本文關(guān)鍵詞：基于MPLS的流量工程，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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版權(quán)聲明
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摘要
本文檔提出了基于多協(xié)議標(biāo)記交換MPLS的流量工程的一系列要求。它對(duì)在MPLS域
方便實(shí)施高效可靠的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作的策略性能做了分析。這些策略可以用來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源利用，
增強(qiáng)面向流量的網(wǎng)絡(luò)性能。

目錄

1． 介紹
2． 流量工程
2.1 流量工程性能指標(biāo)
2.2 流量與資源控制
2.3現(xiàn)有IGP控制機(jī)制的局限性
3．MPLS和流量工程
3.1MPLS導(dǎo)圖
3.2基于MPLS流量工程的基本問題
4．基于MPLS流量工程的增強(qiáng)功能
5．流量主干的屬性和特征
5.1雙向的流量主干
5.2 對(duì)流量主干的基本操作
5.3統(tǒng)計(jì)與性能監(jiān)測(cè)
5.4流量主干的基本屬性
5.5流量參數(shù)屬性
5.6通用路徑選擇與管理屬性
5.6.1 通過網(wǎng)管指定的顯式路由
5.6.2多重路徑優(yōu)先級(jí)別
5.6.3資源類別親和屬性
5.6.4適應(yīng)性屬性
5.6.5平行的流量主干之間的負(fù)載分配
5.7 優(yōu)先權(quán)屬性
5.8 搶占屬性
5.9 彈性屬性
5.10 策略屬性
6. 資源屬性
6.1 最大分配因子
6.2 資源等級(jí)屬性
7． 約束路由
7.1 約束路由的基本特征
7.2 對(duì)具體實(shí)現(xiàn)的考慮
8． 小結(jié)
9． 對(duì)安全方面的考慮
10．參考文獻(xiàn)
11．鳴謝
12．作者地址
13．版權(quán)聲明


1． 介紹

MPLS[1,2]集成了標(biāo)記交換框架和網(wǎng)絡(luò)層路由，基本的思路是在MPLS域入口節(jié)點(diǎn)處
根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類FEC（ForwardingEquivalenceClasses）給數(shù)據(jù)報(bào)分配一個(gè)固定長(zhǎng)度的短
標(biāo)記，在整個(gè)MPLS域內(nèi)，和數(shù)據(jù)報(bào)相捆綁的標(biāo)記將決定數(shù)據(jù)報(bào)的轉(zhuǎn)發(fā)，這時(shí)將不再考慮
數(shù)據(jù)報(bào)本來的報(bào)頭。
　　依據(jù)這個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的規(guī)范，可以設(shè)計(jì)出一套有效的協(xié)議構(gòu)架來解決當(dāng)前Internet中區(qū)分
服務(wù)面臨的許多關(guān)鍵問題。MPLS最重要的一項(xiàng)應(yīng)用將是流量工程，這項(xiàng)應(yīng)用的重要性已經(jīng)
逐漸為大家所認(rèn)識(shí)。[1,2,3]
　　本文主要討論了MPLS在流量工程方面的應(yīng)用。本文的目的是提出在大型因特骨干網(wǎng)
上應(yīng)用流量工程所需注意的問題和要求。我們希望MPLS的規(guī)范，或在此基礎(chǔ)上的實(shí)現(xiàn)，
將會(huì)有助于實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。另外，我們還描述了MPLS實(shí)現(xiàn)所需的一些基本功能，以滿足
流量工程的要求。
需要指出的是，盡管我們的討論主要是基于Internet骨干網(wǎng)的，但是本文所描述的功能
同樣適用于企業(yè)網(wǎng)上的流量工程。一般來說，這些功能可以被用在應(yīng)用同一技術(shù)的任何標(biāo)簽
交換網(wǎng)絡(luò)上，在這樣的網(wǎng)絡(luò)里，任何節(jié)點(diǎn)間至少有兩條路徑。
近期的一些文獻(xiàn)研究了基于MPLS的流量工程和流量管理，其中較著名的有Li和
Rekhter的工作[3]，以及其他一些研究人員的研究。在[3]中，提出了一種利用MPLS和RSVP
在因特網(wǎng)上提供可擴(kuò)展的區(qū)分服務(wù)及流量工程的框架。本文對(duì)上述類似的工作進(jìn)行了補(bǔ)充。
它反映了作者管理大型因特骨干網(wǎng)的經(jīng)驗(yàn)。

2． 流量工程

這一部分描述了在目前的因特網(wǎng)上的自治系統(tǒng)內(nèi)的流量工程的一些基本的功能。并且提
出了目前的IGP在流量控制和資源控制方面的局限。這一節(jié)提出了MPLS的要求的必要性。
流量工程（TE）主要是優(yōu)化運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)的性能。一般來說，它包含了技術(shù)的應(yīng)用、測(cè)量
的科學(xué)準(zhǔn)則、模型化、歸納和因特網(wǎng)流量的控制，以及如何將這些知識(shí)和技術(shù)應(yīng)用到實(shí)踐中
來獲取一些特定的性能指標(biāo)。
流量工程的一個(gè)主要目的就是在促進(jìn)有效、可靠的網(wǎng)絡(luò)操作的同時(shí)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源的利
用率和流量的性能。由于網(wǎng)絡(luò)資源的昂貴和因特網(wǎng)激烈的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的本質(zhì)，流量工程已經(jīng)成
為大型自治系統(tǒng)中一個(gè)不可缺少的功能。這些事實(shí)都說明有必要最大限度的提高運(yùn)行的效
率。

2.1 流量工程性能指標(biāo)

