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支持IP-VPN实例

www.gzicp.com   2004年6月10日 21:39:33
 
  ---- 从概念上讲,IP-
的方法可以适用于由一个运

VPN是运营商(即服务提供者)支
营商来支持的、涉及其他运营商

持企业用户应用的方案。一个通用
网络的情况(如运营商的运营商)


  ----图1给出了实现IP-
服务提供者网络的用户边缘
缘路由器。
VPN的一个通用方案。其中,CE
路由器。而PE路由器则是与用户

路由器是用于将一个用户站点接入
CE路由器相连的、服务提供者的边

   

  站点是指这样一组网络
路接至VPN。VPN是指一组共
中。
或子网,它们是用户网络的一部
享相同路由信息的站点,一个站

分,并且通过一条或多条PE/CE链
点可以同时位于不同的几个VPN之


  ----图2显示了一个服务提供者网络
属于多个VPN。依据一定的策略,属于多
力,也可以不提供这种能力。当一个站点
一的地址空间。
支持多个VPN的情况。如图2所示,一个站点可以同时
个VPN的站点既可以在两个VPN之间提供一定的转发能
同时属于多个VPN时,它必须具有一个在所有VPN中唯

   

  MPLS为实现IP-VPN提供了一种灵活的
内部网络以及用户的特定需求来决定自己
有多种支持IP-VPN的方法,本文介绍其中
、具有可扩展性的技术基础,服务提供者可以根据其
的网络如何支持IP-VPN。所以,在MPLS/ATM网络中,
两种方法。

  方案一                                                                       

  ----本节介绍一种在公
操作方式,即拓扑驱动方式
支持VPN的内部路由。
共网中使用MPLS提供IPVPN业
来实现基本的LSP建立过程,同

务的方法。该方法使用LDP的一般
时使用两级LSP隧道(标记堆栈)来


  ----图3 给出了在MPLS/ATM核心网络
置。
中提供IPVPN业务的一种由LER和LSR构成的网络配

   

   ----LER (标记边缘路由器)                                         



  ----LER是MPLS的边缘
IP业务量,LER将是VPN隧道
当具有执行虚拟路由的能力
这是因为不同VPN的IP地址
路由器,它位于MPLS/ATM服务提
的出口与入口节点。如果一个LE
。这就是说,它应当为自己服务
空间可能是有所重叠的。
供者网络的边缘。 对于VPN用户的
R同时为多个用户所共享,它还应
的各个VPN分别建立一个转发表,


  ----LSR(标记交换路由器)                                             

  ----MPLS/ATM核心网络
是服务提供者的下层网络,它为
用户的IP-VPN业务所共享。

  ----建立IP-VPN区域的操作                                           

  ----希望提供IP-VPN的
VPN区域。作为一种普通
一过程被定义为使用基本标
两级LSP隧道(标记堆栈)
网络提供者必须首先对MPLS域进
的LDP操作,基本的LSP 建立过
记的、基本的或是单级LSP建立

行配置。这里的MPLS域指的就是IP
程将使用拓扑驱动方法来进行,这
。而对于VPN内部路由,则将使用


  ----VPN成员                                                           

  ----每一个LER都有一个任务,即发
由于本方案最终目的是要建立第二级MPLS
初始化的过程。每一个LER沿着能够到达
LDP Hello消息。LDP Hello消息中会包含
目的LER。
现在VPN区域中为同一 IPVPN服务的其他所有LER。
隧道,所以 LER发现对等实体的过程也就是LDP会话
其他 LER的每一条基本网络LSP,向下游发送一个
一个基本的MPLS标记,以方便这些消息能够最终到达


  ----LDP Hello消息实际上是一种查
处是否存在与发送方LSR同属一个VPN的LE
后,相关的两个LER之间将开始发起LDP会
当TCP连接建立完成而且必要的初始化消
了。此后,双方各自为对方到自己的LSP
标记将被推入标记栈中,并被置于原有的
询消息,通过这一消息,发送方可以获知在目的LER
R(对等实体)。新的Hello消息相邻实体注册完成之
话。随后,其中一个LER将初始化与对方的TCP连接。
息交互也完成之后,对等LER之间的会话便建立起来
隧道提供一个标记。如果LSP隧道是嵌套隧道,则该
标记之上。

  ----VPN成员资格和可到达性信息的传播                                   

  ----通过路由信息的交
需要找到对等LER,还需要
的VPN区域中其他的LER建立
建立LDP会话。
换,LER可以学习与之直接相连
找到在一个VPN中哪些LER 是为
直接的LDP会话。换言之,只有

