MPLS寬帶網(wǎng)絡互聯(lián)技術

第一章　概論　1                   
 1.1　B-ISDN(寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng))　1                   
 1.1.1　信息高速公路與信息社會　1                   
 1.1.2　信息高速公路的關鍵技術　4                   
 1.2　寬帶網(wǎng)絡技術發(fā)展的推動力　5                   
 1.2.1　市場需求　5                   
 1.2.2　技術進步　6                   
 1.3　寬帶網(wǎng)絡互聯(lián)基本技術及分類　7                   
 1.3.1　寬帶網(wǎng)絡分類　7                   
 1.3.2　寬帶網(wǎng)絡基本技術　11                   
                   
 第二章　通信網(wǎng)絡傳輸交換技術的演變　16                   
 2.1　引言　16                   
 2.2　話音通信與電話交換網(wǎng)　16                   
 2.3　數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)的演變　19                   
 2.3.1　利用電話網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸　20                   
 2.3.2　電路交換式數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)　21                   
 2.3.3　報文交換與分組交換式數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)　24                   
 2.4　幀中繼——快速分組交換網(wǎng)　30                   
 2.4.1　幀中繼的產(chǎn)生　30                   
 2.4.2　幀中繼　31                   
 2.4.3　幀中繼的幀結構　32                   
 2.4.4　幀中繼業(yè)務　33                   
 2.4.5　幀中繼的參考模型　34                   
 2.4.6　幀中繼的應用　35                   
 2.5　ATM——寬帶傳輸交換技術　39                   
 2.5.1　寬帶綜合業(yè)務網(wǎng)的產(chǎn)生及業(yè)務分類　39                   
 2.5.2　寬帶ISDN業(yè)務對傳輸交換技術的要求　46                   
 2.5.3　ATM——寬帶傳輸交換技術　49                   
 2.6　寬帶信息傳輸與交換新技術　55                   
 2.6.1　ATM與IP　55                   
 2.6.2　IP交換技術　61                   
 2.6.3　標記交換技術　68                   
 2.6.4　ATM上的傳統(tǒng)IP技術　72                   
 2.6.5　ATM局域網(wǎng)仿真LANE技術　75                   
 2.6.6　MPOA 技術　81                   
 2.7　基于路由的聚合IP交換技術——ARIS　87                   
 2.8　MPLS——寬帶網(wǎng)絡傳輸交換技術的統(tǒng)一　93                   
 2.8.1　MPLS的提出及其標準化工作　94                   
 2.8.2　MPLS工作原理　97                   
 2.8.3　MPLS的功能特征　99                   
 2.8.4　MPLS技術特點及優(yōu)勢　100                   
 2.8.5　MPLS的性能表示　103                   
 2.8.6　IPOA. MPOA. LANE. IP Switching. ARIS. Tag Switching與MPLS的比較　107                   
 2.9　小結　109                   
                   
 第三章　MPLS網(wǎng)絡體系結構　117                   
 3.1　概述　117                   
 3.2　MPLS 技術發(fā)展動力　120                   
 3.2.1　MPLS核與路由器核的比較　120                   
 3.2.2　MPLS核與ATM核. 幀中繼核的比較　124                   
 3.3　MPLS網(wǎng)絡的基本運作機制　124                   
 3.4　MPLS基礎　128                   
 3.4.1　MPLS中的基本路由方法　128                   
 3.4.2　標簽與轉發(fā)等價類(FEC)　130                   
 3.4.3　MPLS封裝　133                   
 3.4.4　標簽交換路由器(LSR)與標簽邊緣交換路由器(LER)　134                   
 3.4.5　標簽分發(fā)協(xié)議LDP　136                   
 3.4.6　標簽分發(fā)處理程序　140                   
 3.4.7　標簽交換路徑LSP　150                   
 3.5　第二層與第三層轉發(fā)　156                   
 3.6　MPLS網(wǎng)絡擴展性　158                   
 3.7　MPLS聚合與流合并　159                   
 3.8　MPLS環(huán)路處理　165                   
 3.8.1　環(huán)路處理的必要性　165                   
 3.8.2　環(huán)路處理方法　166                   
 3.9　MPLS與多路徑路由　172                   
 3.10　MPLS的組播　173                   
 3.11　層次化結構的MPLS網(wǎng)絡運作　174                   
 3.11.1　MPLS分層操作所要求的組件　175                   
 3.11.2　MPLS使用層次結構的一些限制　176                   
 3.11.3　MPLS的分層結構與路由分層結構的關系　177                   
 3.12　基于傳統(tǒng)ATM技術的 MPLS系統(tǒng)運作　179                   
 3.13　MPLS網(wǎng)絡操作與管理　180                   
 3.14　小結　181                   
                   