流量工程的主要性能指標(biāo)可以分為兩種：
1． 面向流量
2． 面向資源
面向流量的性能指標(biāo)包括了增強(qiáng)流量QoS功能的各個(gè)方面。在單一QoS等級(jí)，盡力而
為的Internet流量模型中，面向流量的性能指標(biāo)包括：對(duì)分組丟失的最小化、對(duì)時(shí)延的最小
化、對(duì)吞吐量的最大化以及對(duì)服務(wù)等級(jí)協(xié)定的增強(qiáng)等。在這一流量模型中，使分組丟失最小
化是最重要的性能指標(biāo)。而在未來的區(qū)分服務(wù)的因特網(wǎng)中，一些與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有關(guān)的面向流量
的性能指標(biāo)（如時(shí)延峰值變化、丟失率等）也將會(huì)越來越重要。
面向資源的性能指標(biāo)包括了優(yōu)化資源利用的各個(gè)方面。高效的網(wǎng)絡(luò)管理是達(dá)到面向資源
性能指標(biāo)的重要途徑。通常我們都希望能夠確保在其他可選路徑上還有可用資源時(shí)，一條路
徑上的網(wǎng)絡(luò)資源不會(huì)被過度的使用。帶寬是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)上的一種非常重要的資源。因此，流量
工程的一項(xiàng)中心任務(wù)就是對(duì)帶寬資源進(jìn)行有效的管理。
無論是面向資源的還是面向流量的流量工程，它們首要的性能指標(biāo)都是擁塞的最小化。
這里所關(guān)心的擁塞主要是長(zhǎng)時(shí)間的擁塞，而不是由突發(fā)的流量所造成的短時(shí)間擁塞。發(fā)生擁
塞的情況主要有以下兩種：
1． 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源不足以滿足負(fù)載的要求時(shí)所發(fā)生的擁塞。
2． 當(dāng)業(yè)務(wù)流量與可用資源之間的映射效率不高時(shí)，導(dǎo)致一部分網(wǎng)絡(luò)資源被過度使用，
而另一部分資源卻未被充分利用時(shí)所造成的擁塞。
第一種類型的擁塞可以用以下方式解決：（1）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)充，或（2）應(yīng)用經(jīng)典的擁
塞控制技術(shù)，或（3）同時(shí)使用以上兩種方法。經(jīng)典的擁塞控制技術(shù)是試圖對(duì)業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行
控制，從而保證業(yè)務(wù)能夠和可使用的資源相匹配。用于擁塞控制的經(jīng)典技術(shù)包括：速率控制、
窗口控制、路由器隊(duì)列管理、流程控制以及一些其他的技術(shù)（見[8]以及它的參考文獻(xiàn)）。
第二種類型的擁塞，即由于資源的不合理分配而引起的擁塞，通�？梢杂昧髁抗こ虂斫�
決。
一般來說，不合理的資源分配所造成的擁塞都可以通過負(fù)載均衡來緩解。這類策略是通
過有效的資源分配，減輕擁塞或者是減少資源的使用，使得擁塞最小化，或資源利用率最大
化。當(dāng)擁塞最小化時(shí)，將減少分組丟失，也將縮短傳輸時(shí)延，同時(shí)吞吐量將增大。這樣，終
端用戶所感覺到的服務(wù)質(zhì)量將會(huì)有顯著提升。
顯然，負(fù)載均衡是優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能的重要策略。然而，提供給流量工程的策略必須是足夠
靈活的，以便網(wǎng)絡(luò)管理員可以實(shí)現(xiàn)兼顧普遍成本結(jié)構(gòu)和效用、稅收模型的其他策略。

2.2 流量與資源控制

網(wǎng)絡(luò)的性能優(yōu)化本質(zhì)上是一個(gè)控制的問題。在流量工程中，由一位流量工程師或一臺(tái)控
制設(shè)備來充當(dāng)一個(gè)自適應(yīng)控制系統(tǒng)的控制者。該系統(tǒng)包括一系列相互連接的網(wǎng)絡(luò)元素，一個(gè)
網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及一整套網(wǎng)絡(luò)配置與管理工具。流量工程師制定出一整套控制策略，利
用網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)項(xiàng)觀察，然后對(duì)業(yè)務(wù)流量進(jìn)行描述，最后通過控制措施
使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到與控制策略相符的、理想的狀態(tài)。這一過程可以針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有狀態(tài)實(shí)時(shí)進(jìn)行，
或者，借助預(yù)報(bào)技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的發(fā)展加以預(yù)測(cè)并采取相應(yīng)的措施來提前進(jìn)行。而后一種技
術(shù)可以提前避免網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生不良狀況。
理想情況下，上述控制措施應(yīng)包括：
1． 對(duì)各種流量管理參數(shù)的修改，
2． 對(duì)與路由有關(guān)的參數(shù)的修改，
3． 對(duì)與資源有關(guān)的屬性與約束條件的修改。
如果可能的話，流量工程的過程中應(yīng)盡量避免手工參與。上述的控制措施可以以一種分
布式的，可擴(kuò)展的方式自動(dòng)完成。

2.3現(xiàn)有IGP控制機(jī)制的局限性

這一小節(jié)闡述了IGP在流量工程方面的較為明顯的局限性。
現(xiàn)有的因特網(wǎng)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議簇并沒有提供流量工程的能力。因此，很難針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能
問題實(shí)現(xiàn)有效的策略。事實(shí)上，基于最短路徑算法的IGPs是造成AS網(wǎng)絡(luò)中的擁塞的主要
原因。最短路徑算法是簡(jiǎn)單的基于附加值的優(yōu)化算法。這些協(xié)議都是拓?fù)潋?qū)動(dòng)的，因此它們
都不考慮網(wǎng)絡(luò)可用的帶寬和流量的特征。當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)，就會(huì)發(fā)生擁塞：
1． 多個(gè)業(yè)務(wù)流的最短路徑匯聚到一條特定的鏈路或者路由器接口上時(shí)，或
2． 某條業(yè)務(wù)流的最短路徑將通過某條帶寬不足以支持該業(yè)務(wù)的鏈路或接口時(shí)。
在這兩種情況下，即使存在著擁有充足帶寬的其他路徑，擁塞仍然會(huì)發(fā)生。這種擁塞問
題（資源未合理分配的癥狀）正是流量工程所要避免的。對(duì)于第二種原因造成的擁塞，可以
用“等開銷路徑負(fù)載分?jǐn)偂奔夹g(shù)來解決，但是對(duì)于由第一種原因造成的擁塞，特別是對(duì)于擁
有復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的大型網(wǎng)絡(luò)，這種技術(shù)就沒什么幫助。
目前，解決IGP協(xié)議簇的上述缺陷的較流行的方式是使用重疊模型技術(shù)，例如IPover
ATM、IPoverFR等。重疊模型在網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上提供了一個(gè)自由的虛擬拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，
從而擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的空間。這種虛擬拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由虛電路構(gòu)成，在IGP路由協(xié)議看來，這
些虛電路就相當(dāng)于過去的物理鏈路。重疊模型還提供了許多其他重要的業(yè)務(wù)來支持流量與資
源控制，它們包括：（1）VC級(jí)的約束路由，（2）可由網(wǎng)絡(luò)管理人員進(jìn)行配置的顯式路由，
（3）路徑壓縮，（4）呼叫允許控制功能，（5）流量整形和流量策略功能，以及（6）VC的
生存功能。依靠這些功能可以實(shí)現(xiàn)許多流量工程策略。例如，可以很容易的將過度使用的網(wǎng)
絡(luò)資源上的業(yè)務(wù)流量轉(zhuǎn)移到較為空閑的網(wǎng)絡(luò)資源上。
對(duì)于大型網(wǎng)絡(luò)來說，它所使用的MPLS必須擁有至少和重疊模型同樣水平的功能。所幸，
這種功能在MPLS中可以較容易的實(shí)現(xiàn)。

