一、MPLS-TE技術概述

　　簡而言之，MPLS-TE就是在MPLS網絡上的流量工程，是指為業務流選擇路徑的處理過程，以在網絡中不同的鏈路、路由器和交換機之間均衡業務流負載。其目標是在一個點與另一節點之間計算一條路徑（源路由），該路徑不違反它的約束（例如帶寬/管理要求），并且從一些數量指標看來是的。MPLS由于自身路由與轉發分離的特點，適合與TE的結合，形成MPLS-TE技術。

　　MPLS-TE通過感知網絡帶寬的使用情況，采用帶有約束條件的短路徑優先算法（CSPF）計算滿足帶寬要求的路徑，并通過資源預留協議（RSVP）建立帶寬預留的TE隧道（Tunnel），可以很好地解決基于IGP的流量工程所不能解決的問題，盡可能提高網絡資源的利用率。MPLS-TE與IGP的不同就是MPLS-TE感知網絡中的資源信息，并且知道自己的流量需求。

　　接下來，讓我們首先分析一下IGP選路帶來的問題，如圖1所示。

　　在基于IGP路由技術（比如OSPF）選路的情況下，通常R8到R5的流量會選擇路徑R8-R2-R3-R4-R5；而R1到R5的流量會選擇路徑R1-R2-R3-R4-R5；如圖1所示，如果R8到R5流量為20M，R1到R5的流量為40M。則在R2－R3的鏈路上存在60M流量（由于R2-R3的鏈路帶寬為155M，所以沒有問題），然而R3-R4的鏈路帶寬僅為34M，此時就會有26M流量被丟棄，所以R5收到的流量也只有34M；問題是此時拓撲下方的鏈路R2-R6-R7-R4處于空閑，這就出現了流量的不均衡，需要工程師手動調整IGPMetric值，不僅操作繁瑣，結果也不太理想。

　　如果啟用MPLS-TE技術，拓撲結構如圖2所示。

　　假如：R8-R5已經建立Tunnel路徑為R8-R2-R3-R4-R5，此時R1也需要建立到R5的Tunnel，通過資源預留協議，會發現R3-R4的剩余帶寬為14M，無法滿足R1-R5需要的40M，所以R1-R5的Tunnel路徑會選擇R1-R2-R6-R7-R4-R5。這樣鏈路基本做到了均衡。

二、MPLS-TE的兩大類型及實驗

　　目前存在兩種基本類型的MPLSETE網絡設計：戰術式（Tactical），在網絡發生擁塞時建立TETunnel以緩解擁塞，是一種事后式的方法；戰略式（Strategic）,在網絡中的某些部分建立FullMesh的預留帶寬TE隧道，以盡可能避免網絡擁塞的發生，是一種事前預防式的方法。而戰略式又有在線式（online）和離線式（offline）兩種，區別就是離線式中TE隧道的路徑是通過離線的路徑計算工具計算的，它依賴于一個離線的路徑計算工具來監視網絡拓撲、流量模式以及隧道，可以更加有效的利用網絡的資源。

　　實驗1 布置戰術式MPLS-TE

　　如圖3所示，從R1到R4的實際流量為1200M，如果不使用MPLS-TE，根據IGP進行選路，路徑會選擇R1-R2-R3-R4，此時R2-R3的鏈路會出現擁塞和丟包（因為此鏈路帶寬為1000M），查看R2g1/1口輸出的流量為989.5M，g1/2口輸出流量為0，在這種情況下可以選擇建立戰術式TE，將流量分擔到較為空閑的鏈路R2-R5-R6-R3。


【實驗步驟】

1.為R2到R3建立兩個Tunnel，兩個Tunnel的路徑分別為R2-R3和R2-R5-R6-R3。

2.配置兩個Tunnel的帶寬比為3：1。

【實驗配置】

R2/

interface Tunnel1/

ip unnumbered Loopback0/

no ip directed-broadcast/

load-interval30/

tunnel destination 3.3.3.3/

tunnel mode mpls traffic-eng/

tunnel mpls traffic-engato route announce/

tunnel mpls traffic-engpath-option 10 dynamic/

tunnel mpls traffic-engload-share 3/

interface Tunnel2/

ip unnumbered Loop back 0/

no ip directed-broadcast/

load-interval30/

tunnel destination3.3.3.3/

tunne lmode mpls traffic-eng/

tunne lmpls traffic-engautoroute announce/

tunnel mpls traffic-eng path-option 10 explicit name R2_R3/

tunnel mpls traffic-eng load-share 1/

ip explicit-path nameR2_R3 enable/

next-address loose5.5.5.5/

next-address loose6.6.6.6/

next-address3.3.3.3/

【實驗結果】

Router
G1/1 out （bit/s）
G1/2 out （bit/s）

R1
893.5M
301.8M

　　計算兩個端口流量比例＝893.5/301.8=2.96：，非常接近我們設置的3：1。

實驗總結：

1.Tunnel帶寬的比例計算在路由器中是通過Hash算法實現的。

2.此時在網絡中不需要大面積部署MPLS-TE，僅在帶寬擁擠的局部網絡使用。

實驗2 部署Full－Mesh的戰略式MPLS-TE

　　如圖4所示，采用OSPF做為IGP路由協議，所有路由器屬于OSPF的area0，所有的互連中繼帶寬為10M，cost值設置均為10。拓撲中標識的數字是為部署MPLS-TE的前期準備，即規劃的各條中繼的保留帶寬。