 第四章　標簽　185                   
 4.1　標簽的相關概念　185                   
 4.1.1　標簽的定義　185                   
 4.1.2　標簽的語意　186                   
 4.1.3　標簽的粒度　188                   
 4.1.4　標簽空間　190                   
 4.1.5　標簽空間的使用和標簽的唯一性　190                   
 4.1.6　標簽堆?！?91                   
 4.2　標簽的操作　193                   
 4.2.1　下一跳標簽轉發(fā)入口NHLFE　194                   
 4.2.2　標簽綁定與標簽映射　194                   
 4.2.3　標簽賦值　195                   
 4.2.4　標簽封裝和標簽編碼　198                   
 4.2.5　標簽分發(fā)　202                   
 4.2.6　標簽清除　207                   
 4.2.7　標簽保持(Label Retention)　207                   
 4.2.8　標簽轉換　209                   
 4.2.9　標簽合并　211                   
 4.3　小結　215                   
                   
 第五章　標簽分發(fā)協(xié)議(LDP)　217                   
 5.1　引言　217                   
 5.1.1　LDP概述　217                   
 5.1.2　LDP對等層及LDP會話消息　217                   
 5.1.3　LDP錯誤處理　218                   
 5.2　LDP操作過程　219                   
 5.2.1　FEC——轉發(fā)等價類　219                   
 5.2.2　標簽空間. LDP標識. 會話與傳輸　220                   
 5.2.3　LDP對等層的偵測　222                   
 5.2.4　LDP會話的建立與維護　223                   
 5.2.5　會話初始化的狀態(tài)機描述　225                   
 5.2.6　標簽分發(fā)與管理　228                   
 5.2.7　LDP標識與下一跳地址　231                   
 5.2.8　循環(huán)探測與預防　231                   
 5.3　LDP協(xié)議規(guī)范　235                   
 5.3.1　LDP消息處理程序　236                   
 5.3.2　LDP消息　245                   
 5.3.3　LDP消息的處理　247                   
 5.4　LDP操作的狀態(tài)機描述法　251                   
 5.4.1　不具VC合并能力的LDP狀態(tài)機　251                   
 5.4.2　具有VC合并能力的LDP狀態(tài)機　258                   
 5.5　LDP的應用　264                   
 5.6　小結　266                   
                   
 第六章　MPLS網(wǎng)中應用的路由技術　271                   
 6.1　概述　271                   
 6.2　路由信息選擇協(xié)議(RIP)　273                   
 6.2.1　距離矢量路由算法　274                   
 6.2.2　RIP路由表　279                   
 6.2.3　RIP消息格式　279                   
 6.2.4　RIP工作過程　281                   
 6.2.5　RIP的改進　282                   
 6.3　內(nèi)部網(wǎng)關路由協(xié)議(IGRP)　282                   
 6.3.1　IGRP基礎　283                   
 6.3.2　IGRP特性　285                   
 6.3.3　增強型IGRP協(xié)議　287                   
 6.4　開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議　291                   
 6.4.1　最短路徑優(yōu)先算法SPF簡介　292                   
 6.4.2　OSPF的特點　293                   
 6.4.3　OSPF基本原理　294                   
 6.4.4　OSPF分組格式　295                   
 6.4.5　OSPF的路由層次　298                   
 6.5　外部網(wǎng)關協(xié)議(EGP)　301                   
 6.5.1　EGP分組格式　303                   
 6.5.2　EGP消息類型　304                   
 6.5.3　EGP的應用及局限性　308                   
 6.6　邊界網(wǎng)關協(xié)議(BGP)　310                   
 6.6.1　BGP技術基礎　310                   
 6.6.2　BGP協(xié)議的操作　312                   
 6.6.3　BGP路由　312                   
 6.6.4　BGP消息類型　315                   
 6.6.5　BGP消息格式　316                   
 6.7　距離矢量組播路由協(xié)議　320                   
 6.7.1　DVMRP基礎　321                   
 6.7.2　DVMRP隧道技術　323                   
 6.7.3　DVMRP路由算法：TRPB　325                   
 6.7.4　DVMRP路由信息的發(fā)送　327                   
 6.7.5　DVMRP路由信息的接收　328                   
 6.7.6　DVMRP本地組成員　329                   
 6.7.7　DVMRP轉發(fā)算法　330                   
 6.8　協(xié)議無關組播路由協(xié)議PIM　333                   
 6.8.1　協(xié)議無關組播協(xié)議——密集模式　333                   
 6.8.2　協(xié)議無關組播協(xié)議——稀疏模式　337                   
 6.9　下一跳地址解析協(xié)議　342                   
 6.9.1　NHRP工作原理簡述　343                   
 6.9.2　NHRP應用　346                   
 6.9.3　NHRP配置　347                   
 6.9.4　NHRP分組格式　347                   
 6.9.5　NHRP協(xié)議操作的一些考慮　352                   
 6.9.6　討論　354                   
 6.10　資源預留協(xié)議　356                   
 6.10.1　RSVP數(shù)據(jù)流　359                   
 6.10.2　預約模式　360                   
 6.10.3　預約風格　362                   
 6.10.4　RSVP協(xié)議機制　363                   
 6.10.5　RSVP隧道　367                   
 6.10.6　RSVP分組格式　367                   
 6.10.7　RSVP消息循環(huán)的避免　370                   
 6.11　小結　371                   
                   