3．MPLS和流量工程

這一節(jié)闡述了MPLS在流量工程上的應(yīng)用。接下來的章節(jié)闡述了為了達(dá)到流量工程的
要求，MPLS所應(yīng)具備的功能。
MPLS本身就具備了完成重疊模型所實(shí)現(xiàn)的各種流量工程功能的潛力。不同的是，它使
用的是集成模型，其成本與可擴(kuò)展性較之重疊模型以及現(xiàn)有的其他同類技術(shù)都更為理想。同
樣重要的是，它將有可能實(shí)現(xiàn)流量工程功能的自動(dòng)化。這一點(diǎn)將有待進(jìn)一步研究，它已經(jīng)超
出了本文的范圍。
關(guān)于術(shù)語(yǔ)的說明：在本文余下的部分將會(huì)廣泛使用流量主干（traffictrunk）的概念。根
據(jù)Li和Rekhter[3]，流量主干是指被放在同一條標(biāo)簽交換路徑的具有相同類型的業(yè)務(wù)流。
本質(zhì)上，流量主干是某種特定的流量特征的抽象。將流量主干看作被路由的對(duì)象將會(huì)很有益
處，也就是說，流量主干經(jīng)過的路徑可以被改變。在這種意義上說，流量主干同ATM網(wǎng)和
幀中繼網(wǎng)上的虛電路很相似。然而，我們必須強(qiáng)調(diào)，流量主干同它所經(jīng)過的路徑，也就是
LSP之間有著根本的區(qū)別。LSP是流量所經(jīng)過的一個(gè)特定的標(biāo)簽交換路徑。在實(shí)踐中，術(shù)
語(yǔ)LSP是和流量主干當(dāng)作同義語(yǔ)使用的。在5.0節(jié)中總結(jié)了本文所使用的流量主干的其他
特性。
MPLS的吸引人之處可以被歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：（1）通過手工的網(wǎng)管配置或是下層協(xié)議的
自動(dòng)配置，可以很容易的建立起不受傳統(tǒng)逐跳路由協(xié)議限制的顯式LSP，（2）LSP可以被
高效的維護(hù)，（3）流量主干可以被使用并被映射到LSP上，（4）可以給流量主干規(guī)定一套
屬性來調(diào)整流量主干的行為，（5）可以給各種網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)定一套屬性，以便對(duì)以上建立的
LSP通過的流量主干加以限制，（6）既可以對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行組合，也可以對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分割，而
基于傳統(tǒng)的路由協(xié)議的IP轉(zhuǎn)發(fā)只支持對(duì)業(yè)務(wù)的組合，（7）可以較容易的實(shí)現(xiàn)“約束路由”，
（8）MPLS流量工程的開銷要比其他的流量工程技術(shù)小的多。
另外，通過顯式標(biāo)簽交換路徑，MPLS可以在現(xiàn)有的Internet路由模型中實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)電路交
換功能。許多現(xiàn)有的關(guān)于基于MPLS的流量工程的建議都是著眼于建立顯式的標(biāo)簽交換路
徑。盡管它是流量工程的基本功能，但光有它并不足夠。要實(shí)現(xiàn)大型網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的性能
優(yōu)化，流量工程技術(shù)還需要有其他功能。本文描述了其中一些必要的功能。

3.1MPLS導(dǎo)圖

這一小節(jié)介紹了“MPLS”導(dǎo)圖的概念。它是MPLS流量工程的核心。MPLS導(dǎo)圖類似
于重疊模型中的虛擬拓?fù)鋱D。通過為流量主干選擇LSP，MPLS導(dǎo)圖被邏輯映射到物理網(wǎng)
絡(luò)上。
一個(gè)MPLS導(dǎo)圖包含一組LSR和LSP，LSR組成了MPLS導(dǎo)圖中的節(jié)點(diǎn)，而LSP則
為L(zhǎng)SR提供點(diǎn)到點(diǎn)的邏輯連接，從而充當(dāng)MPLS導(dǎo)圖的連接。我們有可能建立起基于標(biāo)簽
棧的概念的分層的MPLS導(dǎo)圖（見[1]）。
MPLS導(dǎo)圖之所以重要，是因?yàn)镸PLS中的帶寬管理的基本問題就是如何有效的將一
個(gè)MPLS導(dǎo)圖映射到物理網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D上。MPLS導(dǎo)圖的抽象描述如下：
令G=（V，E，c）代表物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的圖。這里，V是網(wǎng)絡(luò)中一系列的點(diǎn)，而E
是一組連接：這就是說，對(duì)于V中的點(diǎn)v、w來說，如果v和w在G中直接相連，那么對(duì)
象（v，w）就在E中。參數(shù)c是與E、V相關(guān)的一組帶寬或者其他的約束條件。我們將用
G來指代基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
令H=（U，F(xiàn)，d）為MPLS導(dǎo)圖，這里U是V的子集，它代表網(wǎng)絡(luò)中的一組LSR，
或者更精確的說，它代表至少一條LSP的端點(diǎn)。F是指一組LSP，對(duì)于U中的x、y來說，
如果有一個(gè)LSP是以x、y為端點(diǎn)的，那么對(duì)象（x，y）就在集合F中。參數(shù)d是同F(xiàn)相
聯(lián)系的一組要求和限制條件。顯然，H是有向圖。我們可以看出，H依賴于G的傳遞特性。

3.2基于MPLS流量工程的基本問題

在MPLS上實(shí)現(xiàn)流量工程面臨著下面三個(gè)基本問題：
? 如何將分組映射到轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類（FEC）上。
? 如何將轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類映射到流量主干上。
? 如何將流量主干映射到標(biāo)記交換路經(jīng)上。
盡管前兩個(gè)問題非常重要，但本文并不是針對(duì)它們的。本文所關(guān)心的是第三種映射功能
的執(zhí)行能力，通過這種映射使得網(wǎng)絡(luò)操作既高效又可靠。這實(shí)際上就是將MPLS導(dǎo)圖（H）
映射到基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（G）上的問題。

4．基于MPLS流量工程的增強(qiáng)功能

前一節(jié)講述了目前網(wǎng)絡(luò)上的流量工程的基本功能。同時(shí)也討論了將MPLS用于流量工
程的可行性。本文余下的章節(jié)將要描述為了充分支持在大型網(wǎng)絡(luò)上的基于MPLS的流量工
程，MPLS所需要的功能。
它所需的功能包括：
1． 一組與流量主干相關(guān)，并對(duì)流量主干的行為特征進(jìn)行描述的屬性。
2． 一組與資源有關(guān)的屬性，它們將對(duì)使用各種資源的流量主干進(jìn)行限制。這些屬性
也可以看作是一種拓?fù)鋵傩缘南拗啤?bR>3． “約束路由”。借助于這一技術(shù)與前面兩點(diǎn)中的各種屬性，MPLS將可以對(duì)流量主
干所選擇的路徑進(jìn)行限制。另外，雖然約束路由技術(shù)只是MPLS技術(shù)的一項(xiàng)可選
功能，但是，它與MPLS應(yīng)該能夠緊密的結(jié)合在一起。
在通過網(wǎng)管活動(dòng)或某種自動(dòng)化技術(shù)驅(qū)使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到理想狀態(tài)的過程中，與流量主干、資源
相關(guān)的一系列屬性和與路由器相關(guān)的參數(shù)一起，構(gòu)成了可以修改的全部控制參數(shù)。
在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，理想的情況是，網(wǎng)絡(luò)操作者能夠?qū)ι鲜鰠?shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的改變而無須中止
網(wǎng)絡(luò)的操作。

5．流量主干的屬性和特征

這一節(jié)描述了與流量主干相關(guān)的可以控制它們的行為的屬性。
首先，流量主干的基本屬性歸納如下：
（1） 流量主干是屬于同一類的業(yè)務(wù)流的“匯集”。在某些情況下，我們可能希望放松
這種定義，以便流量主干可以包含多種類型的流量。
（2） 在一個(gè)單獨(dú)的業(yè)務(wù)類型模型中，比如說目前的Internet網(wǎng)，流量主干可以封裝
一對(duì)入口-出口LSR之間或一個(gè)子網(wǎng)的所有流量。
（3） 流量主干是可路由的對(duì)象（類似于ATM的虛擬電路）。
（4） 流量主干同它所經(jīng)過的LSP有著明顯的不同。在操作環(huán)境下，流量主干可以從
一條路經(jīng)轉(zhuǎn)移到另一條路徑上。
（5） 流量主干是單向的
實(shí)際應(yīng)用中，流量主干可以由其入口與出口LSR、它所映射到的轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類以及決定
其行為特征的一套屬性來表示。
這里有兩個(gè)問題非常重要：（1）流量主干的參數(shù)配置。（2）流量主干的路徑選擇與保
持規(guī)則。

