MPLS-TP的业务适配与标签转发机制

3.1 分组交换与转发技术

MPLS-TP的业务分组交换与转发功能主要对携带MPLS-TP标签的分组客户数据进行标签交换和数据转发。其主要功能包括预处理、转发交换、封装、分段、排序、定时、复用/解复用和监测。

(1)预处理是指对客户数据在做进一步处理之前先进行的处理，比如数据和地址的转换、对客户数据类型的识别等。通过预处理可以降低下一步处理的难度。

(2)汇聚模块主要负责根据客户数据信号或信令信号的类型及重要性将分组进行分类汇聚，并安排到不同类型的传送信道中传输，使不同类型的信号可以具有不同的服务质量(QoS)。

(3)封装模块在信号进行T-LSP复用和转发之前将信号进行适配。封装模块的实现与所要封装的客户信号类型紧密相关。对于分组、信元和时分这3种信号采用封装方法差别较大。封装主要是指给分组打上VC标签和T-LSP标签，并插入适当的OAM信息的过程。但根据客户信号类型的不同，有可能要使用到封装模块的3个子模块，即分段、排序和定时。在超过服务层网络所能承载的最大分组长度时，则要对客户信号进行分段。有些客户可能需要信号顺序传送和实时性支持，对这些信号的传输需要排序和定时功能。排序功能包括帧排序、复帧监测、丢帧监测。一些客户层信号，比如SDH、FR等，可能需要MPLS-TP传输具有时序性，即具有定时功能，包括时钟恢复及基于时间的分组传递。

MPLS-TP网络中从客户信号到链路帧的映射，包括了客户业务封装、信号复用和MPLS-TP包映射到链路帧的过程。MPLS-TP网络中各种信息结构单元的关系如图3所示。

客户信号可以直接映射到MPLS-TP LSP(如IP客户信号)，也可以通过基于CII的封装间接映射。可以附加T-MPLS网络OAM，并且数据包和OAM包都可以加上一个标签头进行复用。最后，MPLS-TP包映射到数据链路帧上，这些链路帧通过MPLS-TP拓扑链路传送。在MPLS-TP终端设备上转发交换模块把处理完的客户数据交换到相应的T-LSP上并转发；在中间传输交换设备中MPLS-TP标签分组数据被继续转发直到目的终端设备被解复用，转发给目的客户设备[8-9]。

3.2 双标签信令传送实现

采用标记分发协议(LDP)为以太虚拟局域网1(端口1A，VLAN 100)和以太虚拟局域网2(端口1B，VLAN 200)之间建立一个MPLS-TP虚电路的实例被用来说明双标签传送信令设计方案。如图4所示。

以下步骤说明了建立MPLS-TP虚电路的主要过程。

(1)以太虚拟局域网1向MPLS-TP网络终端1发出建立到以太虚拟局域网2的MPLS-TP虚电路的请求。

(2)终端设备1和2之间协商为该虚电路分配虚电路标志(VCID)。

(3)终端设备1初始化到终端设备2的LDP信令会话(如果不存在)。1、2都互相收到LDP KEEPALIVE消息，完成会话的建立，并准备好交换对该虚电路的标签绑定。

(4)当以太虚拟局域网的状态转为UP后，终端设备1就会根据VCID为该虚电路分配一个本地CII标签：500。并建立T-LSP 1对该虚电路进行传输，即为该虚电路分配T-LSP标签600。

(5)终端设备1把T-LSP标签放入T-LSP隧道TLV，把本地CII标签放入LABEL TLV，把CII-ID放入FEC TLV，然后用LABEL MAPPING消息传到终端设备2。

(6)终端设备1从终端设备2接收到LABEL MAPPING消息，将其解码得到CII标签和CII-ID。

(7)终端设备2独立地执行第1步到第6步。

(8)两个终端设备完成标签绑定交换并确认端口参数一致后，对编号为CII-ID50的T-MPLS虚电路的建立宣告成功。如果有一个以太局域网连接故障或拆除，就会有一个标签撤销消息被发送到对等终端设备，撤销它之前分发的MPLS-TP CII标签。