 第七章　標簽交換路徑(LSP)　373                   
 7.1　標簽交換路徑概述　373                   
 7.2　LSP中倒數(shù)第二跳標簽彈?！?76                   
 7.3　LSP建立的控制模式：有序與獨立　377                   
 7.4　LSP路由選擇　378                   
 7.5　LSP隧道　381                   
 7.6　BGP邊界路由器間的LSP隧道　383                   
 7.7　基于約束的LSP　386                   
 7.7.1　基于約束的路由　386                   
 7.7.2　LDP在實現(xiàn)CR-LSP時的一些修正——CRLDP　389                   
 7.8　利用RSVP建立隧道式LSP　395                   
 7.8.1　基本RSVP的擴展　396                   
 7.8.2　RSVP LSP隧道的創(chuàng)建　397                   
 7.8.3　RSVP LSP隧道的重選路由　398                   
 7.9　標簽交換路徑LSP的故障檢測及保護　400                   
 7.9.1　LSP失效檢測　400                   
 7.9.2　LSP的保護與恢復　403                   
 7.10　LSP的快速重選路由　405                   
 7.10.1　備份路徑安排　406                   
 7.10.2　LSP的1:1保護　408                   
 7.10.3　LSP的1:N保護　409                   
 7.10.4　帶寬預留的考慮　409                   
 7.11　LSP的循環(huán)控制方法：螺線法　409                   
 7.11.1　螺線法基本原理　409                   
 7.11.2　螺線算法的應用　415                   
 7.11.3　“螺線”算法與路徑矢量算法的比較　421                   
 7.12　組播LSP　422                   
 7.13　小結　426                   
                   
 第八章　MPLS網(wǎng)絡的QoS控制　431                   
 8.1　QoS概念及實現(xiàn)　432                   
 8.2　QoS資源控制與管理技術　437                   
 8.2.1　連接接納控制與業(yè)務整形　437                   
 8.2.2　QoS選路和資源預留　442                   
 8.2.3　基于QoS的傳輸調度與擁塞控制　446                   
 8.3　MPLS網(wǎng)絡中QoS的實現(xiàn)方案　450                   
 8.3.1　綜合服務模型　450                   
 8.3.2　綜合服務模型在MPLS網(wǎng)絡中的實現(xiàn)　452                   
 8.3.3　差分服務模型　454                   
 8.4　MPLS 網(wǎng)絡中的QoS LSP管理　468                   
 8.4.1　會話控制層　470                   
 8.4.2　核心管理層CM　471                   
 8.4.3　核心傳輸層　472                   
 8.4.4　MPLS QoS LSP管理實例：會話處理過程　473                   
 8.5　MPLS網(wǎng)絡資源管理　477                   
 8.6　小結　480                   
                   