　　實驗造成R2-R21的鏈路出現擁塞，而同時存在較為空閑的鏈路，比如R2-R4的鏈路基本沒有流量，工程師基于IGP路由技術只能手動調整某條鏈路的cost值，但是現實網絡中的流量是實時變化的，所以調整的頻率就可能很高，非常的不便利而且效果很差。

　　以下為啟用戰略式的MPLS-TE后的效果。

【實驗步驟】

1.在8臺路由器上部署Full-Mesh的MPLS-TE，即每個路由器都要建立七條Tunnel（可選擇自動建立）；

2.配置每個端口的預留帶寬（根據網絡狀況規劃）；

3.配置自動調整每個Tunnel的帶寬（默認為0），可以指定調整的時間間隔。

【實驗配置】

R1:(其他路由器類似)

ip cef/

mpls label protocolldp/

mpls traffic-engtunnels/

mpls traffic-engauto-tunnelmesh/

mpls traffic-engauto-tunnelmesh tunnel-num min 1024 max 4095/

mpls traffic-engauto-bw timers frequency 30#每30秒計算一次

tag-switchingtdprouter-idLoopback0/

interfaceAuto-Template1/

ip unnumbered Loopback0/

no ip directed-broadcast/

tunnel destinationmesh-group10 ＃建立tunnel模板group10/

tunnel modemplstraffic-eng/

tunnel mpls traffic-engautoroute announce/

tunnel mpls traffic-engpath-option 10 dynamic/

tunnel mpls traffic-engauto-bw frequency 300＃每300秒調整一次/

routerospf100/

mpls ldpautoconfigarea 0/

mpls traffic-engrouter-idLoopback0/

mplstraffic-engarea 0/

mplstraffic-engmesh-group 10 Loopback0 area 0 ＃通過ospf通告，自動建立full-mesh的tunnel/

interfacee1/2/

mpls traffic-engtunnels/

ipospfcost10/

max-reserved-bandwidth90 #默認占用帶寬的75％/

iprsvpbandwidth9000#設置此端口出去的預留帶寬為9M

相關查看命令：

showmplstraffic-engtunnels /

shmplstraffic-engauto-tunnel mesh #查看以自己為源建立的多條tunnel，網絡節點為n，則建立n－1個/

shmplstraffic-engtunnels summary#查看自己為源的tunnel和所有通過自己的tunnel數量

【實驗結果】如表2

Router
e1/3 (in/out)
e1/2 (in/out)
e1/0 (in/out)
e1/1(in/out)
e0/0 (in/out)

R1
3.898M/0
1.954M/0
0/5.842M
0/0
/

R2
0/9.872出端口擁塞

out drop450packet/S
0/0
5.842/0
0/0
5.847M/0

R3
1.948M/0
0/3.897
0/0
0/0
1.949M/0

　　通過實驗結果可以發現，MPLS-TE使網絡流量變的更加均衡。

【實驗總結】

1.MPLS-TE會根據實際情況動態調整每個Tunnel的帶寬。

2.RSVP負責資源預留及TE的標簽分配，通過RSVP信令建立Tunnel，當所有Tunnel都建立不起來時則采用IGP進行選路。

3.每兩個路由器之間都要建立Tunnel，而且每個Tunnel是單向的，兩個節點之間僅僅建立的Tunnel。

4.在Tunnel路徑更換的過程中，網絡不會中斷，因為在建立好新的Tunnel之前不會刪除現用的Tunnel。

三、MPLS-TE的應用

　　MPLS-TE在國內電信運營商中應用很少，積累的經驗就更少了，在理論上，如果運營商的IP骨干網當前沒有全面啟用MPLS，建議采用戰術式TE實現流量工程。戰術式TE都是在網絡的局部實施，一旦TE的使命結束，就拆除TE隧道。戰術式TE主要解決網絡鏈路利用率不均衡的問題，直接的利益是可以延緩網絡帶寬擴容，或者給帶寬升級留出充足的時間。此外戰術式TE的另一大優點是：可以避免由于一個Tunnel的實際流量過大而始終無法建立成功。

　　對于戰略式TE的部署，從網絡規劃的方面考慮，建立Full-Mesh的TE，這樣網絡里的流量基本都是走Tunnel的，前提是需要運營商在骨干網絡全面啟動MPLS的基礎上，仔細、耐心、合理地規劃網絡帶寬，計算各條中繼的預留帶寬。另外，建議采用離線工具來監視網絡拓撲、流量模式以及控制隧道的建立。

　　基于MPLS-TE的FRR可以達到50ms級別的故障恢復，如果運營商骨干網承載3G、NGN等業務，則建議采用FRR對重要鏈路的業務進行保護。

　　MPLS-TE忽略了在一個匯聚級別，包含所有服務類別的可用帶寬上，進行服務等級（COS）的分類和操作，MPLSDiffserv-TE技術的到來使MPLS-TE感知到COS，允許根據COS來預留資源，并在每個COS級別提供MPLS容錯機制。同時也可以通過Diffserv-TE和FRR共同實現對重要鏈路上關鍵業務的保護。