Принцип работы сети MPLS - Многопротокольная коммутация по меткам
Рис. 1 Структура заголовка метки MPLS
Пока группа IETF разрабатывала модели интегрального и дифференцированного обслуживания, было найдено более эффективное решение проблемы обеспечения качества услуг при передаче мультимедийного трафика. Таким решением является многопротокольная коммутация по меткам MPLS (Multiprotocol Label Switching)[1][2], позволяющая передавать интернет-трафик по сети. Сеть MPLS ориентирована на надежный сервис с установлением соединения в отличии от ненадежных дейтаграммных сетей. При рассмотрении использования механизмов в IP-сетях модели IntServ и DiffServ оперируют соответственно в режиме сквозной передачи и на уровне транзитов. MPLS игнорирует протокол IP, так как нет полей заголовка IP-пакета, обрабатываемых в целях обеспечения качества услуг QoS. В технологии MPLS маршрутизация базируется не на адресе назначения, как в IP-сети, а на метках, которые вставляются в начало каждого пакета данных. Метод использования меток во многом близок к виртуальным каналам. Сети Х.25, Frame Relay, АТМ также устанавливают метки (идентификаторы виртуальных каналов), на основе которых осуществляется коммутация с помощью таблиц маршрутизации. Заголовок метки MPLS, состоящий из четырех байтов, предопределяет сетевой маршрут, который учитывает требуемый уровень QoS.
Заголовок MPLS-метки состоит из следующих полей (рис. 1):
- - метка (20 бит) используется для выбора соответствующего пути коммутации по меткам; - поле экспериментальных битов (EXP) содержит 3 бита, которые резервированы для дальнейших исследований и экспериментирования. В настоящее время проводится работа, направленная на создание согласованного стандарта использования этих битов для поддержания дифференцированного обслуживания разнотипного трафика и идентификации класса обслуживания. При предоставлении дифференцированных услуг MPLS-сети это поле может указывать определенный класс обслуживания, например, аналогичный классам DiffServ; - поле MPLS-стека содержит 1 бит и является средством поддержки иерархической структуры стека меток MPLS. В заголовке последней метки бит, а во всех остальных - бит ; - время жизни TTL (8 бит) дублирует аналогичное поле IP-пакета, которое является средством сброса пакетов в сети вследствие образования закольцованных маршрутов.
Заголовок MPLS-метки не образует полноценного уровня, а "вклинивается" в сетях IP, Ethernet, АТМ или Frame Relay между вторым и третьим уровнями модели OSI, оставаясь независимым от этих уровней. В технологии MPLS используются кадры второго уровня для помещения в них пакетов сетевого уровня, которым обычно является IP-пакет.
На рис. 2 показано положение заголовка метки в следующих типах кадров: PPP, Ethernet, Frame, Relay, ATM.
Рис. 2 Форматы заголовков нескольких разновидностей технологии MPLS
Одной из сильных сторон технологи MPLS является то, что она может использоваться совместно с различными протоколами уровня 2. Среди этих протоколов - РРР, АТМ, Frame Relay, Ethernet. Протокол PPP (Point-to-Point Protocol) применяется для передачи IP-пакетов по коммутируемым и выделенным каналам. РРР является стандартным протоколом Интернета. Он применяется в самых разных случаях, включая обеспечение соединения между маршрутизаторами, между пользователями и провайдерами. В отношении ячеек АТМ и кадров Frame Relay для MPLS используются форматы заголовков этих сетей, а во всех остальных случаях - вставку между заголовками второго и третьего уровней. В коммутаторах АТМ верхняя метка помещается в поле VPI/VCI заголовка ячейка АТМ, а данные о стеке меток MPLS - в поле данных ячеек АТМ.
Далее для упрощения изложения работы MPLS будем подразумевать, что используется канальный протокол РРР. При разработке протокола РРР за основу был взят другой протокол канального уровня HDLC (High-level Data Link Control, высокоуровневое управление линией связи). Для протокола HDLC характерно его функциональное разнообразие, которое выражается в подмножестве относящихся к нему протоколов. Протокол канального уровня сети Х.25 является одним из них и называется сбалансированным протоколом доступа к каналу LAP-B (Link Access Procedure Balanced). Протокол РРР отличается от подмножества протоколов HDLC в следующем.
- 1. Не занимается упорядочиванием кадров и проверкой порядка их следования; 2. Производит удаленную аутентификацию по протоколам РАР или СНАР (опционно); 3. Поддерживает несколько протоколов сетевого уровня.