 第九章　MPLS流量工程　483                   
 9.1　流量工程概述　483                   
 9.1.1　為什么要使用流量工程　483                   
 9.1.2　流量工程性能目標　485                   
 9.1.3　流量工程性能優(yōu)化控制　487                   
 9.1.4　不同服務類型的流量工程要求　488                   
 9.2　基于傳統(tǒng)路由器核的 Internet流量工程技術　489                   
 9.2.1　傳統(tǒng)路由控制技術的局限性　490                   
 9.2.2　IP/ATM重疊模型解決Internet流量工程　492                   
 9.3　MPLS流量工程技術基礎　496                   
 9.3.1　為什么選用MPLS實現(xiàn)流量工程　496                   
 9.3.2　抽象MPLS模型圖的導入與流量工程基本問題表述　498                   
 9.3.3　基于MPLS流量工程的增強能力　498                   
 9.3.4　流量中繼主干線的屬性及特點　499                   
 9.3.5　雙向流量中繼主干線　499                   
 9.3.6　流量中繼主干線上的基本操作　500                   
 9.3.7　流量中繼主干線的基本流量工程屬性　500                   
 9.3.8　基于約束的路由　506                   
 9.3.9　實現(xiàn)MPLS流量工程的信令選擇　508                   
 9.4 MPLS流量工程組成部件　516                   
 9.5　MPLS流量工程使用示例——Cisco流量工程解決方案　520                   
 9.5.1 Cisco MPLS流量工程運作機理　521                   
 9.5.2 SPF算法在實現(xiàn)流量工程時的改進：對SPF算法的增強　522                   
 9.5.3 使用可配置的隧道度量方式對SPF運算進行增強　524                   
 9.5.4 對IS-IS路由協(xié)議的新拓展　527                   
 9.5.5 Cisco路由器MPLS流量工程實現(xiàn)配置命令　530                   
 9.6　小結　531                   
                   
 第十章　MPLS技術在幀中繼網(wǎng)絡中的應用　535                   
 10.1　綜述　535                   
 10.2 MPLS技術應用于幀中繼中的一些專用術語　535                   
 10.3　幀中繼交換機用作 LSR時的一些特性　536                   
 10.4　FR-LSR中的標簽封裝　537                   
 10.5　幀中繼標簽交換的處理　539                   
 10.5.1 DLCI的使用　539                   
 10.5.2 同類LSP與異類LSP　539                   
 10.5.3 幀中繼標簽交換網(wǎng)的環(huán)路防止與控制　540                   
 10.6　幀中繼標簽交換控制部件　549                   
 10.7　FR-LSR中的標簽分配和標簽維護程序　550                   
 10.7.1 邊緣LSR的行為　550                   
 10.7.2 FR-LSR中標簽空間的有效利用　553                   
 10.8　MPLS幀中繼網(wǎng)絡中的 LDP消息規(guī)范　554                   
 10.9　小結　556                   
                   
 第十一章　基于ATM的 MPLS網(wǎng)絡互聯(lián)　558                   
 11.1　概述　558                   
 11.2　MPLS與ATM的融合　565                   
 11.2.1 將ATM的VC交換機用作LSR　567                   
 11.2.2 ATM VP交換機用作LSR　578                   
 11.2.3 MPLS與ATM的“夜行船”操作　582                   
 11.2.4 基于ATM連接的VCID通告　588                   
 11.2.5 VC池　591                   
 11.2.6 IP地址解析和MPLS的ATM信令　593                   
 11.3　基于ATM實現(xiàn)的MPLS可擴充性　597                   
 11.3.1 VPI/VCI的使用　597                   
 11.3.2 網(wǎng)絡尺寸　599                   
 11.3.3 基于要求/基于請求的建立　600                   
 11.3.4 虛標簽空間　600                   
 11.3.5 VP合并　601                   
 11.3.6 VC合并　601                   
 11.4　可進行VC合并的ATM LSR的性能　602                   
 11.4.1 可進行VC合并的MPLS交換體系結構　604                   
 11.4.2 VC合并的性能　605                   
 11.5　由ATM網(wǎng)向MPLS網(wǎng)的演進　609                   
 11.6　小結　615                   
                   