5.1雙向的流量主干

盡管流量主干在概念上是單向的，但在很多實(shí)際情況下，在同一個(gè)端點(diǎn)同時(shí)初始化兩個(gè)
相反方向的流量主干是非常有用的。一個(gè)主干，稱為前向主干，載著流量從源點(diǎn)到終點(diǎn)。另
一個(gè)主干，稱為后向主干，載著流量從終點(diǎn)到源點(diǎn)。在以下兩個(gè)條件成立的情況下，我們稱
這兩個(gè)主干的匯集為雙向流量主干（BIT）。
（1） 兩個(gè)流量主干都是通過源點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)管理站的原子操作初始化的。
（2） 兩個(gè)流量主干必須同時(shí)存在。也就是說，，它們同時(shí)初始化，同時(shí)被拆除。
BITs的拓?fù)涮匦砸矐?yīng)當(dāng)被考慮。一個(gè)BIT可以是拓?fù)鋵?duì)稱的，也可以是拓?fù)浞菍?duì)稱的。
如果組成BIT的流量主干是沿著同樣的物理路徑路由的，即使它們是沿著不同方向，我們就
說這個(gè)BIT是“拓?fù)鋵?duì)稱”的。相反，如果組成BIT的流量主干是沿著不同的物理路徑路
由的，那么這個(gè)BIT就是“拓?fù)浞菍?duì)稱”的。
必須指出，雙向的流量主干只是為了管理上的方便。在實(shí)踐中，大部分的工程功能都可
以僅用單向流量主干來實(shí)現(xiàn)。

5.2 對(duì)流量主干的基本操作

對(duì)于流量工程來說，對(duì)其重要的基本操作歸納如下：
? 建立：建立一個(gè)流量主干。
? 激活：使一個(gè)流量主干開始傳送流量。流量主干的建立與激活從邏輯上說是兩個(gè)分
離的事。然而，它們也可以作為一個(gè)原子操作來實(shí)現(xiàn)和發(fā)起。
? 去激活：是一個(gè)流量主干停止傳送流量。
? 更改屬性：使一條流量主干的屬性發(fā)生改變。
? 重路由：使一條流量主干的路徑發(fā)生改變。這一過程可以通過網(wǎng)管實(shí)現(xiàn)或下層協(xié)議
自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。
? 拆除：從網(wǎng)絡(luò)中拆除一條流量主干并回收為其分配的所有網(wǎng)絡(luò)資源。這些資源包括
標(biāo)記空間、可用帶寬等。
以上介紹的是流量主干上的基本操作。除此之外，還可能會(huì)有一些附加的操作，如流量
規(guī)劃與流量整形等。

5.3統(tǒng)計(jì)與性能監(jiān)測(cè)

統(tǒng)計(jì)與性能監(jiān)測(cè)功能對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的計(jì)費(fèi)和流量特征描述功能來說是非常重要的。從統(tǒng)計(jì)與
性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上獲得的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)將可以用于進(jìn)行流量描述、性能優(yōu)化、流量工程中的容量規(guī)
劃等工作。
由于從流量主干上獲得統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的能力的重要性，在MPLS的流量工程實(shí)現(xiàn)中，這一
功能是一項(xiàng)最基本的要求。

5.4流量主干的基本屬性

流量主干的屬性是與一條流量主干相關(guān)并影響其行為特征的參數(shù)。
流量主干的屬性可以通過網(wǎng)管明確的分配，也可以在MPLS域的入口LSR上，通過下
層協(xié)議對(duì)分組進(jìn)行分類，并將它們映射到轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類上時(shí)，進(jìn)行默認(rèn)的分配。然而，不管這
些屬性是如何分配的，為了達(dá)到流量工程的要求，應(yīng)當(dāng)能夠通過網(wǎng)管對(duì)這些屬性進(jìn)行修改。
在流量主干的基本屬性中，流量工程的實(shí)現(xiàn)有如下特別重要的基本屬性：
? 流量參數(shù)屬性
? 通用路徑選擇與管理屬性
? 優(yōu)先權(quán)屬性
? 搶占屬性
? 彈性屬性
? 策略屬性
流量參數(shù)與策略屬性的組合類似于ATM網(wǎng)中的應(yīng)用參數(shù)控制。上述屬性中的大多數(shù)都
可以在現(xiàn)有的某種成熟技術(shù)中找到類似的概念。因此，將流量主干的屬性映射到許多現(xiàn)有的
交換與路由機(jī)制上都將是十分簡(jiǎn)單的。
優(yōu)先權(quán)和搶占屬性可以看成是相關(guān)的屬性，因?yàn)樗鼈儽硎玖髁恐鞲芍g的相關(guān)性。因此，
這些相關(guān)性決定了在建立和維持路徑的過程中，流量主干相互間的競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)資源的行為。

5.5流量參數(shù)屬性

我們可以用流量參數(shù)屬性來獲取要在流量主干中傳輸?shù)牧髁康奶卣鳎ǜ鼫?zhǔn)確的說是轉(zhuǎn)發(fā)
等價(jià)類）。這些特征包括峰值速率、平均速率、突發(fā)大小容許值等。從流量工程的角度來看，
流量參數(shù)之所以重要，是因?yàn)樗鼈兎从沉肆髁恐鞲傻馁Y源需求。它們對(duì)于使用預(yù)期策略來進(jìn)
行資源分配與擁塞防止是十分有用的。
從帶寬分配來看，一個(gè)單獨(dú)的所需帶寬的規(guī)范值可以從流量主干的流量參數(shù)中計(jì)算出
來。執(zhí)行這些計(jì)算的技術(shù)是眾所周知的。其中一個(gè)例子就是有效帶寬的理論。

5.6通用路徑選擇與管理屬性

通用路徑選擇與管理屬性定義了為流量主干選擇路徑的規(guī)則以及維持已經(jīng)建立的路徑
的規(guī)則。
對(duì)路徑的計(jì)算可以通過下層的協(xié)議自動(dòng)完成或者是由網(wǎng)管來完成。如果某一流量主干沒
有與之相關(guān)的資源要求或約束條件的話，則可以使用傳統(tǒng)的拓?fù)潋?qū)動(dòng)技術(shù)來進(jìn)行路徑選擇。
然而，如果對(duì)流量主干有一定的要求或策略限制的話，在路徑選擇中就要使用約束路由技術(shù)
了。
在第7節(jié)中，我們描述了一個(gè)可以自動(dòng)針對(duì)一系列的約束來計(jì)算路由的約束路由框架。
通過管理行為來確定顯示路由的一些問題，我們將在下面的5.6節(jié)進(jìn)行討論。
路徑管理將包括與保持流量主干流經(jīng)的路徑有關(guān)的所有問題。在某些情況下，可能希望
MPLS技術(shù)能夠?qū)ψ陨磉M(jìn)行動(dòng)態(tài)的重新配置，以便能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的一些變化。
為了對(duì)路徑的選擇過程與管理過程加以控制，需要有一整套的各種屬性。與流量主干的
路徑選擇與管理有關(guān)的基本屬性和行為特征將在下一小節(jié)中描述。