В MPLS - сетях пересылка пакетов выполняется коммутаторами. После того, как пакет принят сетью MPLS, обработка пакета больше не требуется. Пакет перемещается в сети, основываясь только на содержании метки MPLS. Поэтому сеть MPLS можно рассматривать для IP-пакета как один транзит. Маршрутизатор с поддержкой MPLS использует содержимое метки MPLS для указания маршрута, основываясь на требованиях приложения к уровню качества обслуживания QoS. Внутри сети MPLS содержимое заголовка IP-пакета больше не нуждается в рассмотрении для определения маршрута. Содержимое метки определяется в соответствии с несколькими критериями, которые объединены в определенный класс эквивалентности пересылки FEC (Forwarding Equivalency Class). Класс FEC может осуществлять сортировку пакетов по различной совокупности значений, в которую могут входить следующие:
- - адрес в заголовке IP-пакета; - номер TCP-порта
И другие. Технология сети MPLS позволяет использовать модель дифференцированного обслуживания DiffServ для обеспечения требований пользователя качеством обслуживании QoS. Поэтому FEC включает классы обслуживания. Они указываются в трех битах EXP заголовка метки, что позволяет реализовать до восьми комбинаций битов. Следует отметить отсутствие стандартизированного протокола реализации DiffServ в сети MPLS. На рисунке 3 приведен пример коммутации пакетов в сети MPLS. Под доменом MPLS понимается сеть MPLS, обслуживаемая одним оператором. Рассмотрим работу маршрутизаторов коммутации меток.
Маршрутизатор коммутации меток (LSR)
Маршрутизатор коммутации меток LSR (Label Switching Router) является "двигателем" домена MPLS. Маршрутизатор LSR определяется как любое устройство, способное поддерживать протокол MPLS. LSR может являться IP-маршрутизатором, коммутатором Frame Relay, коммутатором АТМ. Технология MPLS поддерживает несколько типов кадров: РРР, Ethernet, Frame Relay и АТМ. Это не означает то, что под MPLS работает какая-либо из перечисленных технологий. Это означает только то, что в технологии MPLS используются форматы кадров этих технологий для помещения в них пакета сетевого уровня, которым почти всегда является IP-пакет. Когда пакет, расширенный за счет заголовка метки MPLS, поступает на маршрутизатор LSR с помощью таблицы маршрутизации и определяется исходящий канал и значение новой метки в пакете. Смена меток производится также, как и в рассмотренных сетях связи с виртуальными каналами X.25, FR и ATM.
Похожие статьи
-
Построение сетей, Альтернативы - Многопротокольная коммутация по меткам
Технология MPLS используется для построения IP-сетей. На практике MPLS используется для передачи трафика IP и Ethernet. Основными областями применения...
-
Принцип работы, Формат записи в стеке меток - Многопротокольная коммутация по меткам
Технология MPLS основана на обработке заголовка MPLS, добавляемого к каждому пакету данных. Заголовок MPLS может состоять из одной или нескольких...
-
Установка и удаление туннелей, Сравнение MPLS и IP - Многопротокольная коммутация по меткам
Для сети MPLS существует два стандартных протокола управления туннелями: - LDP (англ. Label Distribution Protocol -- протокол распределения меток); -...
-
История, Достоинства - Многопротокольная коммутация по меткам
В 1996 году группа инженеров из фирмы "Ipsilon Networks" разработала "Протокол управления потоком" (англ. F Low M Anagement P Rotocol ; RFC 1953)[1]....
-
Принцип работы коммутатора, Маршрутизатор - Архитектура локальных компьютерных сетей
Коммутатор хранит в памяти таблицу коммутации (хранящуюся в ассоциативной памяти), в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора....
-
Чтобы передать дискретный двоичный сигнал с выхода одной ПЭВМ на вход другой по аналоговой телефонной линии связи, этот сигнал должен быть преобразован в...
-
Коммутация каналов и коммутация пакетов - Компьютерные сети
Коммутация каналов В 60-х годах основным средством связи были телефонные линии, использующие принцип коммутации каналов. Они имели существенный...
-
Принципы работы служб прикладного уровня - Компьютерные сети
Сетевая служба - это набор функций, которые уровень выполняет для вышележащего уровня (например, коррекция ошибок). Набор свойств и функций, которыми...
-
Принципы работы мостов - Построение локальных сетей по стандартам физического и канального уровней
Алгоритм работы прозрачного моста Прозрачные мосты незаметны для сетевых адаптеров конечных узлов, так как они самостоятельно строят специальную адресную...
-
Сетевые протоколы, используемые в сети Интернет. - Использование компьютерных сетей
Иерархия протоколов TCP/IP 5 Application level 4 Transport level 3 Internet level 2 Network interface 1 Hardware level Протоколы TCP/IP широко...
-
Освоение элементарных приемов поиска информации в сети Интернет.&;nbsp; - Работа в сети Internet
Цель упражнения: Изучение интерфейса, назначения и особенностей поисковых WWW-серверов. Разъяснение понятия "запрос", отличие запроса от вопроса....
-
IDS сетевого уровня имеют много достоинств, которые отсутствуют в системах обнаружения атак на системном уровне. В действительности, многие покупатели...
-
ЛС в зависимости от назначения и технических решений могут иметь различные топологии: - В кольцевой ЛС информация передается по замкнутому каналу. Каждый...
-
ПРИНЦИПЫ, ТЕХНОЛОГИИ, ПРОТОКОЛЫ ИНТЕРНЕТ - Компьютерные сети и телекоммуникации
Основное, что отличает Internet от других сетей - это ее протоколы - TCP/IP. Вообще, термин TCP/IP обычно означает все, что связано с протоколами...
