Метод и технология многопротокольной коммутации меток маршрута передачи потоков данных

Еще один эффективный метод передачи пакетов в IP-сетях с гарантированным качеством обслуживания базируется на технологии коммутации меток (Tag Switching, TS), разработанной компанией Cisco. Сущность этого метода и TS-технологии заключается в следующем.

Вначале каждый IP-маршрутизатор формирует маршрутные таблицы, используя стандартные протоколы маршрутизации. Затем каждый маршрут маркируется определенной меткой (Label), причём каждая метка может соответствовать одному или нескольким маршрутам. Набор меток формирует «маршрут, коммутируемый метками» (Label Switched Path, LSP), который является аналогом виртуального соединения. Этому набору соответствует определённый набор маршрутных таблиц.

Изменение топологии каналов связи в IP-сети приводит к соответствующему изменению маршрутных таблиц. При этом должны быть изменены наборы меток и определяемые ими виртуальные маршруты. Это означает, что метод коммутации меток по существу ориентирован на топологию ТКС.

Как только некоторый пакет поступает в граничный IP-маршрутизатор, ему присваивается метка. По этой метке пакет пересылается в соседний IP-маршрутизатор на данном маршруте. Этот маршрутизатор после приёма пакета анализирует следующую метку, передает пакет следующему узлу и затем, если необходимо, изменяет метку.

Важным достоинством описанного метода коммутации меток является то, что вместо анализа IP-адресов и обработки громоздких таблиц маршрутизации, как это делается в традиционных магистральных IP-маршрутизаторах, он предписывает обрабатывать лишь короткие метки, определяющие направление передачи пакетов, принадлежащих одному сообщению.

В 1997 году этот метод и связанная с ним TS-технология были стандартизованы под названием «многопротокольная коммутация меток» (Multi-Protocol Label Switching, MPLS). Полная спецификация MPLS-метода была разработана на основе предложений компаний Cisco, IBM и Toshiba и опубликована в 1999 году.

MPLS-протокол базируется на распознавании потоков пакетов, имеющих одинаковый маршрут, и присвоении им соответствующих меток. Метки могут размещаться как в поле Flow Label заголовка пакета IPv6, так и в поле идентификатора виртуального канала (VCI). Это позволяет использовать MPLS-метод не только в IP-сетях, но и в ATM-сетях.

Другим достоинством MPLS-метода является возможность получения гарантированных показателей качества обслуживания в IP-сетях, близких или эквивалентных тем, которые реализуются в ATM-сетях. Для этого необходимо, чтобы средства выбора маршрута и управления IP-трафиком были такими же, как и в ТКС с коммутацией кадров или ячеек.

Важно отметить, что MPLS-метод, ориентированный на топологию сетей, особенно привлекателен для глобальных ТКС нового поколения, построенных на базе маршрутизаторов. Перспективность этого метода объясняется тем, что MPLS-протокол гарантирует IP-услуги с высоким качеством обслуживания.

Рис.1.2. Оценки перспектив применения различных технологий в широкополосных глобальных ТКС

Сравнительный анализ результатов и перспектив использования различных сетевых технологий в глобальных ТКС на период 1999-2005 годов был проведен консалтинговым агентством Ovum [12]. Полученные оценки представлены на рис.1.2.

Они свидетельствуют об особой перспективности применения метода ATM-коммутации ячеек и метода многоканальной коммутации меток на базе MPLS-протокола для получения гарантированного качества обслуживания в мультисервисных глобальных ТКС.