3.3 基于双标签传送模式的VPN业务

MPLS-TP网络具有丰富的OAM开销功能[10]，可以对网络中的信号进行监控和管理，提高了整个MPLS-TP网络的可操作性和安全性，为虚拟专用网(VPN)业务在MPLS-TP网络中的应用铺平了道路。同时传统的VPN技术(不管是二层隧道技术还是三层隧道技术)实现的原理较为简单。但在VPN扩展性、安全性、管理与维护、QoS和流量工程等方面存在明显不足，特别是如果客户采用不同的接入技术(PPP、ATM、帧中继、以太网等)时，运营商需要通过不同的核心网来提供VPN业务。基于MPLS-TP传送技术的VPN业务可以在与传送技术无关的统一网络平台上实现。

MPLS-TP VPN是通过在MPLS-TP骨干网上建立简单的点到点的隧道来实现的。它的客户设备不参与三层路由处理，用户自己配置VPN内部的路由，这就使得MPLS-TP VPN与用户的第三层网络协议无关。在MPLS-TP VPN中，终端设备仅负责用户客户设备之间的二层连接和转发，而三层以上的功能则由用户的客户设备实现。MPLS-TP网络本身可以承载不同的客户信号。通过对不同信号的适配和封装，客户可以采用不同技术接入MPLS-TP VPN网络，从而可以用较低的成本满足客户将不同层的VPN进行互联的需求。

MPLS-TP VPN的实现如图5所示。从图5中可以看出，MPLS-TP VPN在网络中采用双层标签。T-LSP标签标志终端设备之间的共享隧道，而CII标签标志着客户设备之间的专有连接。CII标签以MPLS-TP标签栈的方式，在MPLS-TP骨干网的标签交换通道构建的隧道中进行复用。LSP可以看作是承载多条虚电路的隧道。虚电路相当于是LDP给VPN用户建立的一条点到点的路径。

4 结束语

IP化是网络发展的必然趋势，MPLS-TP技术很好地满足了分组传送的需求，具有良好的分组传送业务适配和标签转发能力。同时，MPLS-TP面临其他分组传送技术(PBT)的挑战。作为新兴技术，MPLS-TP的成熟之路离不开标准化组织、电信运营商和设备制造商三者的共同支持。

5 参考文献

[1] 朱京, 刘昭伟, 雷学义, 等. PTN-信息通信基础承载网络的演进与变革[J]. 电力系统通信, 2009,30(4):52-59.
[2] NIVEN-JENKINS B, BRUNGARD D, BETTS M, et al. MPLS-TP requirements[R]. draft-jenkins-mpls-tp-requirements-01. 2008.
[3] ITU-T G.8114. Operation and maintenance mechanisms for T-MPLS layer networks[S]. 2007.
[4] ITU-T Rec G.8131.1. Transport MPLS (T-MPLS) layer network protection switching [S]. 2007.
[5] ITU-T Rec G.8112. Interfaces for the transport MPLS(T-MPLS) hierarchy[S]. 2006.
[6] ITU-T Rec G.8110.1/Y.1370.1. Architecture of transport MPLS (T-MPLS) layer network[S]. 2006.
[7] ZHANG Y J, ZHANG Z H, GU W Y, et al. A collision-aware queue assignment scheme for multiservice[C]//Proceedings of the IEEE International Conference on Advanced Infocomm Technology (ICAIT'09), Jul 7-9, 2009, Xi'an, China. Piscataway, NJ,USA:IEEE, 2009.
[8] ITU-T New Supplement Y.Sup4. Transport requirements for T-MPLS OAM and considerations for the application of IETF MPLS technology[S]. 2008.
[9] ITU-T G.8121. Characteristics of transport MPLS equipment functional blocks[S]. 2007.
[10] WARD D, BETTS M. MPLS architectural considerations for a transport profile[R]. ITU-T IETF Joint Working Team. 2008.