5.6.1通過網(wǎng)管指定的顯式路由

通過網(wǎng)管為流量主干指定的顯式路由是指通過網(wǎng)絡(luò)操作員的活動(dòng)而進(jìn)行配置的路徑。通
過網(wǎng)管指定的顯式路由可以是部分指定的或者是完全指定的。當(dāng)只有一部分中間節(jié)點(diǎn)被指定
時(shí)，這條路徑是部分指定的。在這種情況下，需要由下層協(xié)議來完成完整的路徑。由于操作
上的錯(cuò)誤，由網(wǎng)管指定的顯式路由可以是矛盾的或是非法的。下層協(xié)議必須能察覺這些錯(cuò)誤，
并提供正確的反饋，
由網(wǎng)管指定的顯式路由應(yīng)當(dāng)具有一個(gè)“路徑優(yōu)先法則”屬性。路徑優(yōu)先法則屬性是一個(gè)
二進(jìn)制變量，它表明一條根據(jù)管理要求指定的顯式路由是“強(qiáng)制性”的還是“非強(qiáng)制性”的。
如果某一通過網(wǎng)管指定的顯式路由的屬性為“強(qiáng)制性”的話，那么有且只有這條路徑能
被使用。如果一條強(qiáng)制路徑是不可行的，或者這條路徑由于缺乏足夠的資源而不能被建立的
話，那么這條路徑的建立過程就會(huì)失敗。換句話說，如果一條路徑被指定為強(qiáng)制性的話，那
么不管周圍環(huán)境如何，都不能使用替代路徑。一旦這條路徑被建立起來，那么路徑就不可能
改變，除非撤銷路徑或者建立一條新的路徑。
但是，如果一條通過網(wǎng)管指定的顯式路由是“非強(qiáng)制性”的話，那么在這條路徑可用的
情況下，它將會(huì)被使用。否則，將由下層協(xié)議選擇一條替代路徑。

5.6.2多重路徑優(yōu)先級(jí)別

在一些情況下，可能需要通過網(wǎng)絡(luò)管理活動(dòng)為一個(gè)給定的流量主干指定多條候選的顯式
路由，并為這些候選路由定義一套優(yōu)先級(jí)。在路徑建立的過程中，將依據(jù)優(yōu)先級(jí)從候選路徑
列表中選擇合適的路徑。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，也將根據(jù)優(yōu)先級(jí)從候選路徑列表中選擇一條替
代路徑。

5.6.3資源類別親和屬性

資源類別親和屬性用于確定某一流量主干在其路徑上能夠使用或者不能使用的網(wǎng)絡(luò)資
源類別（參看第6節(jié)）。這些策略屬性將對(duì)某一流量主干能夠使用的路徑做出進(jìn)一步的限制。
某一流量的資源類別屬性具有以下格式：
〈資源類型，親和性〉；〈資源類型，親和性〉；…
其中資源類型參數(shù)將表明一條流量主干的親和屬性的對(duì)象是哪一種資源類型；親和屬性
參數(shù)表明該流量主干與某一種資源的親和關(guān)系，也就是說，在該流量主干流經(jīng)的路徑上是否
一定要使用或者一定不使用某一資源。特別地，親和屬性可能是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，它具有下列
兩者之一：（1）確定包含，和（2）確定排出。
如果親和屬性是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，那么它可能使用布爾表達(dá)式來指明某一流量主干的資源
類別親和屬性。
如果某一流量主干沒有資源類別親和屬性的話，則該流量主干與所有網(wǎng)絡(luò)資源之間的親
和關(guān)系是“無關(guān)”，那就是說，它對(duì)于是否一定要使用或者不使用某一類型的資源沒有要求。
在實(shí)際應(yīng)用中，這應(yīng)當(dāng)是默認(rèn)的情況。
資源類別親和屬性是一種非常有用而且非常強(qiáng)大的工具，使用這些屬性可以實(shí)現(xiàn)許多流
量工程的策略。比如，可以使用這一屬性將某些流量主干限定在網(wǎng)絡(luò)某一特定的拓?fù)鋮^(qū)域。
對(duì)于具有某種資源類別親和屬性的流量主干，用約束路由的方法（參看第7節(jié)）為它計(jì)
算一條顯示路由時(shí)，可以采用以下的方法：
1． 對(duì)于確定包含屬性，在計(jì)算路徑之前，刪去所有不屬于指定的資源類別的所有資
源。
2． 對(duì)于確定排除屬性，在計(jì)算路徑之前，刪去所有屬于指定的資源類別的所有資源。

5.6.4適應(yīng)性屬性

隨著時(shí)間的變化，網(wǎng)絡(luò)的特征與狀態(tài)也會(huì)發(fā)生變化。例如，產(chǎn)生了新的可以使用的資源，
發(fā)生故障的資源重新恢復(fù)正常，已分配的資源被釋放等等。通常情況下，有時(shí)還會(huì)有更高效
的路徑產(chǎn)生。因此，從流量工程的角度來看，需要有一些管理控制參數(shù)來規(guī)定流量主干對(duì)于
上述變化的反應(yīng)。有些情況下，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，可能會(huì)希望能夠?qū)α髁恐鞲傻穆窂竭M(jìn)
行動(dòng)態(tài)的變化，這種過程稱為重新優(yōu)化（re-optimization）。而在另外一些情況下，也可能不
希望進(jìn)行這種重新優(yōu)化。
適應(yīng)性屬性是流量主干的路徑保持參數(shù)的一部分。流量主干的這部分屬性表明對(duì)某一流
量主干能否進(jìn)行重新優(yōu)化。適應(yīng)性屬性也可以使用一個(gè)二進(jìn)制數(shù)來表示，它具有下列兩者之
一：（1）允許重新優(yōu)化，（2）禁止重新優(yōu)化。
當(dāng)允許重新優(yōu)化時(shí)，下層協(xié)議就可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的改變（主要是資源可用性方面的改
變），將流量主干重新路由到不同的路徑上。相反，如果是禁止重新優(yōu)化，那么流量主干就
像被“釘”到這條路徑上，是不可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的改變而進(jìn)行重新路由的。
當(dāng)允許進(jìn)行重新優(yōu)化時(shí)，穩(wěn)定性是一個(gè)主要的問題。為了保證穩(wěn)定性，MPLS的實(shí)現(xiàn)方
案對(duì)于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化不能過于敏感。同時(shí)，它也要具有足夠的反應(yīng)速度，以便最有效地利
用網(wǎng)絡(luò)資源。這意味著，應(yīng)當(dāng)能夠用網(wǎng)管手段對(duì)重新優(yōu)化的頻率進(jìn)行配置與改變。
還應(yīng)當(dāng)注意的是，重新優(yōu)化是不同于彈性的。有一個(gè)不同的屬性專門用來指明流量主干
的彈性特性（參看5.9節(jié)）。在實(shí)踐中，如果允許流量主干重新優(yōu)化，則意味著流量主干對(duì)
路徑上的故障具有彈性恢復(fù)。然而，如果一條流量主干不允許重新優(yōu)化，且它的路徑并沒有
被網(wǎng)管指明是“強(qiáng)制性”的，那么它也需要對(duì)路徑上的鏈路和節(jié)點(diǎn)故障具有彈性恢復(fù)。
正式地說，通過重新優(yōu)化來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的發(fā)展，意味著對(duì)故障具有彈性恢復(fù)，而對(duì)故
障具有彈性恢復(fù)，并不意味著是通過重新優(yōu)化來對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的改變進(jìn)行適應(yīng)。

