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資源類別親和屬性用于確定某一流量主干在其路徑上能夠使用或者不能使用的網絡資
源類別(參看第6節)。這些策略屬性將對某一流量主干能夠使用的路徑做出進一步的限制。
某一流量的資源類別屬性具有以下格式:
〈資源類型,親和性〉;〈資源類型,親和性〉;…
其中資源類型參數將表明一條流量主干的親和屬性的對象是哪一種資源類型;親和屬性
參數表明該流量主干與某一種資源的親和關系,也就是說,在該流量主干流經的路徑上是否
一定要使用或者一定不使用某一資源。特別地,親和屬性可能是一個二進制數,它具有下列
兩者之一:(1)確定包含,和(2)確定排出。
如果親和屬性是一個二進制數,那么它可能使用布爾表達式來指明某一流量主干的資源
類別親和屬性。
如果某一流量主干沒有資源類別親和屬性的話,則該流量主干與所有網絡資源之間的親
和關系是“無關”,那就是說,它對于是否一定要使用或者不使用某一類型的資源沒有要求。
在實際應用中,這應當是默認的情況。
資源類別親和屬性是一種非常有用而且非常強大的工具,使用這些屬性可以實現許多流
量工程的策略。比如,可以使用這一屬性將某些流量主干限定在網絡某一特定的拓撲區域。
對于具有某種資源類別親和屬性的流量主干,用約束路由的方法(參看第7節)為它計
算一條顯示路由時,可以采用以下的方法:
1. 對于確定包含屬性,在計算路徑之前,刪去所有不屬于指定的資源類別的所有資
源。
2. 對于確定排除屬性,在計算路徑之前,刪去所有屬于指定的資源類別的所有資源。
5.6.4適應性屬性
隨著時間的變化,網絡的特征與狀態也會發生變化。例如,產生了新的可以使用的資源,
發生故障的資源重新恢復正常,已分配的資源被釋放等等。通常情況下,有時還會有更高效
的路徑產生。因此,從流量工程的角度來看,需要有一些管理控制參數來規定流量主干對于
上述變化的反應。有些情況下,針對網絡狀態的變化,可能會希望能夠對流量主干的路徑進
行動態的變化,這種過程稱為重新優化(re-optimization)。而在另外一些情況下,也可能不
希望進行這種重新優化。
適應性屬性是流量主干的路徑保持參數的一部分。流量主干的這部分屬性表明對某一流
量主干能否進行重新優化。適應性屬性也可以使用一個二進制數來表示,它具有下列兩者之
一:(1)允許重新優化,(2)禁止重新優化。
當允許重新優化時,下層協議就可根據網絡狀態的改變(主要是資源可用性方面的改
變),將流量主干重新路由到不同的路徑上。相反,如果是禁止重新優化,那么流量主干就
像被“釘”到這條路徑上,是不可以根據網絡狀態的改變而進行重新路由的。
當允許進行重新優化時,穩定性是一個主要的問題。為了保證穩定性,MPLS的實現方
案對于網絡狀態的變化不能過于敏感。同時,它也要具有足夠的反應速度,以便最有效地利
用網絡資源。這意味著,應當能夠用網管手段對重新優化的頻率進行配置與改變。
還應當注意的是,重新優化是不同于彈性的。有一個不同的屬性專門用來指明流量主干
的彈性特性(參看5.9節)。在實踐中,如果允許流量主干重新優化,則意味著流量主干對
路徑上的故障具有彈性恢復。然而,如果一條流量主干不允許重新優化,且它的路徑并沒有
被網管指明是“強制性”的,那么它也需要對路徑上的鏈路和節點故障具有彈性恢復。
正式地說,通過重新優化來適應網絡狀態的發展,意味著對故障具有彈性恢復,而對故
障具有彈性恢復,并不意味著是通過重新優化來對網絡狀態的改變進行適應。
5.6.5平行的流量主干之間的負載分配
在兩個節點之間多條平行的流量主干上進行負載分配是一個十分重要的問題。在許多情
況下,可能兩個節點之間的某一業務量無法只有任何一條單獨的鏈路或路徑來承擔。然而,
該業務流量所需的資源可能低于網絡中所有可用路徑能夠提供的總量。此時,唯一的方法是
將業務流量分解為一些流量子集,在將這些流量子集通過多條路徑來加以傳輸。
在一個MPLS區域內,上述問題可以通過在兩個節點之間發起多條流量主干來解決,
這樣,總的業務量將可以分擔到各條流量主干上。要實現這一過程,就必須要設計一種能夠
對多條平行的流量主干靈活地進行負載分配的技術。
特別地,從操作的角度來看,如果允許有多條平行的流量主干存在,那么需要有某個屬
性來表明每條流量主干所攜帶業務量的相對比例。下層協議將根據所指定的比例把負載映射
