电信技术研究 ２００８年第ｌ２期 基于ＭＰＬＳ的ＶＰＮ技术 何鹏石盛平戴勤书 摘要：基于ＭＰＬＳ的ＶＰＮ技术是ＭＰＬＳ的一个重要应用，具有网络配置简单、可 扩展性好以及提供安全性等特点。本文结合实际数据分析，阐述了三层ＶＰＮ技术 的基本原理、实现方法，重点介绍了二层ＶＰＮ技术体制、封装格式、信令机制， 并就两种ＶＰＮ技术做了比较，对信号识别和研制相关产品有一定意义。 关键词：ＭＰＬＳ三层ＶＰＮ二层ＶＰＮ ＬＳＰ隧道ＲＳＶＰ ＬＤＰ １引言 目前，在世界范围内存在两大核心网络技术，一种是计算机界倡导且广泛应用的ＩＰ 网络技术，另一种是电信界推崇的ＡＴＭ技术。但随着业务的广泛发展，两类技术都出 现了瓶颈性缺点。ｌＰ技术不支持Ｑｏｓ业务，并且随着网络规模扩大，其路由交换也存在 问题。ＡＴＭ技术实现较为复杂，运营维护费用高制约了其快速发展。 协议标记交换（ＭＰＬＳ）是一种可在多种第二、三层媒质上进行标记交换的网络技 术。它吸取了ＡＴＭ高速交换的优点，把面向连接引入控制，是介于２・３层的２．５层协议。 它结合了第二层交换和第三层路由的特点，将第二层的基础设施和第三层的路由有机地 结合起来。第三层的路由在网络的边缘实施，而在ＭＰＬＳ的网络核心采用第二层交换。 ＭＰＬＳ技术结合了交换和路由技术，可较好地解决原有技术所存在的缺陷。 虚拟专用网（ＶＰＮ）是一种利用公众网络资源来建立专用通信网络的技术，它可以 使企业利用公众网的资源将分散在各地的办事机构和客户等动态地连接起来，使网络提 供商、企业和最终客户三者都获利。目前用于构建ＶＰＮ网络的公共网络包括Ｉｎｔｅｍｅｔ、 帧中继、ＡＴＭ等，在公共网络上组建的ＶＰＮ跟企业现有的私有网络一样可提供安全性、 可靠性和可管理性等。 作为一种高效的ＩＰ骨干网技术平台，ＭＰＬＳ为实现ＶＰＮ提供了一种灵活的并且具 有可扩展性的技术基础。采用ＭＰＬＳ技术实现ＶＰＮ的技术方案将大大改善传统ＩＰ网络 的缺陷，又能提供和帧中继和ＡＴＭ网络一样的安全性保证，可以很好地适应ＶＰＮ业务 的需求。故本文在分析各类实际信号的基础上，总结介绍了基于ＭＰＬＳ的ＶＰＶ技术原 理、数据格式和实际样本数据分析结果，对信号识别和相关产品的开发有一定意义。 ２ ＭＰＬＳＶＰＮ模型基本原理 ２．１ ＭＰＬＳ ＶＰＮ基本概念 图１为ＭＰＬＳ ＶＰＮ模型，在该模型中网络由运营商的骨干网与用户的各个Ｓｉｔｅ组成， 所谓的ＶＰＮ就是对Ｓｉｔｅ集合的划分，一个ＶＰＮ就对应一个若干Ｓｉｔｅ组成的集合。 ２６ 科技论文 ＼（ ｌ ＼ 备注：ＣＥ（Ｃｕｓｔｏｍ Ｅｄｇｅ）用户Ｓｉｔｅ中直接与服务提供商相连的边缘设备，一般是路由 器ＰＥ（Ｐｒｏｖｉｄｅｒ Ｅｄｇｅ）骨干网中的边缘设备，它直接与用户ＣＥ相连Ｐ路由器（Ｐｒｏｖｉｄｅｒ Ｒｏｕｔｅｒ）骨干网中不与ＣＥ直接相连的设备 图１ ＭＰＬＳＶＰＮ模型 ２．２ ＭＰＬＳ ＶＰＮ基本原理 用户端的路由器（ｃＥ）首先通过静态路由或ＢＧＰ将用户网络中的路由信息通知提供 商路由器（ＰＥ），同时在ＰＥ之间采用ＢＧＰ协议传送ＶＰＮ・ＩＰ的信息以及相应的标记（ＶＰＮ 的标记，简称为内层标记），而在ＰＥ与Ｐ路由器之间则采用传统的ＯＳＰＦ协议相互学习 路由信息，采用ＬＤＰ协议进行路由信息与标记（骨干网络中的标记，以下称为外层标记） 的绑定。