rfc2702.txt

本程序为在linux下实现FTP传输文件的实现

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E-mail：[e-mail] 
译者：李莉（daisylee  [e-mail]）
译文发布时间：2001-6-10
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Network Working Group                                          D. Awduche
Request for Comments: 2702                                       J. Malcolm
Category: Informational                                           J. Agogbua
                                                               M. O'Dell
                                                               J. McManus
                                                     UUNET (MCI Worldcom)
                                                            September 1999



基于MPLS的流量工程要求
(RFC2702   Requirements for Traffic Engineering over MPLS)
 

本备忘录的状态
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版权声明
   Copyright (C) The Internet Society (1999).  All Rights Reserved.

摘要
本文档提出了基于多协议标记交换MPLS的流量工程的一系列要求。它对在MPLS域
方便实施高效可靠的网络运作的策略性能做了分析。这些策略可以用来优化网络资源利用，
增强面向流量的网络性能。

目录

1．	介绍
2．	流量工程
2.1	流量工程性能指标
2.2	流量与资源控制
2.3 现有IGP控制机制的局限性
3． MPLS和流量工程
	3.1 MPLS导图
	3.2 基于MPLS流量工程的基本问题
4．基于MPLS流量工程的增强功能
5．流量主干的属性和特征
	5.1 双向的流量主干
	5.2	对流量主干的基本操作
5.3 统计与性能监测
5.4 流量主干的基本属性
5.5 流量参数属性
5.6 通用路径选择与管理属性
5.6.1	通过网管指定的显式路由
5.6.2多重路径优先级别
5.6.3资源类别亲和属性
5.6.4适应性属性
5.6.5平行的流量主干之间的负载分配
	5.7	优先权属性
	5.8	抢占属性
	5.9	弹性属性
	5.10	策略属性
6.	资源属性
	6.1	最大分配因子
	6.2	资源等级属性
7．	约束路由
	7.1	约束路由的基本特征
	7.2	对具体实现的考虑
8．	小结
9．	对安全方面的考虑
10．参考文献
11．鸣谢
12．作者地址
13．版权声明


1．	介绍

MPLS [1,2] 集成了标记交换框架和网络层路由，基本的思路是在MPLS域入口节点处
根据转发等价类FEC（Forwarding Equivalence Classes）给数据报分配一个固定长度的短
标记，在整个MPLS域内，和数据报相捆绑的标记将决定数据报的转发，这时将不再考虑
数据报本来的报头。 
　　依据这个相对简单的规范，可以设计出一套有效的协议构架来解决当前Internet中区分
服务面临的许多关键问题。MPLS最重要的一项应用将是流量工程，这项应用的重要性已经
逐渐为大家所认识。[1,2,3] 
　　本文主要讨论了MPLS在流量工程方面的应用。本文的目的是提出在大型因特骨干网
上应用流量工程所需注意的问题和要求。我们希望MPLS的规范，或在此基础上的实现，
将会有助于实现这些目标。另外，我们还描述了MPLS实现所需的一些基本功能，以满足
流量工程的要求。
需要指出的是，尽管我们的讨论主要是基于Internet骨干网的，但是本文所描述的功能
同样适用于企业网上的流量工程。一般来说，这些功能可以被用在应用同一技术的任何标签
交换网络上，在这样的网络里，任何节点间至少有两条路径。
近期的一些文献研究了基于MPLS的流量工程和流量管理，其中较著名的有Li和
Rekhter的工作[3]，以及其他一些研究人员的研究。在[3]中，提出了一种利用MPLS和RSVP
在因特网上提供可扩展的区分服务及流量工程的框架。本文对上述类似的工作进行了补充。
它反映了作者管理大型因特骨干网的经验。

2．	流量工程

这一部分描述了在目前的因特网上的自治系统内的流量工程的一些基本的功能。并且提
出了目前的IGP在流量控制和资源控制方面的局限。这一节提出了MPLS的要求的必要性。
流量工程（TE）主要是优化运行网络的性能。一般来说，它包含了技术的应用、测量
的科学准则、模型化、归纳和因特网流量的控制，以及如何将这些知识和技术应用到实践中
来获取一些特定的性能指标。
流量工程的一个主要目的就是在促进有效、可靠的网络操作的同时，优化网络资源的利
用率和流量的性能。由于网络资源的昂贵和因特网激烈的商业竞争的本质，流量工程已经成
为大型自治系统中一个不可缺少的功能。这些事实都说明有必要最大限度的提高运行的效
率。

