电脑的网卡没有故障,能够正常的工作,然后将其中的一台PC作为服务器,另外一台作为客户端主机,作为网络通信的连接设备,在服务器端安装FTP Server软件,保证网络能够有效的畅通,并配置好用户权限,然后在客户端主机安装FTP Cilent软件,这样就形成一个网络通信结构,然后在客户端主机的FTP Cilent软件访问服务器,并从服务器主机的FTP Server获取大容量文件,测试网络数据的传输的速率、质量等相关的指标,即进行FTP下载操作,待下载速率稳定后记录下载速率,观察下载速率的变化情况,一般的情况下,在测试的过程中,可以重复10次操作,待FTP操作稳定之后,取10次测试速率的平均值,可以测试出传输电路的带宽,并能有效的对PE-CE的稳定性及带宽进行测试。

四、结束语

随着MPLS技术的不断成熟,并在通信网络中的推广与应用,MPLS VPN技术已经成为一种广泛应用的虚拟网络技术,促进各个网络运营商以及一些大型的企业都在建立自己的内部intranet网络,可以有效的将企业的所有业务及数据承载在企业的内部intranet网络中,实现企业集团内部的数据信息化处理。MPLS VPN不仅能够满足VPN用户对网络通信的安全性的要求与网络通信的带宽要求,同时还大大减少了网络运营商及用户方的维护量以及运营成本,提高网络通信的质量与效率。而且,MPLS VPN具有灵活多样的特征,便于有效的实现三网合一,满足用户能够在同一网络平台上实现基于MPLS VPN网络的IP数据、语音和视频的远程通信与操作,成为未来虚拟网络的发展趋势之一。

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