此时，ＣＥ、ＰＥ以及Ｐ路由器中基本的网络拓扑以及路由信息已经形成。ＰＥ路 由器拥有了骨干网络的路由信息以及每一个ＶＰＮ的路由信息。 当属于某一ＶＰＮ的ＣＥ用户数据进入网络时，在ＣＥ与ＰＥ连接的接口上可以识别 出该ＣＥ属于哪一个ＶＰＮ，进而到该ＶＰＮ的路由表中去读取下一跳的地址信息，同时 在前传的数据包中打上ＶＰＮ标记（内层标记），这时得到的下一跳地址为与该ＰＥ作Ｐｅｅｒ 的ＰＥ的地址。为了达到这个目的端的ＰＥ，此时在起始端ＰＥ中需读取骨干网络的路由 信息，从而得到下一个Ｐ路由器的地址，同时采用ＬＤＰ在用户前传数据包中打上骨干网 络中的标记（外层标记）。在骨干网络中，初始ＰＥ之后的Ｐ均只读取外层标记的信息来 决定下一跳，因此骨干网络中只是简单的标记交换。 在到达目的端ＰＥ之前的最后一个Ｐ路由器时，将外层标记去掉，读取内层标记， 找到ＶＰＮ，并送到相关的接口上，进而将数据传送到ＶＰＮ的目的地址。 ２．３ ＭＰＬＳＶＰＮ实现基本方式 ＶＰＮ有多种实现方式，具体可以分为用户管理的ＶＰＮ解决方案（ＣＰＥ－ＶＰＮ）和 提供商实施的ＶＰＮ解决方案（ＰＰ—ＶＰＮ）。 ＣＰＥ－－ＶＰＮ方案是用户自己设置、管理并维护ＶＰＮ网关设备，通过公共ＩＰ网在各 个分支机构和公司总部之间建立基于标准ＶＰＮ隧道的连接，隧道协议通常采用二层隧 道协议（Ｌ２ＴＰ）、点到点隧道协议（ＰＰＴＰ）、ＩＰｓｅｃ、ＩＰ ｉｎ ＩＰ和通用路由选择封装（ＧＲＥ） 等，并且利用各种加密技术和网络地址转换（ＮＡＴ）技术来保障数据传输的安全。ＶＰＮ ２７ 电信技术研究 ２００８年第１２期 隧道连接的建立与管理完全由用户自己负责，提供商不需要调整或改变网络的结构与性 能，这种方式也就是通常所说的“自建ＶＰＮ”方式。 ＼ 户或远程拨号接入用户。利用该网关设备，可以在全网范围内根据具体的ＶＰＮ网络需 ＰＰ－ＶＰＮ方案是指在提供商的公共数据网上设置ＶＰＮ网关设备，用于专线接入用 ＼ 求，通过隧道封装、虚拟路由器或ＭＰＬＳ等技术建立ＶＰＮ，并且可以采用加密技术以保 障数据传输的安全。ＶＰＮ连接的建立完全由提供商负责，对用户透明，这种方式也就是 通常所说的“外包ＶＰＮ”方式。 按照ＶＰＮ实现的网络层次进行分类，ＶＰＮ可以分为二层ＶＰＮ和三层ＶＰＮ，这两 种技术都是属于ＰＰ～ＶＰＮ方案。 ３基于第三层的ＶＰＮ网络模型 如图２所示，基于第三层的ＭＰＬＳ ＶＰＮ允许服务商使用自己的ＩＰ骨干，为客户提供 ＶＰＮ服务。其使用ＢＧＰ把ＶＰＮ的路由信息分布到供应商的骨干中，并使用ＭＰＬＳ把ＶＰＮ 流量从一个站点转发到另一个站点上。每一个ＶＰＮ具有独自的ＶＰＮ标识符，每一个ＶＰＮ 的用户只能与自己ＶＰＮ网络中的成员进行通信，而也只有ＶＰＮ的成员才能有权进入该 ＶＰＮ。 