到流量主干上去。并且,最好能夠維持屬于相同宏流(相同源地址,目的地址和端口號)的
數據包之間的次序。
5.7 優先權屬性
優先權屬性定義了流量主干之間的相對重要性。在MPLS的約束路由技術中,優先權
屬性十分重要。利用這一屬性可以決定連接建立與故障恢復過程中為流量主干進行路徑選擇
的順序。
在允許資源搶占的實現中,優先權屬性也十分重要。使用這一屬性可以為要實施搶先策
略的流量主干指定一定的順序。
5.8 搶占屬性
搶占屬性將決定一條流量主干能否搶占另一條流量主干的路徑,或者是該流量主干的路
徑能否為其他流量主干所搶占的性質。該屬性對于實現面向流量的性能指標與面向資源的性
能指標都是十分重要的。在區分服務的環境中,搶占屬性能夠保證高優先級的流量主干總是
能夠使用較為理想的路徑。
在故障處理過程中,可以使用搶占屬性來實現許多具有優先級的恢復策略。
搶占屬性有以下4種模式:(1)允許搶占,(2)不允許搶占,(3)允許被搶占,(4)不
允許被搶占。 一條具有允許搶占屬性的流量主干可以搶占一條具有允許被搶占的,低優先
級的流量主干。而一條具有不允許被搶占屬性的流量主干是不允許被任何流量主干搶占的,
不管他們的相對優先權如何。一條具有允許被搶占屬性的流量主干可以被比它優先權高的,
具有允許搶占的流量主干所搶占。
值得注意的是,有些搶占模式是互斥的。使用上述的編號,任一給定的流量主干的可行
性的搶占模式組合可以是:(1,3),(1,4),(2,3)和(2,4)。其中(2,4)組合應該
是默認組合。
只有當下列5個條件全都滿足時,才可以說,一個流量主干“A”能夠搶占另一個流量
主干“B”的路徑:(1)A搶占優先級比B高,(2)B所使用的網絡資源能夠滿足A的需要,
(3)按照某種判決標準,已經得出了網絡資源不能同時滿足A與B需求,(4)A具有允許
搶占的屬性,(5)B具有允許被搶占的屬性。
雖然搶占屬性是非常有用的,但是在現在盡最大努力的網絡服務模式下,搶占屬性不能
被認為是一個強制性的屬性。然而,在區分服務環境中,搶占屬性就變得非常有必要了。而
且,隨著光纖互聯網體系的出現,某些保護和存儲功能可能需要從光纖層遷移到數據網絡元
素中(像一些千兆和兆兆的標記交換路由器)以減少成本,這樣就需要用到搶占策略以便在
發生故障的情況下,減少具有高優先權的流量主干的存儲時間。
5.9 彈性屬性
彈性屬性決定了流量主干在發生故障時的行為特征。也就是說,當流量主干流經的路徑
上發生故障時,需要解決以下幾個基本問題:(1)故障檢測,(2)故障通知,(3)鏈路復
原與業務恢復。很明顯,MPLS的具體實現將需要具有解決上述問題的機制。
如果流量主干流經的路徑發生了故障,那么可以為它們指定許多恢復策略,下面給出的
是一些可行策略的實例:
1. 不對流量主干重新進行路由選擇。例如,具體實現中已經具有了某種保證生存性
的技術,這種技術能夠保證當發生故障時,不必對流量主干進行重新選路就可以
確保業務繼續進行。這種技術的一個例子是(當然還有其他很多技術存在),如果
在節點之間有多條平行的路徑,根據某種控制策略,發生故障時,使得在一條LSP
失敗后,其上的流量主干轉移到其他的LSP上。
2. 將流量主干重新路由到具有充足資源的路徑上。如果沒有所需的路徑的話,則不
進行重新路由。
3. 不再考慮各種資源約束參數,將流量主干重新路由到任意一條可用路徑上。
4. 還有許多其他的解決策略,包括上述策略的一些組合形式。
一個“基本”彈性屬性,決定了流量主干流經的路徑發生故障時,所使用的恢復過程。
特別地,“基本”彈性屬性是一個二進制數,它決定一條流量主干在發生故障時是否要進行
重新選路。“擴展”彈性屬性用來決定發生故障時對流量主干的細節處理過程。比如說,擴
展的彈性屬性可能規定發生故障時某一流量主干所能使用的一組替換路徑,以及該組路徑之
間的優先級關系。
彈性屬性所控制的是MPLS與路由之間的相互作用過程。
5.10 策略屬性
當某一流量主干不再符合路徑建立時的約定時,也就是說,當某一流量主干的特性超過
了其流量參數所指定的數值時,由策略屬性決定下層協議對其采取的處理方式。通常情況下,
策略屬性表明對相應的違約流量主干是實施速率限制,做出標記,還是不做任何處理繼續轉
發。如果確實要使用某種策略的話,則可以直接使用一些已有的算法,如ATM論壇的
