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摘要：针对现有网络中常用的MPLS TE应用技术，通过对传统网络中拥塞控制的分析，阐述了MPLS TE技术的由来，并对MPLS TE技术的原理进行了详细描述，包括原理框架和组件构成，并在理论基础上，使用华为的成熟网络设备进行实例配置，给出具体的配置思路和过程，做到MPLS TE技术原理和实际配置的结合，为网络技术人员提供参考。
关键词：MPLS网络；流量工程；MPLS TE
中图分类号：TP393文献标志码：A文章编号：1008-1739（2018）08-62-3
Example Application of MPLS TE Technology
LI Xukai
（The 54th Research Institute of CETC， Shijiazhuang Hebei 050081， China）
0引言
随着计算机网络的发展，流量拥塞的控制和网络资源的合理分配越来越被人们所重视，而基于多协议标签交换的流量工程———MPLS TE，就是一种通过在建立隧道时进行资源预留，使网络流量绕开拥塞节点，从而达到平衡网络流量的技术手段[1]。
流量工程可以解决由于网络资源分配不合理导致的拥塞问题，即将一部分流量分配到空闲的链路上，使网络中流量的分配更加合理[2]。MPLS作为一种叠加模型，可以方便地在物理网络拓扑上建立一个虚拟拓扑，将流量映射到这个拓扑上[3]。因此，MPLS与流量工程相结合的技术———MPLSTE应运而生。
1 MPLS TE的基本原理
MPLS TE隧道是通过一系列协议组件相互配合完成建立的，按照建立顺序可以分为信息发布组件、路径计算组件、信令组件和报文转发组件，这4个组件构成了MPLS TE的基本框架，如图1所示。
（1）信息发布组件
MPLS TE网络中的各个节点，尤其是隧道的首节点必须知道网络中的资源分布情况，才能决定MPLS TE隧道要经过哪些路径和节点[4]。信息发布组件通过对现有的IGP进行扩展，让每台路由器收集本区域的每条链路的TE相关信息，生成流量工程数据库（TEDB），再将TEDB扩散至所有的路由器上，计算出满足各种约束条件的路径。
（2）路径计算组件
信息发布组件形成TEDB后，每个入口路由器上可以指定标签交换路径（LSP）隧道经过的路径。路径选择组件是通过带有约束条件最短路径算法（CSPF），利用TEDB中的数据来计算满足指定约束的路径[5]。
（3）信令组件
在获得入口LSP到出口LSP的最短路径后，信令组件建立TE隧道用于转发进入LSP的流量。通过信令动态地建立LSP隧道，叫做动态LSP。带约束的LSP隧道可以通过RSVP-TE协议建立，适用于规模较大、结构复杂的网络结构[6]。而通过手工分配标签建立的LSP叫做静态LSP，不涉及信令协议和路径计算，因此没有信息发布和路径选择组件。但静态LSP不能根据网络的变化动态调整，只适用于拓扑简单、规模小的组网。
（4）报文转发组件
报文转发组件用于将流量引入到MPLS TE隧道，并进行MPLS转发。前面3个组件已经能够建立完成一条MPLS TE隧道。但是，对于一条已建立完成的MPLS TE隧道而言，并不能自动引入流量，需要进行相应的配置，将流量引入到隧道中进行转发。
2 MPLS TE配置示例
目前国内的军、政、企事业单位使用的路由交换设备多为国产的华为系列设备，该配置示例中选用的设备便是华为的NE20E系列路由器，出于对用户信息的保密，本次配置示例仅选取了其中的一小部分，形成了一个简单的MPLS TE的经典配置。配置示例的关系连接图如图1所示，其中的测试仪用来验证配置后的试验结果。
2.1配置目標
使用RSVP-TE从LSRA到LSRD建立一条TE隧道，带宽为40 Mbit/s。隧道沿途的链路最大可预留带宽为40 Mbit/s，且BC0带宽为40 Mbit/s，即预留的带宽全部给予从LSRA到LSRD建立的TE隧道。
2.2配置思路
采用RSVP-TE信令来建立CR-LSR隧道，配置MPLS TE隧道，配置各接口的IP地址及作为LSR ID的Loopback地址，全局使能OSPF协议，使能OSPF的Opaque能力产生TE LSA，形成TEDB；配置全局使能MPLS、MPLS TE、MPLS RSVP-TE、MPLS CSPF，使能各接口的MPLS、MPLS TE和MPLS RSVP-TE。在隧道沿途的各链路出接口上配置链路的最大可预留带宽，在入节点创建隧道接口，指定隧道的IP地址、隧道协议、目的地址、隧道ID、动态信令协议RSVP-TE以及隧道带宽。