图２基于第三层的ＶＰＮ网络模型 设置ＣＥ、ＰＥ、Ｐ这３种网络设备，其中在ＣＥ－ＰＥ、ＰＥ—ＰＥ之间使用ＢＧＰ协议作为 标记控制协议，其中ＣＥ ＰＥ之间属于ＢＧＰ自治域问会晤（即ＥＢＧＰ），而ＰＥ－ＰＥ之间属于 ＢＧＰ自治域内会晤（即ＩＢＧＰ）。ＰＥ。Ｐ之间以使用ＩＥＴＦ为ＭＰＬＳ定义的任何标记控制协议， 即ＬＤＰ、ＣＲ．ＬＤＰ、ＲＳＶＰ．ＴＥ等。在ＰＥ设备上维护多个ＶＲＦ，这些ＶＲＦ可用路由索引 的方式来组织。每个连接入ＰＥ的Ｓｉｔｅ都对应于其中一个ＶＲＦ，ＶＲＦ的建立和修改由 ＢＧＰ协议负责。 ＭＰＬＳ可以看做是一种面向连接的技术。每个ＭＰＬＳ ＶＰＮ数据报都携带标记栈，栈 中至少含有两个标记，其中栈顶标记，也就是外部标记，决定数据报从入口ＰＥ到出１３ ＰＥ之间所走的ＬＳＰ隧道，在被所经过的Ｐ路由器转发时不断被替换。而栈底标记（即 内部标记），则与ＲＤ值对应，代表数据报所属的ＶＰＮ，将在入１３ ＰＥ处被压入标记栈栈 底，而在整个转发过程中不会被读取，仅当到了出口ＰＥ时才把它剥离，并根据这标记 值找到相应ＶＲＦ，再决定它的下一站的Ｓｉｔｅ。从得到的数据分析也可以看出两个ＶＰＮ 网络可以同时传输数据，ＰＥ可以根据栈底标记区别出不用ＶＰＮ，给出正确转发路由。 标签交换的工作过程可概括为以下３个步骤： ２Ｒ 科技论文 （１）由ＬＤＰ（标签分布协议）和传统路由协议（ＯＳＰＦ、ＢＧＰ等）一起，在ＬＳＲ中建立路 由表和标签映射表； （２）ＬＥＲ接收ＩＰ包，完成第三层功能，并给ＩＰ包加上标签：在ＭＰＬＳ出口的ＬＥＲ 上，将分组中的标签去掉后继续进行转发； （３）ＬＳＲ对分组不再进行任何第三层处理，只是依据分组上的标签通过交换单元对 其进行转发。 ４基于第二层的ＶＰＮ网络模型 ４．１基本原理 二层ＭＰＬＳ ＶＰＮ提供基于ＭＰＬＳ网络的二层ＶＰＮ服务，使运营商可以在统一的 ＭＰＬＳ网络上提供基于不同数据链路层的二层ＶＰＮ，包括ＡＴＭ、ＦＲ、ＶＬＡＮ、Ｅｔｈｅｍｅｔ、 ＰＰＰ等。同时，ＭＰＬＳ网络仍可以提供传统ＩＰ、ＭＰＬＳ Ｌ３ＶＰＮ、流量工程和ＱｏＳ等服务。 简单来说，二层ＭＰＬＳ ＶＰＮ就是在ＭＰＬＳ网络上透明传输用户二层数据。从用户的 角度来看，ＭＰＬＳ网络是一个二层交换网络，可以在不同节点间建立二层连接。 ４．２二层ＭＰＬＳ ＶＰＮ实现方式 二层ＭＰＬＳ ＶＰＮ的实现主要包括如何对用户的第二层帧进行封装和如何在ＭＰＬＳ 骨干网中传输封装后的帧，但目前没有形成正式标准。目前主要有Ｍａｒｔｉｎｉ草案和 Ｋｏｍｐｅｌｌａ草案，其中Ｍａｒｔｉｎｉ是较为常用的一种方式。 Ｍａｒｔｉｎｉ草案定义了通过建立点到点的链路来实现ＭＰＬＳ Ｌ２ ＶＰＮ的方法。它以标记 分发协议（Ｌａｂｅｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏ１）为信令协议来传递双方的ＶＣ标签，称为Ｍａｒｔｉｎｉ 方式ＭＰＬＳ二层ＶＰＮ。其封装方式如图３。 