第151篇:广域网接入技术:PPP、HDLC、Frame Relay 历史回顾
在现代 IP 网络中,以太网已成为绝对主导的接入技术。从第150篇 IPTV 组播的园区网部署中,我们看到二层交换网络如何在局域网内高效分发多媒体流量。然而,当业务跨越地理范围、连接不同城市甚至...
MPLS VPN、骨干网、广域网技术
在现代 IP 网络中,以太网已成为绝对主导的接入技术。从第150篇 IPTV 组播的园区网部署中,我们看到二层交换网络如何在局域网内高效分发多媒体流量。然而,当业务跨越地理范围、连接不同城市甚至...
PPPoE(Point-to-Point Protocol over Ethernet)是将 PPP 协议封装在以太网帧中传输的技术。它解决了传统 PPP 只能运行在点对点物理链路上的限制,使运...
MPLS(Multiprotocol Label Switching,多协议标签交换)是现代运营商网络和大型企业骨干网的核心技术。它巧妙地将二层交换的高速转发与三层路由的灵活选路相结合,通过简短...
LDP(Label Distribution Protocol,标签分发协议)是 MPLS 网络中最基础的标签分发协议。它运行在 IGP 之上,基于 IGP 计算的最短路径为每个 FEC 分配标...
LDP 邻居的建立和标签分发方式是 MPLS 网络中最基础的运维关注点。LDP 邻居关系决定了哪些 LSR 之间可以进行标签交换,而标签分发方式(DU 或 DoD)则直接影响网络的收敛速度和标签...
MPLS 的转发过程是标签交换网络的"心脏"。当一个 IP 数据包进入 MPLS 域时,它经历了从"IP 路由查找"到"标签查找"的转变。理解 MPLS 转发的每一步操作——标签压入(Push)...
在标准的 MPLS 转发模型中,标签弹出(Pop)操作由 Egress LER(出口边缘路由器)执行。然而,这种设计意味着 Egress LER 需要对每到达的标签报文执行一次标签弹出操作,增加...
LDP 建立的 LSP 严格遵循 IGP 最短路径,这在大多数场景下工作良好。然而,当网络需要精细的流量控制时——例如确保关键业务获得足够带宽、避免某些链路过载、或者为特定流量指定绕行路径——L...
CR-LSP(Constraint-based Routed Label Switched Path)是 MPLS TE 的核心产物,它在标准 LSP 的基础上增加了"约束"概念。带宽预留是 C...
TE 隧道的路径选择是流量工程中最灵活也最复杂的部分。MPLS TE 提供了三种路径选择模式:自动选路(完全依赖 CSPF)、手工选路(完全依赖显式路径)和混合选路(CSPF + 显式路径结合)...
在网络中,链路或节点故障是不可避免的。当一条 TE 隧道经过的链路发生故障时,如果等待 RSVP-TE 重新建立 LSP,通常需要数秒甚至数十秒的时间,这对于实时业务(如语音、视频)是不可接受的...
标准 MPLS TE 使用单一带宽池进行带宽管理,所有 TE 隧道共享同一个"可用带宽"值。这种模型在业务种类单一的网络中工作良好,但当网络需要承载多种不同服务质量要求的业务时,单一带宽池就无法...
MPLS L3VPN(Layer 3 Virtual Private Network)是运营商网络中最核心的业务之一。它通过在 MPLS 骨干网上为客户构建逻辑隔离的三层虚拟网络,使客户的站点可...
MP-BGP(Multiprotocol BGP,多协议 BGP)是 L3VPN 的控制平面核心。标准 BGP 只能承载 IPv4 单播路由,而 MP-BGP 通过扩展 AFI/SAFI(地址族...
在 MPLS L3VPN 架构中,PE(Provider Edge)与 CE(Customer Edge)之间的路由协议选择直接影响 VPN 网络的规模、灵活性和运维复杂度。PE-CE 之间可以...