5.6.5平行的流量主干之間的負(fù)載分配

在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間多條平行的流量主干上進(jìn)行負(fù)載分配是一個(gè)十分重要的問題。在許多情
況下，可能兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的某一業(yè)務(wù)量無法只有任何一條單獨(dú)的鏈路或路徑來承擔(dān)。然而，
該業(yè)務(wù)流量所需的資源可能低于網(wǎng)絡(luò)中所有可用路徑能夠提供的總量。此時(shí)，唯一的方法是
將業(yè)務(wù)流量分解為一些流量子集，在將這些流量子集通過多條路徑來加以傳輸。
在一個(gè)MPLS區(qū)域內(nèi)，上述問題可以通過在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間發(fā)起多條流量主干來解決，
這樣，總的業(yè)務(wù)量將可以分擔(dān)到各條流量主干上。要實(shí)現(xiàn)這一過程，就必須要設(shè)計(jì)一種能夠
對(duì)多條平行的流量主干靈活地進(jìn)行負(fù)載分配的技術(shù)。
特別地，從操作的角度來看，如果允許有多條平行的流量主干存在，那么需要有某個(gè)屬
性來表明每條流量主干所攜帶業(yè)務(wù)量的相對(duì)比例。下層協(xié)議將根據(jù)所指定的比例把負(fù)載映射
到流量主干上去。并且，最好能夠維持屬于相同宏流（相同源地址，目的地址和端口號(hào)）的
數(shù)據(jù)包之間的次序。

5.7 優(yōu)先權(quán)屬性

優(yōu)先權(quán)屬性定義了流量主干之間的相對(duì)重要性。在MPLS的約束路由技術(shù)中，優(yōu)先權(quán)
屬性十分重要。利用這一屬性可以決定連接建立與故障恢復(fù)過程中為流量主干進(jìn)行路徑選擇
的順序。
在允許資源搶占的實(shí)現(xiàn)中，優(yōu)先權(quán)屬性也十分重要。使用這一屬性可以為要實(shí)施搶先策
略的流量主干指定一定的順序。

5.8 搶占屬性

搶占屬性將決定一條流量主干能否搶占另一條流量主干的路徑，或者是該流量主干的路
徑能否為其他流量主干所搶占的性質(zhì)。該屬性對(duì)于實(shí)現(xiàn)面向流量的性能指標(biāo)與面向資源的性
能指標(biāo)都是十分重要的。在區(qū)分服務(wù)的環(huán)境中，搶占屬性能夠保證高優(yōu)先級(jí)的流量主干總是
能夠使用較為理想的路徑。
在故障處理過程中，可以使用搶占屬性來實(shí)現(xiàn)許多具有優(yōu)先級(jí)的恢復(fù)策略。
搶占屬性有以下4種模式：（1）允許搶占，（2）不允許搶占，（3）允許被搶占，(4)不
允許被搶占。一條具有允許搶占屬性的流量主干可以搶占一條具有允許被搶占的，低優(yōu)先
級(jí)的流量主干。而一條具有不允許被搶占屬性的流量主干是不允許被任何流量主干搶占的，
不管他們的相對(duì)優(yōu)先權(quán)如何。一條具有允許被搶占屬性的流量主干可以被比它優(yōu)先權(quán)高的，
具有允許搶占的流量主干所搶占。
值得注意的是，有些搶占模式是互斥的。使用上述的編號(hào)，任一給定的流量主干的可行
性的搶占模式組合可以是：（1，3），（1，4），（2，3）和（2，4）。其中（2，4）組合應(yīng)該
是默認(rèn)組合。
只有當(dāng)下列5個(gè)條件全都滿足時(shí)，才可以說，一個(gè)流量主干“A”能夠搶占另一個(gè)流量
主干“B”的路徑：（1）A搶占優(yōu)先級(jí)比B高，（2）B所使用的網(wǎng)絡(luò)資源能夠滿足A的需要，
（3）按照某種判決標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)得出了網(wǎng)絡(luò)資源不能同時(shí)滿足A與B需求，（4）A具有允許
搶占的屬性，（5）B具有允許被搶占的屬性。
雖然搶占屬性是非常有用的，但是在現(xiàn)在盡最大努力的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式下，搶占屬性不能
被認(rèn)為是一個(gè)強(qiáng)制性的屬性。然而，在區(qū)分服務(wù)環(huán)境中，搶占屬性就變得非常有必要了。而
且，隨著光纖互聯(lián)網(wǎng)體系的出現(xiàn)，某些保護(hù)和存儲(chǔ)功能可能需要從光纖層遷移到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)元
素中（像一些千兆和兆兆的標(biāo)記交換路由器）以減少成本，這樣就需要用到搶占策略以便在
發(fā)生故障的情況下，減少具有高優(yōu)先權(quán)的流量主干的存儲(chǔ)時(shí)間。

5.9 彈性屬性

彈性屬性決定了流量主干在發(fā)生故障時(shí)的行為特征。也就是說，當(dāng)流量主干流經(jīng)的路徑
上發(fā)生故障時(shí)，需要解決以下幾個(gè)基本問題：（1）故障檢測(cè)，（2）故障通知，（3）鏈路復(fù)
原與業(yè)務(wù)恢復(fù)。很明顯，MPLS的具體實(shí)現(xiàn)將需要具有解決上述問題的機(jī)制。
如果流量主干流經(jīng)的路徑發(fā)生了故障，那么可以為它們指定許多恢復(fù)策略，下面給出的
是一些可行策略的實(shí)例：
1． 不對(duì)流量主干重新進(jìn)行路由選擇。例如，具體實(shí)現(xiàn)中已經(jīng)具有了某種保證生存性
的技術(shù)，這種技術(shù)能夠保證當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，不必對(duì)流量主干進(jìn)行重新選路就可以
確保業(yè)務(wù)繼續(xù)進(jìn)行。這種技術(shù)的一個(gè)例子是（當(dāng)然還有其他很多技術(shù)存在），如果
在節(jié)點(diǎn)之間有多條平行的路徑，根據(jù)某種控制策略，發(fā)生故障時(shí)，使得在一條LSP
失敗后，其上的流量主干轉(zhuǎn)移到其他的LSP上。
2． 將流量主干重新路由到具有充足資源的路徑上。如果沒有所需的路徑的話，則不
進(jìn)行重新路由。
3． 不再考慮各種資源約束參數(shù)，將流量主干重新路由到任意一條可用路徑上。
4． 還有許多其他的解決策略，包括上述策略的一些組合形式。
一個(gè)“基本”彈性屬性，決定了流量主干流經(jīng)的路徑發(fā)生故障時(shí)，所使用的恢復(fù)過程。
特別地，“基本”彈性屬性是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，它決定一條流量主干在發(fā)生故障時(shí)是否要進(jìn)行
重新選路�！皵U(kuò)展”彈性屬性用來決定發(fā)生故障時(shí)對(duì)流量主干的細(xì)節(jié)處理過程。比如說，擴(kuò)
展的彈性屬性可能規(guī)定發(fā)生故障時(shí)某一流量主干所能使用的一組替換路徑，以及該組路徑之
間的優(yōu)先級(jí)關(guān)系。
彈性屬性所控制的是MPLS與路由之間的相互作用過程。