隧道标记 Ｔｕｎｎｅｌ Ｌａｂｅｌ Ｄ＜ Ｓ ＴＴＬ 虚电路标记 ＶＣ Ｌａｂｄ Ｄ＜ Ｓ ＴＴＬ 控制字 Ｒｓｖｄ｝Ｆｈｇｓ ｌ Ｌ啦ｇｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅ￣ 图３ Ｍａｒｔｉｎｉ方式ＭＰＬＳ封装方式 其中，控制字为可选项，配合ＶＣ Ｌａｂｌｅ使用；Ｒｓｖｄ为４ｂｉｔｓ，预留将来使用； Ｆｌａｇｓ为４ｂｉｔｓ，用于传送与特定协议有关的控制信息；Ｌｅｎｇｔｈ为８ｂｉｔｓ，标识包的长度， 以便在出ＶＩ路由器可以删除填充比特。 二层ＭＰＬＳ ＶＰＮ使用标签栈使得数据报文在ＭＰＬＳ网络中透明传送：外层标签 （Ｔｕｎｎｅｌ Ｌａｂｅ１）用于将报文从一个ＰＥ传送到另一个ＰＥ；内层标签（ＶＣ标签）用于区 分不同ＶＰＮ中的不同连接；接受端ＰＥ根据ＶＣ标签决定将报文传送给哪个ＣＥ。控制 字的作用首先是用于保证帧的传输顺序，其次是满足传输最小帧的要求，最重要的是传 送封装的原第二层帧帧头中的控制消息，目前Ｍａｒｔｉｎｉ草案可以对很多第二层帧进行封 装，包括ＡＴＭ，以太网，ＨＤＬＣ以及ＰＰＰ等，对每一种协议封装的大体结构相同，但等 效虚电路标记和控制字中的相应字段各异。 ２９ 电信技术研究 ２００８年第１２期 ４．３二层ＭＰＬＳＶＰＮ数据封装 通过实际信号样本数据分析，目前二层ＭＰＬＳ ＶＰＮ主要提供ＡＴＭ业务。 ４．３．１ ＡＡＬ５ ＣＰＣＳ．ＳＤＵ模式承载ＡＴＭ业务 该模式中，入口ＬＳＲ需要重新封装完整的ＡＡＬ５ ＣＰＣＳ—ＳＤＵ使其成为独立的一帧， 但ＡＬＬ５的尾巴字节不需要传输。控制字是需要的，但其使用是可选的。入ＶＩ ＬＳＲ一旦 决定不让其生效，必须将其置０，而出口ＬＳＲ如果其忽略该字节也必须将其置０。 ２ ３ ０ １ ２ ３４ ５ ６ ７ ８ ９ ０ ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ ０ １ ２ ３４ ５ ６ ７ ８ ９ ０ １ ＋・十一十一＋・＋－十一＋一十斗－十一＋一＋・＋－＋一十一十斗斗一＋一十一＋一＋－＋一十斗．十．＋一＋－＋一＋．＋．＋斗 Ｉ Ｒｓｖｄ ｌＴＩＥＩＬＩＣＩ Ｌｅｎｄ ＳｅｑＩｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ（ｏｐｔｉｏｎａ１） ｌ ＋一＋一＋一＋．＋一＋一＋一＋斗一＋－＋．＋一＋ ＋．＋．＋．＋－４－．＋．＋－＋－＋－＋－＋斗．＋，＋．＋．＋．＋．＋．＋斗 Ｉ ＡＴＭ ＡＡＬ５ ＣＰＣＳ．ＳＤＵ 图４ ＡＡＬ５ ＣＰＣＳ—ＳＤＵ封装方式 控制字（ｃｏｎｔｒｏｌｗｏｒｄ）中Ｔ／Ｅ／Ｌ／Ｃ比特的作用如下：Ｔ为标识传送类型ＡＴＭ ＣＥＬＬ 或ＡＡＬ５ ＣＰＣＳ—ＰＤＵ；Ｅ为映射ＡＡＬＳＣＰＣＳ—ＰＤＵ尾部显式前向拥塞指示（ＥＦＣＩ）；Ｌ为映 射ＡＴＭＣＥＬＬ中的包丢失优先级（ｃＬＰ）；Ｃ为映射ＡＡＬ５ＣＰＣＳ－ＰＤＵ尾部Ｃ／Ｒ比特。 该模式每一帧长度不定，Ｌｅｎｇｔｈ字段指示了ＡＴＭ ＡＡＬ５ ＣＰＣＳ—ＳＤＵ数据单元的长 度。当长度大于６４字节时，Ｌｅｎｇｔｈ字段被置０，否则指示实际长度。 