理解了 L3VPN 的控制平面(VRF、RD、RT、MP-BGP)之后,深入了解 L3VPN 的数据转发过程同样重要。L3VPN 的数据转发采用"双层标签"机制:外层标签(公网 LDP 标签)负...
在典型的 L3VPN 应用中,全互联(Full-Mesh)拓扑允许所有站点之间直接互通。然而,许多企业的网络架构是星型拓扑——总部(Hub)需要与所有分支(Spoke)互通,但分支之间不需要也不...
在实际运营商网络中,L3VPN 常常需要跨越多个 AS(自治系统)或多个管理域。不同域之间可能属于不同的运营商,或者同一运营商的不同管理区域。跨域 L3VPN 的三种经典方案——Option A...
MPLS L2VPN(Layer 2 Virtual Private Network)的核心目标是在 MPLS 骨干网上透明地传输二层帧。与 L3VPN 终结三层报文不同,L2VPN 需要在 P...
VLL(Virtual Leased Line,虚拟租用线路)是运营商面向企业客户提供的点到点二层专线业务。它在 MPLS L2VPN 技术基础上,为客户构建一条逻辑上的"专线连接",使远端的客...
VPWS/VLL 提供点到点的二层连接,但当客户需要在多个站点之间实现以太网 LAN 级别的互通时(如总部和多个分支构成一个广播域),点到点的模型就力不从心了。VPLS(Virtual Priv...
VPLS 的全互联网格 PW 模型在 PE 数量超过 20 个时,PW 数量迅速膨胀(20 个 PE 需要 190 条 PW),导致配置管理复杂、故障影响面广。H-VPLS(Hierarchic...
EVPN(Ethernet VPN)是 IETF Bess 工作组定义的新一代二层 VPN 技术标准(RFC 7432)。它使用 MP-BGP 作为控制平面,取代了传统 VPLS 中基于数据平面...
EVPN Type 2 路由(MAC/IP 可达性路由)是 EVPN 控制平面的核心。它通过 MP-BGP 显式通告 MAC 地址和可选的 IP 地址绑定信息,使所有 VTEP 能够精确知道每个...
在 EVPN VXLAN 网络中,VNI(Virtual Network Identifier)隔离了不同的二层广播域。当不同 VNI 之间的站点需要三层互通时,就需要部署 VXLAN 网关。V...
在传统 VPLS 中,CE 设备只能通过单一 PE 接入(Single-homing),一旦该 PE 或连接链路故障,CE 将失去网络连接。EVPN 原生支持 CE 的多归属(Multi-hom...
EVPN IRB(Integrated Routing and Bridging)是 EVPN 网络中实现二层到三层路由集成的核心技术。IRB 在同一个设备上同时运行二层桥接和三层路由功能,使 ...
VXLAN(Virtual Extensible LAN,虚拟可扩展局域网)是由 VMware 提出并由 IETF 标准化的 overlay 封装协议(RFC 7348)。它通过将二层帧封装在 ...
在 VXLAN 网络中,源 VTEP 需要知道目的 VTEP 的 IP 地址才能建立隧道并转发数据。VTEP 发现(VTEP Discovery)解决了"谁在同一个 VXLAN 网络中"这个问题...
VXLAN 网络由两个逻辑层面组成:Underlay(底层物理网络)和 Overlay(虚拟覆盖网络)。Underlay 提供 VTEP 之间的 IP 连通性,Overlay 构建跨物理网络的虚...
SD-WAN(Software-Defined Wide Area Network,软件定义广域网)将 SDN 理念延伸到广域网场景。传统企业广域网高度依赖 MPLS 专线,一条 100M 专线...
在第181篇中,我们学习了 SD-WAN 控制面与数据面分离的基本概念。本节通过一个完整的企业组网案例,演示如何为一家拥有总部和多个分支机构的企业设计 SD-WAN 网络。该企业总部位于上海,在...