2.3配置过程
（1）基础配置
按照图2所示的连接图，配置各设备的互联接口地址，并启用OSPF路由协议发布路由信息。
（2）配置MPLS基本功能
在各节点设备上全局使能MPLS、MPLS TE和RSVP-TE，在隧道沿途的接口上使能MPLS、MPLS TE、RSVP-TE和OSPF的Opaque功能，并在入节点设备LSRA的系统视图下使能CSPF。LSRA配置如下： [LSRA]mplslsr-id 10.0.0.1 //配置本设备LSR的ID，使用设备的LOOPBACK地址
[LSRA]mpls//进入全局MPLS配置视图
[LSRA-mpls] mplste //使能MPLS TE功能
[LSRA-mpls] mpls rsvp-te //使能RSVP-TE功能
[LSRA-mpls] mplstecspf //使能CSPF功能
[LSRA] interface ethernet 1/0/0 //进入E1/0/0接口视图
[LSRA-E1/0/0] mpls //使能接口MPLS
[LSRA-E1/0/0] mplste //使能接口MPLS TE
[LSRA-E1/0/0] mpls rsvp-te //使能接口RSVP-TE
[LSRA] ospf 1 //进入OSPF视图
[LSRA-ospf-1]opaque-capability enable //使能OSPF的Opaque能力
[LSRA-ospf-1]area 0
[LSRA-ospf-1-area-0.0.0.0]mpls-te enable //当前OSPF区域使能TE功能
（3）配置MPLS TE带宽属性
在隧道沿途各接口上配置链路的最大可预留带宽。LSRA配置如下：
[LSRA] interface ethernet1/0/0//进入E1/0/0接口试图
[LSRA-E1/0/0] mplste bandwidth max-reservable-bandwidth 40000//配置链路的最大可预留带宽40 Mbps
[LSRA-E1/0/0] mplste bandwidth bc0 40000//配置从全局的预留带宽中获取40 Mbps
（4）配置MPLS TE隧道的显式路径和接口
在隧道入节点上创建Tunnel接口，并配置Tunnel接口的IP地址、隧道协议、目的地址、Tunnel ID和隧道带宽。LSRA配置如下：
[LSRA]explicit-path test//创建显式路径test
[LSRA-explicit-path-test]next hop 10.1.1.2//配置严格下一跳地址10.1.1.2
[LSRA-explicit-path-test]next hop 10.1.2.2//配置严格下一跳地址10.1.2.2
[LSRA-explicit-path-test]next hop 10.1.3.2//配置严格下一跳地址10.1.3.2
[LSRA-explicit-path-test]next hop 10.0.0.4//配置严格下一跳地址10.0.0.4
[LSRA]interface tunnel0//创建Tunnel0接口，并进入Tunnel0接口视图
[LSRA-Tunne10]ip address unnumbered interface loopback 0//配置隧道接口使用LOOPBACK接口IP地址。
[LSRA-Tunne10]tunnel-protocol mplste//配置隧道协议为MPLS TE
[LSRA-Tunne10]destination 10.0.0.4//配置隧道的目的地址，为出节点的LSR ID
[LSRA-Tunne10]mplste tunnel-id 10//配置隧道ID
[LSRA-Tunne10]mpls te signal-protocol revp-te//配置隧道使用RSVP-TE協议
[LSRA-Tunne10]mpls te path explicit-path test//引用test作为隧道的显式路径