5.10 策略屬性

當(dāng)某一流量主干不再符合路徑建立時(shí)的約定時(shí)，也就是說，當(dāng)某一流量主干的特性超過
了其流量參數(shù)所指定的數(shù)值時(shí)，由策略屬性決定下層協(xié)議對(duì)其采取的處理方式。通常情況下，
策略屬性表明對(duì)相應(yīng)的違約流量主干是實(shí)施速率限制，做出標(biāo)記，還是不做任何處理繼續(xù)轉(zhuǎn)
發(fā)。如果確實(shí)要使用某種策略的話，則可以直接使用一些已有的算法，如ATM論壇的
GCRA[11]來執(zhí)行這一功能。
在許多場(chǎng)合下，是必須要有一定的策略機(jī)制，但是在另一些場(chǎng)合下，是不適合用策略機(jī)
制的。一般而言，是希望能夠在網(wǎng)絡(luò)的入口處實(shí)施一定的策略機(jī)制（以便符合SLA），而在
網(wǎng)絡(luò)的核心則要盡力避免使用策略機(jī)制，除非容量的約束條件又明確的要求。
因此，從流量工程的角度來看，必須具有能夠通過網(wǎng)管對(duì)每一條流量主干的流量策略機(jī)
制進(jìn)行允許或禁止操作的能力。

6. 資源屬性

資源屬性是拓?fù)錉顟B(tài)屬性的一部分，它們的作用是對(duì)特定資源上的流量主干選路過程加
以限制。

6.1 最大分配因子

某一資源的最大分配因子（MAM）是一個(gè)可以通過網(wǎng)管來進(jìn)行配置的屬性，它決定該
資源可以被流量主干所使用的比例。這里所說的資源最常用的就是帶寬資源。然而，該資源
也可以是LSR上的緩沖資源。MAM的概念類似于幀中繼或ATM網(wǎng)絡(luò)中的預(yù)定與注冊(cè)因子
（subscriptionandbookingfactors）。
對(duì)于MAM的選擇可以使得某一資源處于不完全分配或過量分配兩種狀態(tài)。如果所有參
與某一資源分配的流量主干（可以由流量主干的流量參數(shù)來表述）的資源需求的總和不超過
該資源的總?cè)萘康脑�，則我們說對(duì)該資源的分配為不完全分配。如果參與某一資源分配的流
量主干的資源需求的總和超過該資源的總?cè)萘康脑�，則稱對(duì)該資源的分配為過量分配。
不完全分配可以用來限制資源的使用。然而，相對(duì)于電路交換，MPLS的環(huán)境更為復(fù)
雜，因?yàn)樵贛PLS環(huán)境下，一些數(shù)據(jù)流可以不考慮資源限制，根據(jù)傳統(tǒng)的逐跳協(xié)議（也可
使用顯示路由）來進(jìn)行路由。
過量分配可以利用流量的統(tǒng)計(jì)特性以實(shí)現(xiàn)更有效的資源分配策略。特別地，當(dāng)流量主干
的瞬時(shí)峰值的要求不重合時(shí)，適合使用過量分配。

6.2 資源等級(jí)屬性

資源等級(jí)屬性是由網(wǎng)管分配的參數(shù)，它表明資源的“等級(jí)”。資源等級(jí)的概念可以看作
是一種“顏色”的概念�？梢赃@樣認(rèn)為，具有相同“顏色”的資源都屬于相同等級(jí)。利用資
源等級(jí)屬性，可以實(shí)現(xiàn)許多流量工程策略。這一屬性最關(guān)心的資源是鏈路資源。鏈路資源的
等級(jí)屬性是“鏈路狀態(tài)”參數(shù)中很重要的一個(gè)方面。
資源等級(jí)屬性是一個(gè)很有用的抽象概念。從流量工程的角度來看，可以使用這一屬性來
實(shí)現(xiàn)許多與面向流量和面向資源的性能優(yōu)化有關(guān)的策略。特別地，資源等級(jí)屬性可以用于：
1． 可以為不在同一拓?fù)鋮^(qū)域中的一組資源應(yīng)用相同的策略。
2． 為一組建立流量主干路徑所需的網(wǎng)絡(luò)資源指定相互之間的優(yōu)先級(jí)關(guān)系。
3． 將流量主干明確地限于一組特定的網(wǎng)絡(luò)資源上。
4． 實(shí)現(xiàn)一組通用的包含/排出策略。
5． 增強(qiáng)本地流量包容策略。本地流量包容策略是指將本地流量限制在特定的網(wǎng)絡(luò)拓
撲區(qū)域中的策略。
此外，資源等級(jí)屬性還可以用于用戶認(rèn)證。
通�？梢詾槟骋毁Y源分配多個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源屬性。例如，可以為某一網(wǎng)絡(luò)中所有的OC-48
鏈路分配某一種屬性。此外，還可以給這些鏈路中屬于某一網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的一部分鏈路再分配一
個(gè)屬性，以便實(shí)現(xiàn)某種特定包容策略或者是以某種方式來配置該網(wǎng)絡(luò)。

7． 約束路由

這部分討論MPLS域內(nèi)和約束路由有關(guān)的問題。在現(xiàn)在的術(shù)語(yǔ)中，約束路由常常是指
“QOS路由”[5,6,7,10]。本文使用“約束路由”這一名稱是因?yàn)樗芨玫伢w現(xiàn)這種技術(shù)
的本質(zhì)，QOS路由只是這一技術(shù)的一個(gè)子集。
約束路由技術(shù)是一種命令驅(qū)動(dòng)并具有資源預(yù)留能力的路由算法，它能夠和現(xiàn)有的拓?fù)潋?qū)
動(dòng)的，逐跳的Internet內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)共存。
一個(gè)約束路由框架利用下面的屬性作為輸入：
? 和流量主干有關(guān)的屬性
? 和資源有關(guān)的屬性
? 其他的拓?fù)錉顟B(tài)信息
在上述信息的基礎(chǔ)上，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的約束路由機(jī)制將對(duì)該節(jié)點(diǎn)上發(fā)起的每一條流量
主干自動(dòng)地計(jì)算出一條顯示路由。在這種情況下，每個(gè)流量主干的顯示路由是一條詳細(xì)的標(biāo)
記交換路徑，滿足流量主干的需求條件，服從由資源可用性，管理策略和其他的拓?fù)錉顟B(tài)信
息提出的各種約束。
一個(gè)約束路由技術(shù)可以極大的減少在流量工程策略實(shí)現(xiàn)中的手工配置和人工干預(yù)。
實(shí)際上，流量工程師或者是一個(gè)自動(dòng)機(jī)將為一個(gè)流量主干指定端點(diǎn)，并為它分配一個(gè)屬
性集，包含了流量主干的預(yù)期性能和行為特性。約束路由框架可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)滿足期望的可行
路徑。如果必要，流量工程師或流量工程支持系統(tǒng)就能利用手工配置的顯示路由來完成更好
的優(yōu)化。

