陳婷

1引語

移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展為運營商帶來新的收入增長點。與此同時，網(wǎng)絡(luò)所承載的業(yè)務(wù)日趨紛繁、龐大，用戶對帶寬、時延等網(wǎng)絡(luò)指標的要求也越來越高。這些不斷增加的業(yè)務(wù)需求為傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)帶來了新的改造壓力。

作為中國移動的傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)，0SPF網(wǎng)的特性很明顯：效率高，在超大型網(wǎng)絡(luò)中，只需很小的網(wǎng)路額外負載：但網(wǎng)絡(luò)復雜，必需適當?shù)囊?guī)劃，其設(shè)定及管理也相對困難。隨著lP網(wǎng)絡(luò)的擴大，接入點不斷增加或減少，網(wǎng)絡(luò)路由一直處于動態(tài)試算的狀態(tài)，如果某點出現(xiàn)問題，則全網(wǎng)路由也會出現(xiàn)問題。因此，傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)已無法滿足需求，需要新技術(shù)來加以改造。MPLS VPN是lP技術(shù)與ATM交換技術(shù)融合發(fā)展的“優(yōu)生兒”，作為面向連接的新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)受到重視。

2MPLS VPN技術(shù)概要

2.1概念

MPLS VPN是一種基于MPLS技術(shù)的IP—VPN，是在網(wǎng)絡(luò)路由和交換設(shè)備上應(yīng)用MPLS技術(shù)，簡化核心路由器的路由選擇方式，利用結(jié)合傳統(tǒng)路由技術(shù)的標記交換實現(xiàn)的lP虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(IP VPN)，可用來構(gòu)造寬帶的Intranet、Extranet，用MPLS VPN技術(shù)就可以把現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)分解成邏輯上隔離的網(wǎng)絡(luò)，以適應(yīng)不同的業(yè)務(wù)需求：并且解決IP網(wǎng)絡(luò)地址不足和QoS的問題，也可以用MPLS VPN為lPV6提供開展業(yè)務(wù)的可能。

2.2結(jié)構(gòu)

按PE(Provider Edge)是否參與VPN路由處理，可分為L2 MPLS VPN，L3 MPLS VPN。目前說的MPLS／BGP VPN一般是指三層VPN?；贐GP擴展實現(xiàn)的L3MPLS VPN所包含的基本組件：P、PE、CE、SlT已

(1)P(Provider Router)：骨干網(wǎng)核心路由器，負責MPLS標簽轉(zhuǎn)發(fā)，不與CE直接相連。

(2)PE(Provider Edqe Router)：骨干網(wǎng)邊緣路由器，存儲VRF(VirtuaI RoutinqForwardinglnstance)，處理VPN-IPv4路由，是MPLS三層VPN的主要實現(xiàn)者，直接與CE相連。

(3)CE(Custom Edge Router)：用戶網(wǎng)邊緣路由器，直接與PE相連的接入設(shè)備，分布用戶網(wǎng)絡(luò)路由。

(4)VPN用戶站點(SlTE)：是VPN中一個孤立的IP網(wǎng)絡(luò)，一般來說不通過骨干網(wǎng)，不具有連通性，可以把它看作是由各類業(yè)務(wù)接入的組成，通過一條或多條PE-CE鏈路接至VPN中。

模型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.3 MPLS VPN的工作原理

CE首先通過靜態(tài)路由或BGP將用戶網(wǎng)絡(luò)中的路由信息通知P已同時在PE之間采用BGP的Extension傳送VPNlP信息及相應(yīng)的VPN標記，而在PE與P路由器之間則使用lGP協(xié)議相互學習路由信息，采用LDP協(xié)議進行路由信息與骨干網(wǎng)絡(luò)中的標記的綁定。此時形成CE、PE以及P路由器中基本的網(wǎng)絡(luò)拓撲以及路由信息。PE路由器有了骨于網(wǎng)絡(luò)的路由信息及每一個VPN的路由信息。

當屬于某-VPN的CE數(shù)據(jù)接入骨干網(wǎng)時，在CE與PE的接口上識別出該CE屬于某一個VPN，則到該VPN的路由表中去讀取下一跳的地址信息，同時在前傳的數(shù)據(jù)包中打上VPN標記。為了到達目的端PE，在起始端PE中讀取骨干網(wǎng)絡(luò)的路由信息，得到下一個P路由器的地址，同時采用LDP在用戶前傳數(shù)據(jù)包中打上骨干網(wǎng)絡(luò)中的標記。

在到達目的端PE之前的最末P路由器時，將骨干網(wǎng)絡(luò)中的標記去掉，讀取VPN標記，找到VPN，并送到相應(yīng)的接口上，數(shù)據(jù)傳送至VPN目的地址。如圖2所示。

3MPLS VPN技術(shù)在浙江移動PS承載網(wǎng)改造中的應(yīng)用分析

利用MPLS VPN技術(shù)可以把龐大的IP網(wǎng)絡(luò)做邏輯上的若干分割，這樣就能降低網(wǎng)絡(luò)擴張的成本，并且便于管理。因此，中移動使用這一技術(shù)在CS／PS承載網(wǎng)上承載2G／3G各種不同業(yè)務(wù)。