[LSRA-Tunne10]mplste bandwidth ct0 40000//配置隧道带宽40 M，不能超过最大预留带宽
以上是关于本次示例的基本配置，如此可以建立一条由LSRA到LSRD的MPLS TE隧道，然后可以配置隧道应用显式路径，通过转发捷径将流量引入TE隧道。
3 MPLS TE示例试验结果
在完成示例的配置后，可以使用配置命令进行查看，并可以通过模拟数据流来进行验证。
检查配置结果：在LSRA可以通过命令display interface tunnel查看隧道的建立状态，处于UP状态为正常建立；通过命令display mplste tunnel verbose查看隧道的详细信息，应可见其入节点为LSRA，出节点为LSRD，隧道可用带宽CT0为40 M。验证试验结果：在完成配置后，可按照图2中的接口互联关系，接入testcenter网络测试仪，配置地址，模拟出2条数据流，分别为LSRA→LSRD经过TE隧道，和LSRB→LSRD未经过TE隧道的数据流，记录数据收发情况，用于验证该配置示例，记录结果如表1所示。
从记录的结果中可以发现，经过TE隧道的数据流最高可用带宽为40M，传统未经过TE隧道的数据流最高可用带宽为60M，因为预留给TE隧道的带宽为40M，所以传统数据的最高可用带宽为接口总带宽100M减去TE隧道带宽，为60M。由此可见，该隧道配置成功，并一直为途经的数据流预留带宽资源。
4结束语
在流量工程技术的实际应用中，MPLS TE技术受到了广泛的关注，本文就其原理进行了简单的阐述，并给出了华为NE20E系列设备的配置示例，列出其中的MPLS TE的主要配置。当然不同的网络设备，其配置命令也各自不同，但是其配置原理是相通的，希望本文的内容可以供大家参考。
参考文献
[1]袁刚，甘家宝.MPLS网络的QoS及其管理框架实现方式[J].重庆邮电学院学报，2003，15（3）：1-3.
[2]王达.华为MPLS技术学习指南[M].北京：人民邮电出版社， 2017：220-228.
[3]石晶林，丁炜.MPLS宽带网络互联技术[M].北京：人民邮电出版社，2001：38-42.
[4]李晓东.MPLS技术与实现[M].北京：电子工业出版社，2002： 120-132.
[5]华为技术有限公司.HCNP路由结合实验指南修订版[M].北京：人民邮电出版社，2017：183-189.
[6]周卫华，倪县乐，丁炜.IP网络的流量工程[J].通讯世界，2003（4）：50-52.
关键词：MPLS网络；流量工程；MPLS TE
中图分类号：TP393文献标志码：A文章编号：1008-1739（2018）08-62-3
Example Application of MPLS TE Technology
LI Xukai
（The 54th Research Institute of CETC， Shijiazhuang Hebei 050081， China）
0引言
随着计算机网络的发展，流量拥塞的控制和网络资源的合理分配越来越被人们所重视，而基于多协议标签交换的流量工程———MPLS TE，就是一种通过在建立隧道时进行资源预留，使网络流量绕开拥塞节点，从而达到平衡网络流量的技术手段[1]。
流量工程可以解决由于网络资源分配不合理导致的拥塞问题，即将一部分流量分配到空闲的链路上，使网络中流量的分配更加合理[2]。MPLS作为一种叠加模型，可以方便地在物理网络拓扑上建立一个虚拟拓扑，将流量映射到这个拓扑上[3]。因此，MPLS与流量工程相结合的技术———MPLSTE应运而生。
1 MPLS TE的基本原理
MPLS TE隧道是通过一系列协议组件相互配合完成建立的，按照建立顺序可以分为信息发布组件、路径计算组件、信令组件和报文转发组件，这4个组件构成了MPLS TE的基本框架，如图1所示。
（1）信息发布组件
MPLS TE网络中的各个节点，尤其是隧道的首节点必须知道网络中的资源分布情况，才能决定MPLS TE隧道要经过哪些路径和节点[4]。信息发布组件通过对现有的IGP进行扩展，让每台路由器收集本区域的每条链路的TE相关信息，生成流量工程数据库（TEDB），再将TEDB扩散至所有的路由器上，计算出满足各种约束条件的路径。
（2）路径计算组件
信息发布组件形成TEDB后，每个入口路由器上可以指定标签交换路径（LSP）隧道经过的路径。路径选择组件是通过带有约束条件最短路径算法（CSPF），利用TEDB中的数据来计算满足指定约束的路径[5]。