2.1	流量工程性能指标

流量工程的主要性能指标可以分为两种：
1．	面向流量 
2．	面向资源
面向流量的性能指标包括了增强流量QoS功能的各个方面。在单一QoS等级，尽力而
为的Internet流量模型中，面向流量的性能指标包括：对分组丢失的最小化、对时延的最小
化、对吞吐量的最大化以及对服务等级协定的增强等。在这一流量模型中，使分组丢失最小
化是最重要的性能指标。而在未来的区分服务的因特网中，一些与统计数据有关的面向流量
的性能指标（如时延峰值变化、丢失率等）也将会越来越重要。
面向资源的性能指标包括了优化资源利用的各个方面。高效的网络管理是达到面向资源
性能指标的重要途径。通常我们都希望能够确保在其他可选路径上还有可用资源时，一条路
径上的网络资源不会被过度的使用。带宽是当前网络上的一种非常重要的资源。因此，流量
工程的一项中心任务就是对带宽资源进行有效的管理。
无论是面向资源的还是面向流量的流量工程，它们首要的性能指标都是拥塞的最小化。
这里所关心的拥塞主要是长时间的拥塞，而不是由突发的流量所造成的短时间拥塞。发生拥
塞的情况主要有以下两种：
1．	当网络资源不足以满足负载的要求时所发生的拥塞。
2．	当业务流量与可用资源之间的映射效率不高时，导致一部分网络资源被过度使用，
而另一部分资源却未被充分利用时所造成的拥塞。
第一种类型的拥塞可以用以下方式解决：（1）对网络进行扩充，或（2）应用经典的拥
塞控制技术，或（3）同时使用以上两种方法。经典的拥塞控制技术是试图对业务请求进行
控制，从而保证业务能够和可使用的资源相匹配。用于拥塞控制的经典技术包括：速率控制、
窗口控制、路由器队列管理、流程控制以及一些其他的技术（见[8]以及它的参考文献）。
第二种类型的拥塞，即由于资源的不合理分配而引起的拥塞，通常可以用流量工程来解
决。
一般来说，不合理的资源分配所造成的拥塞都可以通过负载均衡来缓解。这类策略是通
过有效的资源分配，减轻拥塞或者是减少资源的使用，使得拥塞最小化，或资源利用率最大
化。当拥塞最小化时，将减少分组丢失，也将缩短传输时延，同时吞吐量将增大。这样，终
端用户所感觉到的服务质量将会有显著提升。
显然，负载均衡是优化网络性能的重要策略。然而，提供给流量工程的策略必须是足够
灵活的，以便网络管理员可以实现兼顾普遍成本结构和效用、税收模型的其他策略。

2.2	流量与资源控制

网络的性能优化本质上是一个控制的问题。在流量工程中，由一位流量工程师或一台控
制设备来充当一个自适应控制系统的控制者。该系统包括一系列相互连接的网络元素，一个
网络性能监测系统以及一整套网络配置与管理工具。流量工程师制定出一整套控制策略，利
用网络性能监测系统对网络的状态进项观察，然后对业务流量进行描述，最后通过控制措施
使网络达到与控制策略相符的、理想的状态。这一过程可以针对网络的现有状态实时进行，
或者，借助预报技术对网络状态的发展加以预测并采取相应的措施来提前进行。而后一种技
术可以提前避免网络产生不良状况。
理想情况下，上述控制措施应包括：
1．	对各种流量管理参数的修改，
2．	对与路由有关的参数的修改，
3．	对与资源有关的属性与约束条件的修改。
如果可能的话，流量工程的过程中应尽量避免手工参与。上述的控制措施可以以一种分
布式的，可扩展的方式自动完成。

2.3 现有IGP控制机制的局限性

这一小节阐述了IGP在流量工程方面的较为明显的局限性。
现有的因特网内部网关协议簇并没有提供流量工程的能力。因此，很难针对网络的性能
问题实现有效的策略。事实上，基于最短路径算法的IGPs是造成AS网络中的拥塞的主要
原因。最短路径算法是简单的基于附加值的优化算法。这些协议都是拓扑驱动的，因此它们
都不考虑网络可用的带宽和流量的特征。当出现以下情况时，就会发生拥塞：
1．	多个业务流的最短路径汇聚到一条特定的链路或者路由器接口上时，或
2．	某条业务流的最短路径将通过某条带宽不足以支持该业务的链路或接口时。
在这两种情况下，即使存在着拥有充足带宽的其他路径，拥塞仍然会发生。这种拥塞问
题（资源未合理分配的症状）正是流量工程所要避免的。对于第二种原因造成的拥塞，可以
用“等开销路径负载分摊”技术来解决，但是对于由第一种原因造成的拥塞，特别是对于拥
有复杂拓扑结构的大型网络，这种技术就没什么帮助。
目前，解决IGP协议簇的上述缺陷的较流行的方式是使用重叠模型技术，例如IP over 
ATM、IP over FR等。重叠模型在网络的物理拓扑结构上提供了一个自由的虚拟拓扑结构，
从而扩展了网络设计的空间。这种虚拟拓扑结构由虚电路构成，在IGP路由协议看来，这
些虚电路就相当于过去的物理链路。重叠模型还提供了许多其他重要的业务来支持流量与资
源控制，它们包括：（1）VC级的约束路由，（2）可由网络管理人员进行配置的显式路由，
（3）路径压缩，（4）呼叫允许控制功能，（5）流量整形和流量策略功能，以及（6）VC的
生存功能。依靠这些功能可以实现许多流量工程策略。例如，可以很容易的将过度使用的网
络资源上的业务流量转移到较为空闲的网络资源上。
对于大型网络来说，它所使用的MPLS必须拥有至少和重叠模型同样水平的功能。所幸，
这种功能在MPLS中可以较容易的实现。

3． MPLS和流量工程

这一节阐述了MPLS在流量工程上的应用。接下来的章节阐述了为了达到流量工程的
要求，MPLS所应具备的功能。
MPLS本身就具备了完成重叠模型所实现的各种流量工程功能的潜力。不同的是，它使
用的是集成模型，其成本与可扩展性较之重叠模型以及现有的其他同类技术都更为理想。同
样重要的是，它将有可能实现流量工程功能的自动化。这一点将有待进一步研究，它已经超
出了本文的范围。