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摘 要：电力数据通信网是各类电力信息系统运行的平台，电力行业的特殊性要求运行的各项业务必须实现有效的隔离、监控和管理。绝大多数的站点都已部署MPLS/BGP VPN来满足多种灵活的业务需求，而MPLS TE是MPLS技术和流量工程的一种完美结合，可以实现网络资源的最优配置和合理调度。
关键词：数据通信网 MPLS/BGP VPN MPLS流量工程
一、流量工程的概念
随着网络规模的不断扩大，出现了两种工程：
（1）网络工程
网络工程是设计网络来满足流量的需求。其实质是按照流量的需求来规划、设计和部署网络的一个过程。
（2）流量工程
流量工程是设计流量使之能够在现有的网络中正常传送，是控制流量如何通过本网络以实现资源利用的最大化和提升网络的表现力的一种手段。
网络工程和流量工程的实质区别在于设计者是对网络的部署还是流量的规划以及现有网络是否已经存在。
流量工程的主要目标在保证网络操作效率和可靠性的同时，实现网络资源利用的最大化以及提升网络的表现。通过更加有效的带宽资源的利用来降低整网运作的成本和花费；通过对流量的合理调配，可以避免部分链路拥塞，部分链路空闲的现象；通过对流量的合理规划，实现网络资源利用的最优化，以提升网路的整体性能。
流量工程的性能指标主要包括两大方面：
面向业务的性能指标：增强业务的QoS性能。例如对分组丢失、时延、吞吐量以及服务等级协定SLA（Service Level Agreement）的影响。
面向资源的性能指标：优化资源利用。带宽是一种重要资源，对带宽资源进行高效管理是流量工程的一项中心任务。
二、早期的流量工程介绍
在MPLS 的流量工程出现之前主要用于实现流量工程的技术有ATM流量工程和IP流量工程。
（1）IP流量工程
基于IP的流量工程比较通用，但是也非常粗糙。IP的流量工程不能根据流量的来源控制传送的路径，是基于目的地址（Destination-based）的转发。IP流量工程控制流量主要方法是通过IGP路由协议来改变特定链路的花费值（Cost）。
根据IGP的选路原则来自R1和R2的流量都将沿R3-R4-R5的路径到达终点R8
改变下面路径的COST值，来自R1和R2的流量都将沿R3-R6-R7-R5的路径到达终点R8
基于IP的流量工程缺陷：
仅仅基于IGP Metric的路径计算是远远不够的，往往在现实网络中还需考虑带宽、链路属性等其他因素。基于IP的流量工程是基于IGP面向目的地址的转发，是hop-by-hop的转发，无法实现根据来源来控制流量转发。基于IP的流量工程是面向无连接的，不能实现显式路径（Explicit Routing）
（2）ATM流量工程
基于ATM的流量工程主要通过建立从流量源到流量目的地的PVC来实现，面向连接的流量工程，可以较容易的实现流量的合理调配和良好的QOS功能。需要结点间建立全连接（Full-mesh）VC，同时还是端到端的流量工程，不像IP流量工程是基于hop-by-hop的。
物理结构中：Layer 2（ATM/FR）网络以实现基于ATM的流量工程。
逻辑结构中：所有的Layer 3（Routers）设备组成一个全连接（Full-mesh）结构。在这个Full-mesh结构中，每个路由器都有一个单独的VC和其他任意一个路由器相连。
基于ATM的流量工程缺陷：
在传统的IP网络中如果需要实现基于ATM的流量工程，需要增加附加的ATM/FR设备，增加了网络运营的成本。基于ATM的流量工程会给网络运营带来更加复杂的网络管理成本。两层的网络结构，ATM设备和IP设备很难集成在一起进行管理；不同性质的设备，必然会带来附加的设备培训、技术支持、工程实施工作。全连接（Full-mesh）的框架结构，存在O（N2）的问题，扩展性较差，同时IP over ATM会带来不必要的附加开销（Cell Tax）。
三、MPLS流量工程
（1）MPLS流量工程的技术优势
MPLS技术采用固定长度的标签查找代替了传统IP路由最长匹配的查找方式，提高了转发的速度。这是当初发展MPLS技术的初衷。MPLS技术可以很好的集成IP和ATM业务，避免了IPOA等技术的附加花费。MPLS真正的优势在于提供了多种增值服务：MPLS VPN、MPLS QOS、MPLS Traffic Engineering（TE），而MPLS TE是MPLS技术和流量工程的完美结合，是大型网络服务提供商核心网络和骨干网络发展的方向和趋势
（2）MPLS TE的实现方式
目前主流的MPLS TE實现方式：RSVP-TE技术较为成熟，已经规模运用，但技术本身较为复杂，扩展性较差；CR LDP-TE技术不太成熟，基本没有运用，但是比较简单，扩展性较好。目前业界主要采用RSVP-TE的方式。
（3）实现MPLS TE的必要条件
支持建立面向端到端的，基于LSP的流量隧道（Tunnel）；
支持根据不同的优先级进行隧道抢占的功能；
支持故障失效倒换功能。当链路或节点故障后，可以保证快速的进行流量的切换；
支持预先建立备份路径的功能。
支持LSP隧道随网络资源情况的变化而进行路径重优化；
支持LSP隧道随带宽变化自动进行带宽的调整；
支持显式路径。可以根据实际需要，包含或不包含特定的节点；
支持优先级LSP隧道。不同优先级的流量进入不同的隧道中，提供不同的优先级服务。