数据包１：ｆｆ０３ ０２ ８１ ００ ６８ ５４ ｆＯ０ ６ｄ ｂ５ ０２ ＱＱ ２昼ＱＱ ＱＱ ０３ ＣＣ ４５ ００ Ｏ０ ２８ ｃＯ ６ａ ４０ Ｏ０ ３１ ０６ ４７ ｃｆＯｃ ２ａ ３３ １５ ７ｃ ０６ ８６ ５ｌ ０ｌ ｂｂ １１ ｃ６ ｄ０ ａ４ ４ａ ｃａ ０５ ｅ３ ３０ ２ｄ ５０ ｌｌ １９ ２０ ｆｏ ｌＣ Ｏ０ ０Ｏ ｅ４ ２４ ｅｌ ｄｆ。 数据包２：ｆｆ０３ ０２ ８１ ００ ６８ ５４ ｆｒ００ ６ｄ ｂ５ ０２ ＱＱ ＱＱ ＱＱ ０３ ＣＣ ４５ Ｏ０ Ｏ０ ３ｃ ３４ ６ｂ Ｏ０ Ｏ０ ｆ２ ０ｌ ４０ ３４ ｄｌ ｂｆ８Ｏ ５１ ７ｃ ０６ ８６ ０ａ ００ ０Ｏ ａｄ ７ｅ ０３ Ｏ０ ０５ ｃａ ５０ ４９ ４ｅ ４７ ２０ ６２ ７９ ２０ ４９ ５０ ４３ ６８ ６５ ６３ ６ｂ ２Ｏ ５３ ６５ ７２ ７６ ６５ ７２ ２０ ４ｄ ６ｆ６ｅ ６９ ７４ ６ｆ７２ ２０ ７７ ２０ ｌ１ ｄ２ １ｆ。 以上两个数据包都是ＡＡＬ５ ＣＰＣＳ—ＳＤＵ模式承载的ＡＴＭ业务数据，其控制字Ｔ、Ｅ、 Ｌ、Ｃ均被置０不起作用。数据包１ ＡＡＬ５ ＣＰＣＳ—ＳＤＵ数据单元长度为４６，小于６４字节 有指示，数据包２ ＡＡＬ５ ＣＰＣＳ－ＳＤＵ数据单元长度大于６４，Ｌｅｎｇｔｈ字段被置０。 ４．３．２ ＡＴＭＣＥＬＬ模式承载ＡＴＭ业务 该模式的封装由可选４字节控制字，４字节ＡＴＭ信元头和信元负载组成（不包括 ＨＥＣ字节）。如果要使用控制字节，但不需要字节中的标志位其作用，必须将其置０， 且在接受端被放弃。４字节信元头包含了ＶＰＩ，ＶＣＩ值，ＰＴＩ和Ｃ位分别为输入信元的 ＰＴＩ和Ｃ位，头部不包含输入信元的ＨＥＣ字节。 ３Ｏ 科技论文 ０ １ ０ ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９，０ １ ２ ３４ ５ ６ ７ ８ ９ ０ １ ＋．＋．＋．十一＋．＋．＋．＋斗．＋一＋－＋．＋．＋．＋．＋．＋斗 ＋一＋一＋一＋－＋一十斗一＋一＋・＋一＋・＋一＋一＋一＋ Ｃｏｎ ｃ ｒｏｌ Ｗｏ ｒｏｔ【０ Ｄ ｃｉ ０ｒｉｂＩ） ＋．＋ ＋．＋一＋．＋．＋．＋斗．＋－＋一＋．＋一＋．＋．＋一＋斗一＋一十一十－＋－＋一＋斗－＋・＋一＋－＋一＋－＋・＋ ＋ Ｉ ｖＰ Ｔ ｌ ＶＣ Ｔ Ｉ ＰＴＩ ｌ Ｃ ＋．＋．＋．＋．＋一十－＋－＋斗－＋．＋一＋－＋－＋－＋一＋一＋斗・＋・＋－＋一＋－＋一＋斗一＋一＋一＋・＋・＋－十一＋－＋ Ｉ ＡＴ Ｐａｙ Ｊ０ａｄ（４８ ｂｙｔｅｓ） ＋ ＋．＋．＋一＋一＋ ＋ ＋斗一＋一＋．＋－＋一＋一＋．＋－＋斗 ＋一＋一＋一＋一＋一＋斗一＋一＋一＋一＋－十一＋－＋－＋ 图５ ＡＴＭ ＣＥＬＬ封装方式 目前该模式的数据主要采用ＡＡＬ１和ＡＡＬ５类型。如以下数据样本： 数据包１：ｆｆ０３ ０２ ８１ ００ ｄＯ ２ｃ ｆｒ０Ｏ ４２ ９ｄ ０２ ＱＱ垒Ｑ Ｑ鱼垒Ｑ ａｆ２３ ０９ ８ｂ ｆｆｆｆｆｆｆｄ ７ｆ６ｆｂｂ ｃ５ ８ｃ ａ９ ７２ ｅ０ ０ｃ ａ８ ｃＯ ｂａ ｂｃ ｄ４ ｄｅ ｃ９ １ｌ ｄａ ６ｆ３ｂ ｅ５ ８７ ａ８ ｃ４ ｅｆｆｒｆｆｆｆｆＦｆｆｆｒｆｅ ６ｆ ７２ ｅｃ ９８。 