（3）信令组件
在获得入口LSP到出口LSP的最短路径后，信令组件建立TE隧道用于转发进入LSP的流量。通过信令动态地建立LSP隧道，叫做动态LSP。带约束的LSP隧道可以通过RSVP-TE协议建立，适用于规模较大、结构复杂的网络结构[6]。而通过手工分配标签建立的LSP叫做静态LSP，不涉及信令协议和路径计算，因此没有信息发布和路径选择组件。但静态LSP不能根据网络的变化动态调整，只适用于拓扑简单、规模小的组网。
（4）报文转发组件
报文转发组件用于将流量引入到MPLS TE隧道，并进行MPLS转发。前面3个组件已经能够建立完成一条MPLS TE隧道。但是，对于一条已建立完成的MPLS TE隧道而言，并不能自动引入流量，需要进行相应的配置，将流量引入到隧道中进行转发。
2 MPLS TE配置示例
目前国内的军、政、企事业单位使用的路由交换设备多为国产的华为系列设备，该配置示例中选用的设备便是华为的NE20E系列路由器，出于对用户信息的保密，本次配置示例仅选取了其中的一小部分，形成了一个简单的MPLS TE的经典配置。配置示例的关系连接图如图1所示，其中的测试仪用来验证配置后的试验结果。
2.1配置目標
使用RSVP-TE从LSRA到LSRD建立一条TE隧道，带宽为40 Mbit/s。隧道沿途的链路最大可预留带宽为40 Mbit/s，且BC0带宽为40 Mbit/s，即预留的带宽全部给予从LSRA到LSRD建立的TE隧道。
2.2配置思路
采用RSVP-TE信令来建立CR-LSR隧道，配置MPLS TE隧道，配置各接口的IP地址及作为LSR ID的Loopback地址，全局使能OSPF协议，使能OSPF的Opaque能力产生TE LSA，形成TEDB；配置全局使能MPLS、MPLS TE、MPLS RSVP-TE、MPLS CSPF，使能各接口的MPLS、MPLS TE和MPLS RSVP-TE。在隧道沿途的各链路出接口上配置链路的最大可预留带宽，在入节点创建隧道接口，指定隧道的IP地址、隧道协议、目的地址、隧道ID、动态信令协议RSVP-TE以及隧道带宽。
2.3配置过程
（1）基础配置
按照图2所示的连接图，配置各设备的互联接口地址，并启用OSPF路由协议发布路由信息。
（2）配置MPLS基本功能
在各节点设备上全局使能MPLS、MPLS TE和RSVP-TE，在隧道沿途的接口上使能MPLS、MPLS TE、RSVP-TE和OSPF的Opaque功能，并在入节点设备LSRA的系统视图下使能CSPF。LSRA配置如下： [LSRA]mplslsr-id 10.0.0.1 //配置本设备LSR的ID，使用设备的LOOPBACK地址
[LSRA]mpls//进入全局MPLS配置视图
[LSRA-mpls] mplste //使能MPLS TE功能
[LSRA-mpls] mpls rsvp-te //使能RSVP-TE功能
[LSRA-mpls] mplstecspf //使能CSPF功能
[LSRA] interface ethernet 1/0/0 //进入E1/0/0接口视图
[LSRA-E1/0/0] mpls //使能接口MPLS
[LSRA-E1/0/0] mplste //使能接口MPLS TE
[LSRA-E1/0/0] mpls rsvp-te //使能接口RSVP-TE
[LSRA] ospf 1 //进入OSPF视图
[LSRA-ospf-1]opaque-capability enable //使能OSPF的Opaque能力
[LSRA-ospf-1]area 0
[LSRA-ospf-1-area-0.0.0.0]mpls-te enable //当前OSPF区域使能TE功能
（3）配置MPLS TE带宽属性
在隧道沿途各接口上配置链路的最大可预留带宽。LSRA配置如下：
[LSRA] interface ethernet1/0/0//进入E1/0/0接口试图
[LSRA-E1/0/0] mplste bandwidth max-reservable-bandwidth 40000//配置链路的最大可预留带宽40 Mbps
[LSRA-E1/0/0] mplste bandwidth bc0 40000//配置从全局的预留带宽中获取40 Mbps