7.1 約束路由的基本特征

一個(gè)約束路由至少應(yīng)當(dāng)具有這樣一種能力，即自動(dòng)地為流量主干建立一條可行路徑的能
力。
對(duì)于大多數(shù)約束路由參數(shù)來說，一般都認(rèn)為要使用約束路由技術(shù)是非常困難的。然而，
在實(shí)踐中，如果該路徑存在，就可以用一種非常簡(jiǎn)單的，著名的啟發(fā)式算法[9]來找到這條
可行路徑：
? 首先，刪除所有不能滿足流量主干屬性要求的資源；
? 其次，在剩下的拓?fù)鋱D上使用最短路徑算法。
很明顯，只要有可行的路徑存在，使用上述簡(jiǎn)單的算法就可以找到這條路徑。我們還可
用其他的規(guī)則來去除糾結(jié)（ties），對(duì)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。一般來說，去除糾結(jié)的
目的是為了是擁塞最小化。然而，如果有多條流量主干要同時(shí)進(jìn)行路由計(jì)算的話，即使有可
行路徑存在，上述算法也可能得不出結(jié)果。

7.2 對(duì)具體實(shí)現(xiàn)的考慮

許多幀中繼和ATM交換設(shè)備的商業(yè)實(shí)現(xiàn)已經(jīng)可以支持一定的約束路由。對(duì)于這些設(shè)備
以及各種MPLS設(shè)備而言，為了滿足MPLS的要求，對(duì)現(xiàn)有的約束路由進(jìn)行擴(kuò)展將是比較
簡(jiǎn)單的。
而對(duì)于使用拓?fù)潋?qū)動(dòng)、逐跳的IGP協(xié)議的路由器而言，要實(shí)現(xiàn)約束路由，至少可以采
用以下兩種方法：
1． 對(duì)現(xiàn)有的IGP協(xié)議如OSPF,IS-IS協(xié)議等進(jìn)行擴(kuò)展，使之能夠支持約束路由�，F(xiàn)
在正在努力提供這樣的方法，比如對(duì)OSPF的擴(kuò)展。[5,7]
2． 在每一個(gè)路由器中加上一個(gè)能夠與現(xiàn)有的IGP協(xié)議共存的約束路由進(jìn)程。這一方
法如圖1所示：
----------------------------------------------------------
|管理接口|
---------------------------------------------------------
|||
---------------------------------------------------------------------
|MPLS|<->|約束路由進(jìn)程||傳統(tǒng)IGP進(jìn)程|
---------------------------------------------------------------------
||
------------------------------------------------------------
|資源屬性，可用性數(shù)據(jù)庫(kù)||鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)|
------------------------------------------------------------
圖1LSR中第三層的約束路由進(jìn)程

在第三層上實(shí)現(xiàn)約束路由的過程，有許多重要的細(xì)節(jié)問題我們這兒沒有討論。這些包括：
? 在約束路由進(jìn)程之間交換拓?fù)錉顟B(tài)信息（如資源可用性信息，鏈路狀態(tài)信息，資源
屬性信息等）的機(jī)制
? 對(duì)拓?fù)錉顟B(tài)信息進(jìn)行維護(hù)的機(jī)制
? 約束路由進(jìn)程與傳統(tǒng)的IGP進(jìn)程之間的互操作
? 滿足流量主干適應(yīng)性要求的機(jī)制
? 滿足流量主干彈性與生存性的機(jī)制
總之，約束路由通過對(duì)滿足流量主干的一套約束參數(shù)要求的可能路徑的自動(dòng)搜索，將大
大有助于對(duì)營(yíng)運(yùn)網(wǎng)的性能優(yōu)化。它還能大大降低流量工程過程中的通過網(wǎng)管進(jìn)行顯示路徑配
置的工作量和手工干預(yù)。

8． 小結(jié)

本文介紹了在MPLS上實(shí)施的流量工程的各種要求。還介紹了許多能夠在Internet中
使用MPLS實(shí)現(xiàn)流量工程性能的功能。
應(yīng)該指出的是，這里所提到的許多問題都可以通過下面的方法來解決，即，為MPLS
增加一些簡(jiǎn)單構(gòu)件，隨后利用一個(gè)高層的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)來對(duì)相應(yīng)的功能加以擴(kuò)展以便實(shí)現(xiàn)各
種要求。核心的MPLS規(guī)范不一定要包含約束路由功能。然而，為了滿足性能需求，MPLS
和約束路由框架之間必須有一定的互操作能力。

9． 對(duì)安全方面的考慮

本文檔并沒有介紹超出MPLS及使用相同機(jī)制的技術(shù)本身的一些新的安全問題，然而，
需要特別說明的是，通過網(wǎng)管對(duì)可配置的參數(shù)操作時(shí)要在一個(gè)安全的，經(jīng)過認(rèn)證的實(shí)體下進(jìn)
行。

10．參考文獻(xiàn)

[1]Rosen,E.,Viswanathan,A.andR.Callon,"AProposed
ArchitectureforMPLS",WorkinProgress.

[2]Callon,R.,Doolan,P.,Feldman,N.,Fredette,A.,Swallow,G.
andA.Viswanathan,"AFrameworkforMultiprotocolLabel
Switching",WorkinProgress.

[3]Li,T.andY.Rekhter,"ProviderArchitectureforDifferentiated
ServicesandTrafficEngineering(PASTE)",RFC2430,October
1998.

[4]Rekhter,Y.,Davie,B.,Katz,D.,Rosen,E.andG.Swallow,
"CiscoSystems'TagSwitchingArchitecture-Overview",RFC
2105,February1997.

[5]Zhang,Z.,Sanchez,C.,Salkewicz,B.andE.Crawley"Qualityof
ServiceExtensionstoOSPF",WorkinProgress.

[6]Crawley,E.,Nair,F.,Rajagopalan,B.andH.Sandick,"A
FrameworkforQoSBasedRoutingintheInternet",RFC2386,
August1998.

[7]Guerin,R.,Kamat,S.,Orda,A.,Przygienda,T.andD.Williams,
"QoSRoutingMechanismsandOSPFExtensions",RFC2676,August
1999.

[8]C.YangandA.Reddy,"ATaxonomyforCongestionControl
AlgorithmsinPacketSwitchingNetworks,"IEEENetworkMagazine,
Volume9,Number5,July/August1995.

[9]W.Lee,M.Hluchyi,andP.Humblet,"RoutingSubjecttoQuality
ofServiceConstraintsinIntegratedCommunicationNetworks,"
IEEENetwork,July1995,pp46-55.

[10]ATMForum,"TrafficManagementSpecification:Version4.0"April
1996.

11．鳴謝

感謝YakovRekhter對(duì)該文檔草案的檢閱，也感謝LouisMamakos和BillBarns那
些幫助性的建議，以及CurtisVillamizar的非常有價(jià)值的反饋意見。

12．作者地址

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