的、用户站点的IP地址前缀。LER
同一个VPN服务的。LER将与其所属
支持相同VPN的LER之间才能成功地


  ----VPN内的可到达性                                                   

  ----最早在嵌套隧道中
VPN的一员时,配置信息
配置必要的安全保密特性,
,每一次发现阶段结束之后
传送的数据流是LER之间的路由
将包含它在VPN内部要使用的路
以便该LER能够成为其他LER的相
,每一个LER 都将发布通过它可
信息。当一个LER被配置成一个IP
由协议。在这一过程中,还可能会
邻路由器。在VPN内部路由方案中
以到达的、VPN用户的地址前缀。

  ----IP分组转发                                                         

  ----LER之间的路由信息交互完成之
VPN用户的特定地址前缀(FEC转发等价类)
个LER时,转发进程将首先把用于该LER的
该LER的基本网络LSP上下一跳的基本标记
基本网络LSP中的下一个LSR;当该分组到
改变,而嵌套在内部的标记始终保持不变
正确的LER。在LER上,每一个VPN使用的
的嵌套标记空间不同。
后,各个LER都将建立起一个转发表,该转发表将把
与下一跳联系起来。当收到的IP分组的下一跳是一
标记(嵌套隧道标记)推入标记栈,随后把能够到达
推入标记分组,接着带有两个标记的分组将被转发到
达目的LER时,最外层的标记可能已经发生许多次的
;当标记栈弹出后,继续使用嵌套标记将分组发送至
嵌套标记空间必须与该LER所支持的其他所有VPN使用


  方案二                                                                       

  ----本节将对一种在公
行介绍,其技术细节可以参
共网中使用MPLS和多协议边界网
见RFC 2547。
关协议来提供IP-VPN业务的方法进


  ----图1 给出了在MPLS
,图4则给出了使用RFC 254
/ATM核心网络中提供IPVPN业
7的网络模型。
务的、由LER和LSR构成的网络配置


  ----提供者边缘(PE)路由器                                             

  ----PE路由器是与用户路由器相连的服务提供者边缘路由器。                 

  ----实际上,它就是一个边缘LSR(
的接口)。
即MPLS网络与不使用 MPLS的用户或服务提供者之间


  ----用户边缘 (CE)路由器                                             

  ----CE路由器是用于将
路由器不使用MPLS,它只是
一个用户站点接至PE路由器的用
一台IP路由器。CE不必支持任何
户边缘路由器。在这一方案中,CE
VPN的特定路由协议或信令。

  ----提供者(P)路由器                                                   

  ----P路由器是指网络中的核心LSR。                                     

  ----站点(Site)                                                     

  ----站点是指这样一组网络或子网:
路接至VPN。VPN是指一组共享相同路由信
中。
它们是用户网络的一部分,通过一条或多条PE/CE链
息的站点。一个站点可以同时位于不同的几个VPN之


  ----路径区别标志                                                         

  ----服务提供者将为每
),它对应于服务提供者网
发表里将包含一系列唯一的
接而成的。VPNIP地址对
个节点(即VPN中的每一个P
一个VPN分配一个唯一的标志符
络中的每一个Intranet或Extran
地址,这些地址称为VPNIP 地
于服务提供者网络中的每一个端
E路由器),转发表中都将存储
,该标志符称为路径区别标志(RD
et 都是不同的。PE路由器中的转
址,它们是由RD与用户的IP地址连
点都是唯一的,对于VPN中的每一
有一个条目。

  ----连接模型                                                             

  ----图4给出了MPLS/BGP VPN的连接模型。                       

  ----从图4中可以看出
MPLS网络通信,同时使用IP
部网关协议)来建立MPLS核
,P路由器位于MPLS网络的核心
路由技术来与CE路由器通信。 P
心网络中的路径,并且使用LDP
。 PE路由器将使用MPLS与核心
与PE路由器将使用IP路由协议(内
实现路由器之间的标记分发。

  ----PE路由器使用多协议BGP4来实
。除非使用了路径映射标志(route refl
图4中的PE处于同一自治域中,它们之间
现彼此之间的通信,完成标记交换和每一个VPN策略
ector),否则PE 之间是BGP全网状连接。特别地,
使用内部BGP (iBGP)协议。

  ----P路由器不使用BGP
协议而且对VPN一无所知,它们
使用普通的MPLS协议与进程。

  ----PE路由器可以通过IP路由协议与
PE路由器之间使用普通的路由进程。CE路
CE路由器交换IP路径,也可以使用静态路径。在CE与
由器不必实现MPLS或对VPN有任何特别了解。