移動PS域業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)由PS域省內(nèi)IP專網(wǎng)和GPRS匯聚網(wǎng)絡(luò)組成，其中PS域省內(nèi)IP專網(wǎng)用于承載PS域GB口和IU口業(yè)務(wù)，GPRS匯聚網(wǎng)絡(luò)用于承載PS域GN口和GI口業(yè)務(wù)。于2007年底開始，浙江移動GBoverIP承載網(wǎng)絡(luò)共由省局點及5個分地市局點的路由器組成，用于承載BSC至SGSN的Gb口業(yè)務(wù)，全網(wǎng)絡(luò)使用OSPF協(xié)議。但隨著GBoverIP業(yè)務(wù)的增長，原網(wǎng)絡(luò)無法滿足需求，2008年底移動運營商開始對原網(wǎng)絡(luò)進行局點擴容，并增加BR設(shè)備(即MPLS VPN模型中的ProviderRouter)，但網(wǎng)絡(luò)依舊使用OSPF協(xié)議。很顯然，傳統(tǒng)OSPF技術(shù)自身的復雜性限制了網(wǎng)絡(luò)擴展，無法滿足業(yè)務(wù)增長需求，單靠硬件擴容已不足以解決問題。伴隨3G的到來，浙江移動2009年開始著重優(yōu)化PS域省內(nèi)IP專網(wǎng)，致力于打造一張可擴展、可運維的高速、高可靠IP承載網(wǎng)絡(luò)。因此移動運營商對PS承載網(wǎng)做了MPLS VPN改造，在物理接口和協(xié)議架構(gòu)上均發(fā)生了較大的變化。網(wǎng)絡(luò)拓撲如圖3所示，藍色箭頭標識出改造的位置。

3.1改造組件

BSC／RNC(即SITE部分)、CE、AR(即PE)、BR(即P)。CE主要承載無線和核心網(wǎng)PS域業(yè)務(wù)，此VPN接入改造，包括了PS域的IU-PS邏輯接口(包括RNC和SGSN)、Gb邏輯接口(包括BSC和SGSN)。

3.2VPN改造具體內(nèi)容

進行物理硬件擴容，新增AR設(shè)備，并在AR(PE)，BR(P)相關(guān)端口上啟用MPLS LDP協(xié)議，構(gòu)建完成新的BGP MPLS VPN骨干網(wǎng)。

更新C E設(shè)備，使其支持多實例VPN路由轉(zhuǎn)發(fā)(multi－VRF)，并把CE與業(yè)務(wù)設(shè)備之間的二層STP結(jié)構(gòu)改造成為三層結(jié)構(gòu)。

把CE下掛的業(yè)務(wù)分成3個VPN接入：BSC－Gb口業(yè)務(wù)、RNC—IU_PS口信令業(yè)務(wù)、RNC-lU_PS口媒體業(yè)務(wù)。即使用VPN通道把2G／3G設(shè)備業(yè)務(wù)分路，即實現(xiàn)Gb、luPS分路：3G信令與媒體分開。業(yè)務(wù)接入改造示意如圖4所示。

3.3改造后情況及效果評估

浙江省各PS承載網(wǎng)分布于5個地市共25個局點。采用BR－AR—CE(即P—PE—CE)三層物理架構(gòu)的雙平面網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)負載分擔，具有良好的倒換性能。地市CE用于掛接BSC／RNC，省中心CE用于掛接SGSN設(shè)備。全網(wǎng)絡(luò)用于承載BSC／RNC至SGSN的Gb口和lU口業(yè)務(wù)。VPN改造后的PS承載網(wǎng)實行分類承載，其IU—PS信令、IU—PS媒體和Gb over IP業(yè)務(wù)運行在各自VPN內(nèi)，2G、3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)彼此安全隔離，這樣更利于業(yè)務(wù)擴張。VPN改造完成后的拓撲如圖5所示。

從圖5可見，接入層路由器C E G B、IU—PS信令、IU—PS媒體這幾個VPN業(yè)務(wù)封裝在各自VPN內(nèi)，接入PS承載網(wǎng)，提交至作為PE設(shè)備的AR，完成對IP包的MPLS封裝，配置VPN數(shù)據(jù)：再發(fā)至作為P設(shè)備的BR，對包含MPLS標簽的IP包完成轉(zhuǎn)發(fā)和處理工作。

截至2010年底，浙江移動完成了PS承載網(wǎng)的MPLS VPN改造，相對于原先的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢明顯：

其一，IP地址資源在VPN內(nèi)使用更充足，使承載網(wǎng)能夠承載更多業(yè)務(wù)，便于擴張：

其二，路由更清晰，相互干擾少。簡言之，VPN改造后，PS承載網(wǎng)增加RNC，不會對BSCGB VPN產(chǎn)生任何影響，而之前的網(wǎng)絡(luò)，是統(tǒng)一計算路由的：

其三，業(yè)務(wù)用VPN通道分開后，便于QoS控制，不同業(yè)務(wù)劃分不同等級，更便于管理。

4結(jié)束語

移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，促使運營商不斷更新改良IP網(wǎng)絡(luò)。使用MPLS VPN技術(shù)可以把一張物理網(wǎng)分割成很多邏輯網(wǎng)，一個VPN內(nèi)的路由變化不會影響到其他VPN：同時該技術(shù)應(yīng)用簡單，可支持多種接入，便于管理，有較好的擴展性和靈活性，利于運營商運用于各種業(yè)務(wù)的承載網(wǎng)。相信MPLS VPN將逐漸成為移動運營商網(wǎng)絡(luò)IP化發(fā)展的主導技術(shù)。