Сети IP/MPLS
7 августа 2013
Рубрика: Связь и телекоммуникации.
Автор: Жахангир Арипов.

Бурное развитие Интернет, сопровождаемое ростом спроса на все более разнообразные и надежные услуги, заставляет операторов постоянно модернизировать свои сети. В середине 90-х годов в качестве основы такой модернизации ряд компаний, в том числе филиал TShTT, выбрали модель IP-over-ATM, которая позволила повысить производительность сетей и осуществлять моделирование трафика. Более того, экономически выгодным оказалось мультиплексирование трафика Интернет вместе с другими типами трафика, передаваемого по АТМ-магистралям.

Но время идет, и технический прогресс не стоит на месте. Последним словом в развитии средств маршрутизации и коммутации для магистралей Интернета явилась разработка технологии многопротокольной коммутации на основе меток (Multiprotocol Label Switching MPLS). В ней сохранено все лучшее, что присуще архитектуре IP-over-ATM (эффективные мультиплексирование и моделирование трафика, высокая производительность), и при этом она еще больше повышает масштабируемость сетей, упрощает их построение и эксплуатацию. Важно и то, что MPLS может использоваться не только с АТМ, но и с любой другой технологией канального уровня. Это упрощает переход к следующему поколению волоконно-оптических магистралей Интернета на основе технологий SONET/WDM или IP/WDM.

В филиале TShTT АК «Узбектелеком» был осуществлен плавный переход от ATM-сети к сети IP/MPLS.

В 2006 году на базе сети передачи данных TShTT было начато построение MPLS-сетей в Республике Узбекистан. Это было связано с построением сетей следующего поколения (NGN) и начала предоставления сервиса Triple Play.

Все методы многоуровневой коммутации, в том числе и MPLS, базируются на двух основных принципах:
• разделение функций пересылки пакетов и управление этим процессом;
• пересылка пакетов с использованием последовательных меток.

На сегодняшний день существуют три основные области применения MPLS в сетях крупных поставщиков интернет-услуг — это моделирование трафика, поддержка классов обслуживания (CoS) и виртуальных частных сетей (VPN).

Моделирование трафика позволяет поставщику сетевых услуг направлять потоки данных не по кратчайшему пути, вычисленному с помощью традиционного протокола маршрутизации IGP, а через менее загруженные узлы и каналы связи. В настоящее время моделирование трафика очень актуально в связи с чрезвычайно быстрым ростом потребности в сетевых ресурсах, внедрением критически важных IP-приложений и острой конкуренцией на рынке сетевых услуг. При правильном моделировании трафика нагрузка на все физические каналы связи, маршрутизаторы и коммутаторы сбалансирована таким образом, чтобы ни один из этих компонентов не был недогружен или перегружен. В результате сеть будет работать более эффективно, стабильно и предсказуемо. Технология MPLS хорошо подходит в качестве основы для моделирования трафика, поскольку позволяет сетевым администраторам указывать точный физический маршрут для маркированных пакетов, а также выбирать маршруты, соответствующие специфическим требованиям. Раздельная же статистика по каждому LSP-маршруту может быть использована для анализа загрузки каналов связи, поиска узких мест сети и планирования ее дальнейшего расширения.

Технология MPLS оказывает помощь операторам связи при внедрении дифференцированных услуг (DiffServ). Сама модель DiffServ определяет целый ряд механизмов для разделения всего трафика на небольшое число классов обслуживания. Как известно, пользователи нуждаются в Интернете как в сети общего пользования для самых разных целей и приложений от неприхотливой электронной почты до передачи голоса и видео, весьма чувствительных к задержкам. Чтобы удовлетворить их требования, оператор связи должен использовать не только моделирование трафика, но и средства для его классификации. В сети MPLS возможны два подхода к пересылке пакетов с учетом класса обслуживания. Первый подход предусматривает обработку пакетов в выходных очередях LSR-маршрутизаторов с учетом значений приоритета, указанных в заголовке MPLS. Второй — базируется на том, что для каждой пары, состоящей из входного и выходного LSR-маршрутизаторов, определяются несколько LSP-маршрутов с различными характеристиками производительности, полосы пропускания, времени задержки и других параметров. После этого входной маршрутизатор направляет один тип трафика по одному пути, другой — по другому, третий — по третьему и т. д.