  ----PE路由器通过iBGP将用户路径分
VPN-IP地址(由RD和IPv4地址构成)。这
发生VPN-IP地址重复的情况。
发到其他的PE路由器。为了实现路径分发,BGP使用
样,不同的VPN可以使用重叠的IPv4地址空间而不会


  ----PE路由器将BGP计
组转发到正确的LSP上。
算得到的路径映射到它们的路由

表中,以便把从CE路由器收到的分


  ----这一方案使用两级
MPLS网络中的LSR所用——
标记:内部标记用于PE路由器对
它们将使用这些标记把分组转发
于各个VPN的识别,外部标记则为
给正确的PE。

  ----建立IP-VPN区域的操作                                           

  ----希望提供IP-VPN业务的网络提供
:PE必须为其支持的VPN以及与之相连的C
射标志中的PE路由器之间必须进行对等关
由协议配置;为了与MPLS核心网络进行通
外,P路由器除了要求能够支持MPLS之外
者必须按照连接需求对网络进行设计与配置,这包括
E所属的VPN 进行配置;MPLS网络或者是一个路径映
系的配置;为了与CE进行通信,还必须进行普通的路
信,还必须进行普通的MPLS配置(如LDP、IGP)。另
,还要能够支持VPN。

  ----VPN成员资格和可到达性信息的传播                                   

  ----PE路由器使用IP路由协议或者是
获得与之直接相连的用户网站IP地址前缀
静态路径的配置来交换路由信息,并且通过这一过程


  ----PE路由器通过与其
。另外,PE路由器还要通过
使用的LSP。这些标记用作
BGP对等实体交换VPN-IP地址前
BGP与其PE路由器对等实体交换
第二级标记,P 路由器看不到这
缀来获得到达目的VPN站点的路径
标记,以此确定PE路由器间连接所
些标记。

  ----PE路由器将为其支
CE路由器则根据该连接所使
持的每一个VPN分别建立路由表
用的接口选择合适的路由表。
和转发表,与一个PE路由器相连的


  ----IP分组转发                                                         

  ----PE之间的路由信息
发表将把VPN用户的特定地
交换完成之后,每一个PE都将为
址前缀与下一跳PE路由器联系起
每一个VPN建立一个转发表,该转
来。

  ----当收到发自CE路由
器的IP分组时,PE路由器将在转
发表中查询该分组对应的VPN。

  ----如果找到匹配的条目,路由器将执行以下操作:                           

  ----如果下一跳是一个
应的标记(嵌套隧道标记)
转发到到达目的PE路由器的
网络LSP上的下一个LSR。
PE路由器,转发进程将首先把从
推入标记栈;PE路由器把基本的
、基本网络LSP上的第一跳;带

路由表中得到的、该PE路由器所对
标记推入分组,该标记用于把分组
有两级标记的分组将被转发到基本


  ----P路由器(LSR)使用顶层标记及
LER时,最外层的标记可能已发生多次改
其路由表对分组继续进行转发。当该分组到达目的
变,而嵌套在内部的标记保持不变。

  ----当PE收到分组时,
表,以便决定对分组进行转
它使用内部标记来识别VPN。此
发所要使用的接口。
后, PE将检查与该VPN相关的路由


  ----如果在VPN路由表
提供者具备这一能力)。如
中找不到匹配的条目,PE路由器
果找不到路由,相应分组将被丢
将检查Internet路由表(如果网络
弃。

  ----VPNIP转发表中包含VPNIP地
中的每一个站点。这一过程由于使用的是
用自己的地址体系,这些地址在通过服务
)。通过为每一个VPN使用不同的逻辑转
交换机可以根据入口选择一个特定的转发
址所对应的标记,这些标记可以把业务流路由至VPN
标记而不是IP 地址,所以在企业网中,用户可以使
提供者网络进行业务传输时无需网络地址翻译(NAT
发表,不同的VPN业务将可以被分开。使用BGP协议,
表,该转发表可以只列出一个VPN有效目的地址。

  ----为了建立企业的Ex
能还需要进行NAT配置)。
tranet,服务提供者需要对VPN

之间的可到达性进行明确指定(可


  ----安全                                                                 

  ----在服务提供者网络中,PE所使用
将其业务流或者是分组偷偷送入另一个用
RD,只有当用户位于正确的物理端口上或
加入一个Intranet或 Extranet。这一建
提供与帧中继、租用线或ATM业务相同的
的每一个分组都将与一个RD相关联,这样,用户无法
户的VPN。要注意的是,在用户数据分组中没有携带
拥有PE路由器中已经配置的、适当的RD时,用户才能
立过程可以保证非法用户无法进入VPN,从而为用户
安全等级。

 

电信传输研究所 赵慧玲 吴江

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