小结：MPLS流量工程是MPLS技术和流量工程的完美结合，可以最大程度的实现优化让整个电力数据通信网能够合理利用网络资源，同时提高网络的整体性能，让各个不同的业务再实现有效的隔离、监控和管理的同时还可以兼顾到因链路拥塞而造成的业务访问缓慢问题，实现整网资源的合理利用。■
关键词：数据通信网 MPLS/BGP VPN MPLS流量工程
一、流量工程的概念
随着网络规模的不断扩大，出现了两种工程：
（1）网络工程
网络工程是设计网络来满足流量的需求。其实质是按照流量的需求来规划、设计和部署网络的一个过程。
（2）流量工程
流量工程是设计流量使之能够在现有的网络中正常传送，是控制流量如何通过本网络以实现资源利用的最大化和提升网络的表现力的一种手段。
网络工程和流量工程的实质区别在于设计者是对网络的部署还是流量的规划以及现有网络是否已经存在。
流量工程的主要目标在保证网络操作效率和可靠性的同时，实现网络资源利用的最大化以及提升网络的表现。通过更加有效的带宽资源的利用来降低整网运作的成本和花费；通过对流量的合理调配，可以避免部分链路拥塞，部分链路空闲的现象；通过对流量的合理规划，实现网络资源利用的最优化，以提升网路的整体性能。
流量工程的性能指标主要包括两大方面：
面向业务的性能指标：增强业务的QoS性能。例如对分组丢失、时延、吞吐量以及服务等级协定SLA（Service Level Agreement）的影响。
面向资源的性能指标：优化资源利用。带宽是一种重要资源，对带宽资源进行高效管理是流量工程的一项中心任务。
二、早期的流量工程介绍
在MPLS 的流量工程出现之前主要用于实现流量工程的技术有ATM流量工程和IP流量工程。
（1）IP流量工程
基于IP的流量工程比较通用，但是也非常粗糙。IP的流量工程不能根据流量的来源控制传送的路径，是基于目的地址（Destination-based）的转发。IP流量工程控制流量主要方法是通过IGP路由协议来改变特定链路的花费值（Cost）。
根据IGP的选路原则来自R1和R2的流量都将沿R3-R4-R5的路径到达终点R8
改变下面路径的COST值，来自R1和R2的流量都将沿R3-R6-R7-R5的路径到达终点R8
基于IP的流量工程缺陷：
仅仅基于IGP Metric的路径计算是远远不够的，往往在现实网络中还需考虑带宽、链路属性等其他因素。基于IP的流量工程是基于IGP面向目的地址的转发，是hop-by-hop的转发，无法实现根据来源来控制流量转发。基于IP的流量工程是面向无连接的，不能实现显式路径（Explicit Routing）
（2）ATM流量工程
基于ATM的流量工程主要通过建立从流量源到流量目的地的PVC来实现，面向连接的流量工程，可以较容易的实现流量的合理调配和良好的QOS功能。需要结点间建立全连接（Full-mesh）VC，同时还是端到端的流量工程，不像IP流量工程是基于hop-by-hop的。
物理结构中：Layer 2（ATM/FR）网络以实现基于ATM的流量工程。
逻辑结构中：所有的Layer 3（Routers）设备组成一个全连接（Full-mesh）结构。在这个Full-mesh结构中，每个路由器都有一个单独的VC和其他任意一个路由器相连。
基于ATM的流量工程缺陷：
在传统的IP网络中如果需要实现基于ATM的流量工程，需要增加附加的ATM/FR设备，增加了网络运营的成本。基于ATM的流量工程会给网络运营带来更加复杂的网络管理成本。两层的网络结构，ATM设备和IP设备很难集成在一起进行管理；不同性质的设备，必然会带来附加的设备培训、技术支持、工程实施工作。全连接（Full-mesh）的框架结构，存在O（N2）的问题，扩展性较差，同时IP over ATM会带来不必要的附加开销（Cell Tax）。
三、MPLS流量工程
（1）MPLS流量工程的技术优势
MPLS技术采用固定长度的标签查找代替了传统IP路由最长匹配的查找方式，提高了转发的速度。这是当初发展MPLS技术的初衷。MPLS技术可以很好的集成IP和ATM业务，避免了IPOA等技术的附加花费。MPLS真正的优势在于提供了多种增值服务：MPLS VPN、MPLS QOS、MPLS Traffic Engineering（TE），而MPLS TE是MPLS技术和流量工程的完美结合，是大型网络服务提供商核心网络和骨干网络发展的方向和趋势
（2）MPLS TE的实现方式
目前主流的MPLS TE實现方式：RSVP-TE技术较为成熟，已经规模运用，但技术本身较为复杂，扩展性较差；CR LDP-TE技术不太成熟，基本没有运用，但是比较简单，扩展性较好。目前业界主要采用RSVP-TE的方式。
（3）实现MPLS TE的必要条件
支持建立面向端到端的，基于LSP的流量隧道（Tunnel）；
支持根据不同的优先级进行隧道抢占的功能；
支持故障失效倒换功能。当链路或节点故障后，可以保证快速的进行流量的切换；
支持预先建立备份路径的功能。
支持LSP隧道随网络资源情况的变化而进行路径重优化；
支持LSP隧道随带宽变化自动进行带宽的调整；
支持显式路径。可以根据实际需要，包含或不包含特定的节点；
支持优先级LSP隧道。不同优先级的流量进入不同的隧道中，提供不同的优先级服务。
小结：MPLS流量工程是MPLS技术和流量工程的完美结合，可以最大程度的实现优化让整个电力数据通信网能够合理利用网络资源，同时提高网络的整体性能，让各个不同的业务再实现有效的隔离、监控和管理的同时还可以兼顾到因链路拥塞而造成的业务访问缓慢问题，实现整网资源的合理利用。■