数据包２：ｉｆ０３ ０２ ８１ ００ ｄＯ ２ｃ ｆ００ ４２ ９ｄ ０２ ＱＱ垒Ｑ Ｑ 垒Ｑ垒曼４ｂ ｃｅ ０７ ７３ ５８ ９３ ０３ ｅ１ ｄａ ｆ９ ９６ ａ６ ｅ９ ２ｂ １２ ７３ ０ｅ ６３ ｅａ ０ｅ ０３ ｆｒ仃仃ｆｆｆｆｆｒｆｒ７ｃ ８１ ７８ ００ １９ ４２ ００ ＯＯ ０Ｏ １０ ００ ｄｆ６ｂ ０７ ４１ ｃ５ ａ３ ３５ ２ａ。 数据包３：ｆｆ０３ ０２ ８ｌ Ｏ０ ｄｆ５４ ｆｅ ｏ０ ５ｂ ｅ１．０２ ＯｆｄＯ Ｏｆｆ０．ａａ ａａ ０３ ００ ００ ００ ０８ ００ ４５ ００ ００ ３０ ８４ ５７ ４Ｏ ００ ０ｃ ０６ ｃ７ ａｆ５４ ｆ５ ０ａ ９０ ４０ ｃ３ ８２ ７９ ｃａ ０ｅ ００ ｌ９ ａ７ ８０ ６ｂ ４４ ００ ００ ００ ００ ７０ ０２ ｆｆｆｆ８３ ７１ ００。 数据包４：ｆｆＯ３ Ｏ２ ８１ ００ ｄｆ５４ ｆｅ ００ ５ｂ ｅｌ Ｑ２ Ｑ￡ Ｑ Ｑ￡ ０２ ０４ ０５ ｂ４ Ｏ１ ０ｌ Ｏ４ ０２ ００ ００ ００ Ｏ０ ０Ｏ ００ ００ ００ ００ ０Ｏ ００ ＯＯ Ｏ０ ０Ｏ ００ ０Ｏ ＯＯ ０Ｏ ＯＯ ００ ００ ００ ００ ００ ００ ００ ００ Ｏ０ ０Ｏ Ｏ０ ００ Ｏ０ ００ ０Ｏ ００ ３８ ｂ７ ３７ ｂａ。 数据包５：ｆｆ０３ ０２ ８ｌ Ｏ０ ｄｆ５４ ｆｅ ０Ｏ ５ｂ ｅ１ Ｑ２ Ｑ￡旦Ｑ Ｑ￡ ａａ ａａ ０３ ００ ００ ００ ０８ ００ ４５ ００ ００ ３０ ０９ ６４ ４０ ００ ６９ ０６ １ｆ６Ｃ ５８ ｆｅ ＣＣ ｂｄ ４０ ｃ３ ８２ ７９ ４７ ５９ ００】９ ５ｄ ｆ４ ２６ ０３ ０Ｏ Ｏ０ Ｏ０ ００ ７Ｏ Ｏ２ ｆａ ｆＤ ｄ３ ＣＣ ００。 其中，数据包１、２都是ＡＴＭ ＣＥＬＬ ＡＡＬ１模式承载的ＡＴＭ业务数据，ｏ０ ４Ｏ Ｏ６ ４０ 为ＡＴＭ信元头和信元负载，使用同一标签的数据包是具有连续计数特征（数据包ｌ计 数字节为３，数据包２计数字节为４）的ＡＡＬ１业务。 数据包３、４、５都是ＡＴＭ ＣＥＬＬ ＡＡＬ５模式承载的ＡＴＭ业务数据，该模式是把完 整的数据包分拆为统一字长的ＡＴＭ ＣＥＬＬ信元封装传输，通过ＡＴＭ头部的ＰＴ（净荷类 型）字段指示包的开始结束，０指示传送数据包开始和中间的ＡＴＭ ＣＥＬＬ信元，１指示 传送数据包结束的ＡＴＭ ＣＥＬＬ信元，这个符合ＡＬＬ５传输模式，可以将分拆的ＡＴＭ ＣＥＬＬ 数据包合并成整体的数据包进行分析。 ４．３二层ＭＰＬＳＶＰＮ信令机制 Ｔｕｎｎｅｌ ＬＳＰ负责将第２层信息由入口端传送到出口端。ＬＳＰ建立可以采用静态配置 或通过信令建立。目前主要使用的协议是ＬＤＰ，ＣＲ—ＬＤＰ，ＲＳＶＰ ＴＥ。 对于一条ＬＳＰ，一旦在Ｉｎｇｒｅｓｓ节点为报文分配了标签，流量的转发就完全由标签决 电信技术研究 ２００８年第ｌ２期 定了。流量对ＬＳＰ的中间节点是透明的，从这个意义上说，一条ＬＳＰ可以看作是一条 ＬＳＰ隧道。