Виртуальная частная сеть (VPN) моделирует работу корпоративной территориально распределенной сети с помощью инфраструктуры общего пользования Интернетом. Чтобы эта услуга представляла реальный интерес для корпоративных пользователей, оператор связи должен решать проблемы безопасности передаваемых данных и поддержки неуникальных IP-адресов, выделенных для частных сетей. Обе эти задачи легко решаются с помощью технологии MPLS, поскольку она предусматривает маршрутизацию пакетов на основе меток, а не на основе адреса назначения. MPLS позволяет оператору связи организовать предоставление услуг VPN, используя простой, гибкий и мощный механизм туннелирования. Виртуальная частная сеть строится как совокупность маркированных маршрутов между различными физическими сегментами VPN. Система маршрутизаторов оператора распределяет по всей сети информацию о масках подсетей, существующих внутри каждого сегмента. Разделение трафика и изоляция сетей обеспечиваются автоматической фильтрацией маршрутных объявлений и применением туннелей MPLS для передачи клиентского трафика по внутренней сети оператора.

Маршрутная информация из сети клиента с помощью расширения MP-bgp-протокола BGP (Borger Gateway Protocol) попадает только в сети этого же клиента. Маршрутизаторы разных клиентов не имеют маршрутной информации друг о друге и сети оператора, чем и достигается изоляция сетей. О клиентских маршрутах знают только пограничные маршрутизаторы оператора, к которым непосредственно подключены эти клиенты. Данные маршрутизаторы разделяют внутреннюю операторскую и клиентские таблицы маршрутизации с помощью технологии VRF (VPN Routing and Forwarding). То есть на граничном устройстве создается по одной VRF-таблице для каждого клиента. А ограничение маршрутной информации пределами отдельного VPN изолирует адресные пространства разных VPN.

Повышение уровня защищенности MPLS/VPN достигается с помощью устанавливаемых в сетях клиентов или сети провайдера традиционных средств аутентификации и шифрования, например IPSec.

Качество и надежность сетей MPLS проверены временем. Многие операторы связи эксплуатируют подобные сети на коммерческой основе. Подавляющее большинство вновь проектируемых и строящихся сетей основывается на MPLS-архитектуре. Технология MPLS стала стандартом де-факто для построения магистрали операторских сетей.

ip_7_08_2013

Топология сети IP/MPLS

Решение с использованием MPLS-сети в качестве основы операторской инфраструктуры имеет экономические и технические преимущества, в том числе:
• эффективное инвестирование в инфраструктуру провайдера, исключение необходимости строительства и поддержки разных типов сетей;
• экономически выгодное использование физических каналов связи между узлами оператора за счет передачи голосовых данных, данных клиентских VPN и данных Интернета через единую сеть IP/MPLS;
• возможность использования любых существующих сетей для магистрали и доступа клиентов;
• расширение списка операторских сервисов, предоставляемых клиентам;
• простота настройки и эксплуатации сети;
• высокая масштабируемость сети и надежность решения.

В 2010 году сеть IP/MPLS TShTT была полностью модернизирована, построена одноранговая сеть с установкой маршрутизаторов на каждой АТС, и пропускная способность магистральных каналов была увеличена до 10 Гбит/сек.

В 2013 году филиал TShTT готовится к дальнейшему расширению сети IP/MPLS. Запланировано построение двухранговой сети, на верхнем уровне планируется построение магистрального ядра сети с пропускной способностью до 60 Гбит/сек, на нижнем уровне до каждого маршрутизатора доступа пропускная способность составит 20 Гбит/сек.

Кроме этого, запланировано дальнейшее расширение абонентских портов доступа на скорости 1 Гбит/сек, оптических и электрических, на 2000 портов.

Сеть TShTT предоставляет весь спектр услуг, присущих MPLS-сетям, — VPN 2-го и 3-го уровня, услуг NGN, трафик IP-телевидения, видео по запросу, доступ к сети Интернет и многое другое.

Orphus system
В Telegram
В Одноклассники
ВКонтакте