傳統的路由器是通過逐步查找路由br轉發表來轉發數據的,由於路由查找基本上是通過CPU來完成的,所以轉發速率受到很大的限製,這種轉發效率遠遠不能滿足目前互聯網的發展需要,尤其是一些高帶寬和對時延敏感的多媒體業務大量進入互聯網後。傳統的路由器在進行包轉發時,各個路由器是獨立做出轉發決定的,而在MPLS中,隻是在報文進入MPLS網絡的標簽邊緣路由器時查看包的目的地址,在其他路由器並不查看包的目的地址,而僅僅根據其標簽內容來做出轉發決定。
MPLS體係結構流量工程(TE)的主要目的就是在促進有效、可靠的網絡操作的同時,優化網絡資源的利用率和流量的性能。一般來說,它包含了技術的應用、測量的科學準則、模型化、特征化和因特網流量的控製,以及如何將這些知識和技術應用到實踐中來獲取一些特定的性能指標。由於網絡資源的昂貴和因特網激烈的商業競爭的天性,流量工程已經成為大型自治係統(AS)中一個不可缺少的功能。而MPLS的最主要功能就是流量工程,即在多條可能的轉發路徑中進行負載平衡。
3.4子網帶寬管理(SBM)
由於數據包的發送過程必須經過發送端主機以及接收端主機的所有OSI協議層,甚至可能要經過中間某個網絡的子網,就要求在數據鏈路層上保證高優先級的數據幀獲得高級別的服務。而許多的LAN技術(如以太網技術)最初並非為支持QoS設計的。子網帶寬管理(SBM)就是在這種情況下提出的一個信令協議,它允許網絡節點和交換機之間在SBM框架內進行通信和協調,並實現向高層QoS的映射。在SBM體係結構中,要求所有的數據幀必須通過至少一個SBM交換機。SBM的主要構件有三個部分:
請求模塊(RM):請求模塊駐留在每個端係統中而不駐留在任何交換機中。請求模塊根據管理員所定義的策略,將高層的QoS協議參數映射到第二層的優先級別;
帶寬分配器(BA):帶寬分配器保存子網內資源的分配狀態,並且根據可用資源的情況以及管理員所定義的策略來執行接入控製;
通信協議(CP):通信協議用於在SBM係統中,各個不同的組件之間進行通信。SBM體係結構提供了RM-to-BA以及BA-to-BA的信令機製來請求資源、改變或刪除分配資源。
SBM有兩種形式的體係結構:集中式結構和分布式結構,它取決於BA所處的位置。不管在哪種形式的結構中,RM都必須在需要請求資源的端係統中。APP表示需要使用RM的應用,它可以是用戶應用程序,也可以是高層協議(如RSVP)。
在集中式結構中,隻有單個的BA來實現整個子網的帶寬管理與分配,每個端係統中包含一個RM,而網橋和交換機中則不需要RM。當端係統需要請求資源時,則由它的RM首先向BA發出請求通信。在這種結構中,BA需要知道整個子網的拓撲結構。
在分布式結構中,子網內所有的網絡設備中都需要實現BM功能,所有的端係統中仍然需要實現RM。在這種結構中,每個BA需要知道與它連接的本地網段(一個子網可能包括多個網段)的拓撲結構。
4.端到端QoS體係結構
在實際應用中,為了實現從上到下、在發送者和接收者之間的端到端QoS,需要同時將多種QoS技術結合起來使用。目前,大多數將這些QoS技術結合在一起的規範還沒有標準化,但是搭建各種盡可能提供統一的端到端QoS體係結構的工作已經開始了。IETF的工作小組正致力於提出QoS整體體係結構,即從上至下的、端對端的QoS體係結構。
該結構包含了幾乎現有的所有的QoS機製,如IntServbrRSVP、DiffServ、MPLS以及SBM。它利用高層協議與底層協議的合作,將高層的QoS協議映射到底層的協議,以支持從上至下的QoS,進而實現端對端QoS。
4.1MPLS與Diffrv的端對端QOS模型
DiffServ需要大量網絡單元的協同運作,才能向用戶提供端到端的QoS,而這些組件往往是高度分散的。因此,盡管DiffServ是目前在骨幹網上實現IPQoS最可行的方案,但僅靠DiffServ還不能提供端到端的QoS保證。解決這個問題的方法之一便是利用MPLS技術將第三層的QoS轉換為第二層的QoS,通過網絡中第二層的交換機來實現端到端的服務質量保證。
由於DiffServ和MPLS在所支持的QoS方麵有某種相似性,因此,將DiffServ數據流映射到MPLS“管道”上相對來說比較簡單。IETF的MPLS工作組目前推出的MPLS和DiffServ結合的方案是將DiffServ行為聚合BA映射到LSP,根據BA的PHB來轉發LSP上的數據包LSP與BA的映射有兩種方式:
E-LSP(Exp-inferred-PSCLSP):E-LSP用MPLS墊片頭部的EXP字段把多個BA指派到一條LSP上,使用MPLS墊層頭的EXP字段表示一個包的PHB。最多可以把8個BA映射到EXP字段中;
L-LSP(Label-only-inferred-PSCLSP):把一條LSP指派給一個BA(表現出多個包丟棄優先級),根據MPLS標簽確定包的調度策略,根據MPLS墊片頭或二層包丟棄機製確定丟棄優先級。