使用ＲＳＶＰ建立ＬＳＰ隧道的过程可以简单描述为：Ｉｎｇｒｅｓｓ ＬＳＲ产生Ｐａｔｈ消 息，向Ｅｇｒｅｓｓ ＬＳＲ方向发送；Ｅｇｒｅｓｓ ＬＳＲ收到Ｐａｔｈ消息后，产生Ｒｅｓｖ消息，返回Ｉｎｇｒｅｓｓ ＬＳＲ，同时，Ｒｅｓｖ消息在沿途的ＬＳＲ上进行资源预留；当Ｉｎｇｒｅｓｓ ＬＳＲ收到Ｒｅｓｖ消息时， ＬＳＰ建立成功。 采用ＲＳＶＰ—ＴＥ建立的ＬＳＰ具有资源预留功能，沿途的ＬＳＲ可以为该ＬＳＰ分配一定 的资源，使在此ＬＳＰ上传送的业务得到保证。 ＬＳＰ建立以后，ＰＥ之间通过扩展的ＬＤＰ发现机制建立ＬＤＰ会话关系，通过下游自 主标记分发模式分发标记，从Ｅｇｒｅｓｓ ＬＳＲ开始，各自采用有序控制方式及下游按需模式 的标记请求过程向下游发起标记请求消息，直至出口ＬＳＲ。各个中间ＬＳＲ将依据这些限 制参数进行路由选择，并进行相应的资源预留，标记请求消息顺利到达出口ＬＳＲ之后， 从出口ＬＳＲ开始，各ＬＳＲ采用有序控制方式及下游按需模式的标记映射过程，沿着原 路径向上游节点回复标记映射消息。比较核心标记映射消息中包含了一个新的ＦＥＣ单 元，即ＶＣ ＦＥＣ单元，这个单元包含ＶＣ标记的消息，如标记类型，ＶＣ ＩＤ等，这些ＶＣ 标记是和不同ＶＰＮ相关联的。当消息映射消息顺利回到Ｅｇｒｅｓｓ ＬＳＲ后，则标记分发形 成的ＶＣ—ＬＳＰ建立完成。数据就可以根据其封装的ＬＡＢＥＬ在ＭＰＬＳ网络中进行传输了， 其实际样本数据如下。 数据包ｌ：ｆｆ０３ ０２ ８１ ００ ７２ ｅｄ ３ｅ ４５ ｃＯ ００ ７４ ｂ８ ９５ ００ ００ ４０ ０６ ａａ ｅ３ ０ａ ｆｆ００ ２ｌ ０ａ ｆｒ ００ ２ｄ ０２ ８６ ０４ Ｏｃ ２６ ９ｂ ｃ０ １０ ３３ ａ２ ＯＯ ｅ３ ８０ ｌ８ ０６ ００ ｄ３ ４８ ＯＯ ００ ０ｌ ０１ ０８ ０ａ Ｏ０ ８ｄ ５５ ９ｆ ００ ｌｆｃ２ ２ｂ ００ ０ｌ ＯＯ ５ｅ Ｏａ ｆＦ００ ２１ ００ ００ Ｑ生 ０Ｏ ＯＯ ２８ Ｏ０ ０Ｏ ０４ ３０ ０１ ００ ９ｄ １４ ２８ ６９。 ００丝ＱＱ ＱＱ Ｑ垒ｌｆ．Ｏｌ ｏ０ ｏ０ ｌ０ ８Ｏ ｏ０鲤Ｏ８ １Ｏ １４ ８０ ００ ７７ ９２ ８５ ７ａ ０ｃ ０４ ０４ ０２ ０２ ００ ００ ０４ ００ ００ ０４ １ｆ０２ ０３ ００ ０４ ００ Ｏ０ Ｏ０ ｌｆ０４ 数据包２：ｆｆ０３ ＯＯ ２ｌ ４５ ｃＯ Ｏ０ ａ４ ｆｒｆｃ ０Ｏ ００ ｆｆ２ｅ ９ｆＯｃ Ｏａ １０ ０３ ａ２ Ｏａ １０ ０３ ａｌ １０ ｏ２ ｂ８ ８６ ｆｆＯ０ ００ ９０ ００ １０ ０ｌ ０７ Ｏａ ｆｒ００ ２０ ００ ０Ｏ ０ｌ ４ａ ０ａ ｆｆＯ０ ２ｄ……。 数据包３：ｆｆ０３ ００ ２ｌ ４６ ｃＯ ０１ ２Ｏ ｆｆｆ０ ００ ００ ｆ２ｅ ０ｅ ａｅ ０ａ ｆ００ ２２ ０ａ ｆ００ ２ｄ ９４ ０４ ００ Ｏ０ １０ １２ ｃ０ ｆｆ００ ０１ Ｏ８ ００ １０ ０１ ０７ ０ａ ｆ００ ｉ２ｄ ００ ００ ７３ ｆｃ……。 其中，数据包１为ＬＤＰ会话建立过程中比较核心的消息映射消息，０ｘ Ｏ４ Ｏ０指示了 该消息类型，其中包括了新的ＦＥＣ单元，其ＦＥＣ单元类型值为１２８，ＶＣ值为０００９指 示为ＡＴＭ ｎ—ｔｏ－ｏｎｅ ＶＣＣ信元传输模式。