GCRA[11]來執行這一功能。
在許多場合下,是必須要有一定的策略機制,但是在另一些場合下,是不適合用策略機
制的。一般而言,是希望能夠在網絡的入口處實施一定的策略機制(以便符合SLA),而在
網絡的核心則要盡力避免使用策略機制,除非容量的約束條件又明確的要求。
因此,從流量工程的角度來看,必須具有能夠通過網管對每一條流量主干的流量策略機
制進行允許或禁止操作的能力。
6. 資源屬性
資源屬性是拓撲狀態屬性的一部分,它們的作用是對特定資源上的流量主干選路過程加
以限制。
6.1 最大分配因子
某一資源的最大分配因子(MAM)是一個可以通過網管來進行配置的屬性,它決定該
資源可以被流量主干所使用的比例。這里所說的資源最常用的就是帶寬資源。然而,該資源
也可以是LSR上的緩沖資源。MAM的概念類似于幀中繼或ATM網絡中的預定與注冊因子
(subscription and booking factors)。
對于MAM的選擇可以使得某一資源處于不完全分配或過量分配兩種狀態。如果所有參
與某一資源分配的流量主干(可以由流量主干的流量參數來表述)的資源需求的總和不超過
該資源的總容量的話,則我們說對該資源的分配為不完全分配。如果參與某一資源分配的流
量主干的資源需求的總和超過該資源的總容量的話,則稱對該資源的分配為過量分配。
不完全分配可以用來限制資源的使用。然而,相對于電路交換,MPLS的環境更為復
雜,因為在MPLS環境下,一些數據流可以不考慮資源限制,根據傳統的逐跳協議(也可
使用顯示路由)來進行路由。
過量分配可以利用流量的統計特性以實現更有效的資源分配策略。特別地,當流量主干
的瞬時峰值的要求不重合時,適合使用過量分配。
6.2 資源等級屬性
資源等級屬性是由網管分配的參數,它表明資源的“等級”。資源等級的概念可以看作
是一種“顏色”的概念。可以這樣認為,具有相同“顏色”的資源都屬于相同等級。利用資
源等級屬性,可以實現許多流量工程策略。這一屬性最關心的資源是鏈路資源。鏈路資源的
等級屬性是“鏈路狀態”參數中很重要的一個方面。
資源等級屬性是一個很有用的抽象概念。從流量工程的角度來看,可以使用這一屬性來
實現許多與面向流量和面向資源的性能優化有關的策略。特別地,資源等級屬性可以用于:
1. 可以為不在同一拓撲區域中的一組資源應用相同的策略。
2. 為一組建立流量主干路徑所需的網絡資源指定相互之間的優先級關系。
3. 將流量主干明確地限于一組特定的網絡資源上。
4. 實現一組通用的包含/排出策略。
5. 增強本地流量包容策略。本地流量包容策略是指將本地流量限制在特定的網絡拓
撲區域中的策略。
此外,資源等級屬性還可以用于用戶認證。
通常可以為某一資源分配多個網絡資源屬性。例如,可以為某一網絡中所有的OC-48
鏈路分配某一種屬性。此外,還可以給這些鏈路中屬于某一網絡區域的一部分鏈路再分配一
個屬性,以便實現某種特定包容策略或者是以某種方式來配置該網絡。
7. 約束路由
這部分討論MPLS域內和約束路由有關的問題。在現在的術語中,約束路由常常是指
“QOS路由”[5,6,7,10]。本文使用“約束路由”這一名稱是因為它能更好地體現這種技術
的本質,QOS路由只是這一技術的一個子集。
約束路由技術是一種命令驅動并具有資源預留能力的路由算法,它能夠和現有的拓撲驅
動的,逐跳的Internet內部網關協議(IGP)共存。
一個約束路由框架利用下面的屬性作為輸入:
? 和流量主干有關的屬性
? 和資源有關的屬性
? 其他的拓撲狀態信息
在上述信息的基礎上,各個網絡節點上的約束路由機制將對該節點上發起的每一條流量
主干自動地計算出一條顯示路由。在這種情況下,每個流量主干的顯示路由是一條詳細的標
記交換路徑,滿足流量主干的需求條件,服從由資源可用性,管理策略和其他的拓撲狀態信
息提出的各種約束。
一個約束路由技術可以極大的減少在流量工程策略實現中的手工配置和人工干預。
實際上,流量工程師或者是一個自動機將為一個流量主干指定端點,并為它分配一個屬
性集,包含了流量主干的預期性能和行為特性。約束路由框架可以發現一個滿足期望的可行
路徑。如果必要,流量工程師或流量工程支持系統就能利用手工配置的顯示路由來完成更好
的優化。
7.1 約束路由的基本特征
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