Segment Routing(SR,分段路由)是 IETF 在 2013 年提出的新型源路由架构,旨在解决传统 MPLS 网络中 LDP 和 RSVP-TE 协议并存带来的运维复杂度。SR-M...
LDP(Label Distribution Protocol,标签分发协议)是 MPLS 网络中最基础的标签分发协议,自 1999 年 RFC 3036 标准化以来,支撑了全球数百万条 LSP...
在 SR-MPLS 体系中,流量转发分为两种模式:SR-BE(Best Effort,尽力而为)和 SR-TE(Traffic Engineering,流量工程)。SR-BE 沿 IGP 最短路...
SRv6(Segment Routing over IPv6)是 IETF 定义的 SR 在 IPv6 网络上的实现。与 SR-MPLS 使用 MPLS 标签编码 Segment 不同,SRv6...
SRv6 的转发流程与传统 IPv6 转发有本质区别。在传统 IPv6 中,报文的目的地址就是最终目的地;在 SRv6 中,报文的目的地址是当前待处理的 Segment(中间节点或终点)。理解 ...
SRv6 TE Policy 是 SRv6 网络中实现流量工程的核心机制。与 SR-MPLS TE Policy 类似,SRv6 TE Policy 通过 Color 标识流量类型、通过 End...
SRv6 最革命性的特性之一是"网络编程"能力。在 SR-MPLS 中,标签只是一个转发标识;而在 SRv6 中,SID 是一个 128 位的 IPv6 地址,可以编码复杂的函数逻辑和参数。这意...
EVPN(Ethernet VPN)在第173~177篇中已深入讨论,它是数据中心和广域网中虚拟二层/三层网络的事实标准。SRv6 与 EVPN 的融合,将 EVPN 的虚拟网络隔离能力与 SR...
在前文(第190篇 SRv6 与 EVPN 融合)中,我们探讨了新一代网络如何以 SRv6 作为统一承载面、以 EVPN 作为控制面来实现灵活的服务编排。然而,对于当前仍大规模运行的传统 MPL...
在第191篇中,我们完成了单一 AS 内 MPLS 骨干网的分层架构设计。然而,真实的运营商网络往往跨越多个省、多个自治域(AS),这就需要跨域互联方案来打通不同域之间的 L3VPN 业务。
随着互联网用户的爆炸式增长和 IPv4 地址资源的日益枯竭,城域网面临着前所未有的挑战。BRAS(Broadband Remote Access Server,宽带远程接入服务器)作为城域网的核...
在第193篇中,我们了解了 BRAS 的部署架构和 CGNAT 在城域网中的位置。本篇将深入 CGNAT 的内部工作原理,从 NAPT(Network Address and Port Tran...
在第194篇中,我们深入剖析了 CGNAT 的工作原理和端口分配策略。CGNAT 虽然暂时缓解了 IPv4 地址短缺,但引入了多层 NAT、端口耗尽、端到端连通性受损等一系列问题。
在第195篇中,我们学习了 DS-Lite 如何在 IPv6 骨干网上承载 IPv4 流量。现在我们将视角扩展到更宏观的层面——运营商网络的整体架构演进。
在第196篇中,我们探讨了固网与移动网的融合架构,其中承载网通过 MPLS L3VPN 对不同业务进行逻辑隔离。现在我们将这种隔离思路应用到一个非常具体的商业场景——运营商面向政企大客户的专线业务。
在第197篇中,我们为大客户专线设计了 CIR/PIR 限速策略和 WRR 队列调度。但限速只是 QoS(Quality of Service)的一部分——当网络拥塞时,如何决定哪些报文优先通过...
在第198篇中,我们深入学习了 MPLS QoS 的 EXP 标记继承与队列调度机制。然而,即使 QoS 设计再完美,如果 MPLS 标签交换路径(LSP, Label Switched Pat...
在第199篇中,我们学习了 MPLS OAM(LSP Ping 和 LSP Traceroute)如何检测标签交换路径的连通性与逐跳状态。LSP Ping 本质上是按需发起的故障排查工具——当问...