（4）配置MPLS TE隧道的显式路径和接口
在隧道入节点上创建Tunnel接口，并配置Tunnel接口的IP地址、隧道协议、目的地址、Tunnel ID和隧道带宽。LSRA配置如下：
[LSRA]explicit-path test//创建显式路径test
[LSRA-explicit-path-test]next hop 10.1.1.2//配置严格下一跳地址10.1.1.2
[LSRA-explicit-path-test]next hop 10.1.2.2//配置严格下一跳地址10.1.2.2
[LSRA-explicit-path-test]next hop 10.1.3.2//配置严格下一跳地址10.1.3.2
[LSRA-explicit-path-test]next hop 10.0.0.4//配置严格下一跳地址10.0.0.4
[LSRA]interface tunnel0//创建Tunnel0接口，并进入Tunnel0接口视图
[LSRA-Tunne10]ip address unnumbered interface loopback 0//配置隧道接口使用LOOPBACK接口IP地址。
[LSRA-Tunne10]tunnel-protocol mplste//配置隧道协议为MPLS TE
[LSRA-Tunne10]destination 10.0.0.4//配置隧道的目的地址，为出节点的LSR ID
[LSRA-Tunne10]mplste tunnel-id 10//配置隧道ID
[LSRA-Tunne10]mpls te signal-protocol revp-te//配置隧道使用RSVP-TE協议
[LSRA-Tunne10]mpls te path explicit-path test//引用test作为隧道的显式路径
[LSRA-Tunne10]mplste bandwidth ct0 40000//配置隧道带宽40 M，不能超过最大预留带宽
以上是关于本次示例的基本配置，如此可以建立一条由LSRA到LSRD的MPLS TE隧道，然后可以配置隧道应用显式路径，通过转发捷径将流量引入TE隧道。
3 MPLS TE示例试验结果
在完成示例的配置后，可以使用配置命令进行查看，并可以通过模拟数据流来进行验证。
检查配置结果：在LSRA可以通过命令display interface tunnel查看隧道的建立状态，处于UP状态为正常建立；通过命令display mplste tunnel verbose查看隧道的详细信息，应可见其入节点为LSRA，出节点为LSRD，隧道可用带宽CT0为40 M。验证试验结果：在完成配置后，可按照图2中的接口互联关系，接入testcenter网络测试仪，配置地址，模拟出2条数据流，分别为LSRA→LSRD经过TE隧道，和LSRB→LSRD未经过TE隧道的数据流，记录数据收发情况，用于验证该配置示例，记录结果如表1所示。
从记录的结果中可以发现，经过TE隧道的数据流最高可用带宽为40M，传统未经过TE隧道的数据流最高可用带宽为60M，因为预留给TE隧道的带宽为40M，所以传统数据的最高可用带宽为接口总带宽100M减去TE隧道带宽，为60M。由此可见，该隧道配置成功，并一直为途经的数据流预留带宽资源。
4结束语
在流量工程技术的实际应用中，MPLS TE技术受到了广泛的关注，本文就其原理进行了简单的阐述，并给出了华为NE20E系列设备的配置示例，列出其中的MPLS TE的主要配置。当然不同的网络设备，其配置命令也各自不同，但是其配置原理是相通的，希望本文的内容可以供大家参考。
参考文献
[1]袁刚，甘家宝.MPLS网络的QoS及其管理框架实现方式[J].重庆邮电学院学报，2003，15（3）：1-3.
[2]王达.华为MPLS技术学习指南[M].北京：人民邮电出版社， 2017：220-228.
[3]石晶林，丁炜.MPLS宽带网络互联技术[M].北京：人民邮电出版社，2001：38-42.
[4]李晓东.MPLS技术与实现[M].北京：电子工业出版社，2002： 120-132.
[5]华为技术有限公司.HCNP路由结合实验指南修订版[M].北京：人民邮电出版社，2017：183-189.
[6]周卫华，倪县乐，丁炜.IP网络的流量工程[J].通讯世界，2003（4）：50-52.