０ｘ ｏ０ ０Ｏ ０４ ｌｆ表示其分配的标签值。 数据包２、３分别是ＲＳＶＰ协议中的ＲＳＶＰ消息和ＰＡＴＨ消息，０ｘ ０２和０ｘ ０１指示 其消息类型，通过该协议建立ＬＳＰ。 ５二、三层ＭＰＬＳ ｖＰＮ比较 基于ＭＰＬＳ的第二层ＶＰＮ和基于ＭＰＬＳ的第三层ＶＰＮ都采用ＭＰＬＳ机制在网络核 心部分传输，它们之间的基本区别在于服务提供商和用户边缘路由器之间的关系如何处 理。在二层ＶＰＮ ＭＰＬＳ中，用户边缘路由器与服务提供商边缘路由器直接对等；而三层 ＶＰＮ ＭＰＬＳ中，用户边缘路由器通过第二层链路或者服务提供商提供的ＩＰ隧道与其他 的用户边缘路由器对等。 相对于二层ＭＰＬＳ ＶＰＮ，三层ＭＰＬＳ ＶＰＮ适合中小型网络，其每个站点不大，站点 ３２ 科技论文 内路由数目不多，接入方式多样，自身网络管理能力差，路由可以外包给运营商，开销 也不大。但其可靠性，可扩展性不好。 相对于三层ＭＰＬＳ ＶＰＮ，二层ＭＰＬＳ ＶＰＮ具有以下特点： （１）可扩展性强：ＭＰＬＳ Ｌ２ＶＰＮ只建立二层连接关系，不引入和管理用户的路由信 息。这大大减轻了ＰＥ甚至整个ｓＰ（服务提供商）网络的负担，使服务提供商能支持更 多的ＶＰＮ和接入更多的用户。 （２）可靠性和私网路由的安全性得到保证：由于不引入用户的路由信息，ＭＰＬＳ Ｌ２ＶＰＮ不能获得和处理用户路由，保证了用户ＶＰＮ路由的安全。 （３）支持多种网络层协议：包括ＩＰ、ＩＰＸ、ＳＮＡ等。 ６结束 本文阐述了三层ＶＰＮ技术的基本原理、实现方法，结合实际信号数据分析了三层 ＶＰＮ的应用情况，重点介绍了二层ＭＰＬＳ ＶＰＮ技术体制、封装格式、信令机制，并结 合实际信号数据分析，澄清了三种主要承载数据的封装方式。最后就两种ＭＰＬＳ ＶＰＮ技 术做了比较。 基于ＭＰＬＳ的二层ＶＰＮ是服务供应商为客户提供第二层服务的一种网络。服务供 应商不必参与客户的第三层网络（特别是在路由方面），从而为服务供应商和ＰＥ路由器提 供了多种优势。相对于三层ＭＰＬＳ ＶＰＮ，二层ＭＰＬＳ ＶＰＮ可扩展性强、可靠性和私网路 由的安全性得到保证，支持多种网络层协议，在今后会得到更为广泛的应用和发展。 参考文献 ［１】Ｅｌ Ｍｇｈａｚｌｉ，Ｌ３ＶＰＮ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｒａｍｅｗｏｋ［Ｍ］．ＲＦＣ４ ｌ ７６，Ｏｃｔ．２００５ ［２］Ｌｕｃａ，Ｍａｒｔｉｎｉ．Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｏｆ Ｌａｙｅｒ ２ Ｆｒａｍｅｓ Ｏｖｅｒ ＩＰ ａｎｄ ＭＰＬＳ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，Ｎｏｖ ２００ １ ［３］张继军，杨壮．新一代城域光传送技术．北京邮电大学出版社．２００５ 【４］冯径。多协议标记交换技术。人民邮电出版社．２００５ ３３