-
Требования к программному обеспечению системы На сетевом оборудовании должна функционировать межсетевая операционная система, причем ее версия должна...
-
Оборудование корпоративных сетей - Разработка корпоративной сети на основе технологий xDSL
Корпоративная сеть - это достаточно сложная структура, использующая различные типы связи, коммуникационные протоколы и способы подключения ресурсов. Все...
-
Описание стандарта IEEE 802.15.4 - Моделирование беспроводных сенсорных сетей
Стандарт 802.15.4 предназначен для организации двух нижних уровней эталонной модели OSI в беспроводной сенсорной сети - физический (PHY) и канальный...
-
Концентраторы вместе с сетевыми адаптерами, а также кабельной системой представляют тот минимум оборудования, с помощью которого можно создать локальную...
-
Первая проблема, которую приходится решать при создании корпоративной сети - организация каналов связи. Каналы связи -- создаются по Линиям связи при...
-
Функции уровней, Эталонная модель OSI - Компьютерные сети
В компьютерной сети каждый уровень может выполнять одну или несколько функций, перечисленных ниже. - адресация, - правила переноса данных: направление...
-
Многоуровневые сетевые модели, Сетевая модель - Компьютерные сети
Глобальные сети объединяют в себе огромное количество географически распределенных узлов. Множество вариантов программно-технической реализации передачи...
-
В книге представлены технологии Cisco, используемые сетевыми администраторами среднего уровня или начинающими специалистами, перед которым поставлена...
-
Тестирование ЛВС осуществляется на стадии завершения работ по монтажу ЛВС и представляет собой осмотр сети на предмет ее соответсвия принятым стандартам....
-
Система мониторинга социальных сетей предоставляет исследователю возможность собрать интересующие его упоминания в социальных сетях по какой-либо...
-
Фирма Advanced Micro Devices (AMD), как уже говорилось, начала производство микропроцессоров с выпуска дешевых аналогов процессоров 80386 и 486SX фирмы...
-
Работа с сетью, Подключение к системе через сеть - Операционная система Linux
Сеть - это средство, позволяющее соединяться двум или более компьютерам между собой UNIX-подобные операционные системы имеют широкий спектр сетевых...
-
Принципы работы DNS - Компьютерные сети
Рассмотрим схему подачи запроса серверу. Студент Стэнфордского университета с университетского компьютера пытается зайти на сайт воскресной школы мехмата...
-
Ключевые принципы - Сетевые технологии
Интернет состоит из многих тысяч корпоративных, научных, правительственных и домашних компьютерных сетей. Объединение сетей разной архитектуры и...
-
Сетевой уровень - Принципы построения открытых графических систем
Сетевой уровень (Network layer) служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей, причем эти сети могут использовать...
-
Канальный уровень - Принципы построения открытых графических систем
На физическом уровне просто пересылаются биты. При этом не учитывается, что в некоторых сетях, в которых линии связи используются (разделяются)...
-
Необходимо отметить специальный класс приложений - систем поддержки принятия решений, позволяющие моделировать правила и стратегии бизнеса и иметь...
-
Протокол TCP/IP - Глобальная сеть Интернет
3.1. История создания и развития TCP/IP Протокол TCP/IP был создан в результате исследований сетей с коммутацией пакетов, проводимых министерством DARPA...
-
Назначение и структура комплекса технических средств АСУ АТП Для информатизации бизнеса необходим широкий спектр программно-аппаратных средств, в том...
-
Стандарты современных сетей, Эталонная модель OSI. - Сетевые стандарты и протоколы
Эталонная модель OSI. Перемещение информации между компьютерами различных схем является чрезвычайно сложной задачей. В начале 1980 гг. Международная...
-
МЕТОДЫ ДОСТУПА К ПЕРЕДАЮЩЕЙ СРЕДЕ В ЛВС - Компьютерные сети и телекоммуникации
Несомненные преимущества обработки информации в сетях ЭВМ оборачиваются немалыми сложностями при организации их защиты. Отметим следующие основные...
-
В связи с выросшей потребностью в доступе к сети Интернет в настоящее время встает вопрос в грамотной организации сети, способной обрабатывать большие...
-
Способ построения сети. - Технологический процесс в электронной промышленности
Существует множество способов классификации сетей. Основным критерием классификации принято считать способ администрирования. То есть в зависимости от...
-
Программы для работы в Сети., Браузеры. - Использование компьютерных сетей
Браузеры. Для связи с Internet используется специальная программа -- браузер. Первоначально браузеры предназначались для просмотра документов с...
-
Принцип работы языка. Синтаксис Как и было сказано ранее основой для HTML-были приняты текстовые документы, содержащие в себе HTML5. Рассмотрим следующий...
-
Компьютер печатающий устройство системный Принтер - устройство, с возможностью создавать копии электронных документов в документы на бумажной основе с...
Принцип работы сети MPLS - Многопротокольная коммутация по меткам