 第十二章　MPLS技術應用于虛擬專用網(wǎng)　619                   
 12.1　VPN概述　619                   
 12.1.1 什么是VPN　620                   
 12.1.2 VPN應用的要求　621                   
 12.1.3 VPN的結構　622                   
 12.2　VPN技術基礎－隧道技術　623                   
 12.2.1 VPN隧道協(xié)議的需求　623                   
 12.3　VPN結構　630                   
 12.3.1 FR和ATM VC構成的VPN 結構　630                   
 12.3.2 基于IP隧道的VPN結構　632                   
 12.3.3 GRE隧道　636                   
 12.4　利用MPLS 技術實現(xiàn)VPN　638                   
 12.4.1 MPLS VPN結構　639                   
 12.4.2 MPLS技術對IP擴展頭問題的解決　643                   
 12.4.3 MPLS VPN安全性　644                   
 12.4.4 MPLS VPN實例　646                   
 12.5　IP+ATM核心網(wǎng)中的VPN的結構　648                   
 12.6　MPLS接入VPN　649                   
 12.6.1 撥號接入(模擬線路或ISDN)　650                   
 12.6.2 DSL接入　650                   
 12.6.3 Cable接入　652                   
 12.6.4 移動(無線)IP接入　653                   
 12.6.5 FR/ATM接入　654                   
 12.6.6 傳統(tǒng)的租用線路接入　654                   
 12.7　小結　654                   
                   
 第十三章　基于MPLS的話音業(yè)務　658                   
 13.1　發(fā)展背景和動力　658                   
 13.2　VoMPLS參考模型　659                   
 13.2.1 參考模型的組成和功能　659                   
 13.2.2 VoMPLS的數(shù)據(jù)平面　663                   
 13.2.3 VoMPLS的控制平面　663                   
 13.3　VoMPLS的應用　664                   
 13.3.1 網(wǎng)關間的連接　664                   
 13.3.2 MPLS上的電路仿真　665                   
 13.3.3 低速鏈路上的VoMPLS　665                   
 13.3.4 VoMPLS的語音流量工程　665                   
 13.3.5 用MPLS實現(xiàn)端到端的QoS　667                   
 13.4　VoMPLS對呼叫控制協(xié)議的要求　669                   
 13.5　VoMPLS的語音服務要求　672                   
 13.6　小結　673                   
                   
 第十四章　MPLS網(wǎng)絡管理與維護　675                   
 14.1　引言　675                   
 14.2　OSI網(wǎng)絡管理標準簡介　675                   
 14.2.1 OSI網(wǎng)絡管理框架　677                   
 14.2.2 OSI管理信息結構(SMI)　682                   
 14.2.3 公共管理信息服務和協(xié)議(CMIS/CMIP)　683                   
 14.2.4 OSI系統(tǒng)管理　683                   
 14.2.5 OSI在電信網(wǎng)絡管理中的應用：電信管理網(wǎng)(TMN)　687                   
 14.2.6 OSI在因特網(wǎng)管理中的應用：簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議(SNMP)　690                   
 14.3　簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議(SNMP)　691                   
 14.3.1 SNMP的發(fā)展　691                   
 14.3.2 SNMP原理　692                   
 14.3.3 管理信息結構(SMI)　694                   
 14.3.4 SNMP管理信息庫(MIB)　701                   
 14.3.5 SNMP協(xié)議　702                   
 14.3.6 SNMP第三版(SNMPv3)　705                   
 14.4　MPLS網(wǎng)絡管理面臨的挑戰(zhàn)　707                   
 14.5　MPLS網(wǎng)絡管理體系結構　708                   
 14.5.1 通用交換機管理協(xié)議(GSMP)　708                   
 14.5.2 鏈路管理協(xié)議(LMP)　711                   
 14.6　MPLS網(wǎng)絡管理信息庫　712                   
 14.6.1 MPLS標簽交換路由器MIB　712                   
 14.6.2 MPLS標簽分發(fā)協(xié)議MIB　715                   
 14.6.3 MPLS流量工程MIB　718                   
 14.6.4 MPLS數(shù)據(jù)包分類MIB　721                   
 14.6.5 MPLS差分服務體系結構MIB　722                   
 14.6.6 組播源發(fā)現(xiàn)MIB　727                   
 14.6.7 通用交換機管理協(xié)議MIB　728                   
 14.6.8 第二層隧道協(xié)議(L2TP)MIB　728                   
 14.7　MPLS網(wǎng)絡操作和維護(OAM)　729                   
 14.7.1 OAM簡介　729                   
 14.7.2 MPLS OAM的標準化進程　730                   
 14.7.3 MPLS中OAM功能的要求　730                   
 14.7.4 MPLS的OAM功能舉例　731                   
 14.7.5 MPLS OAM工具介紹　732                   
 14.7.6 ICMP的擴展　734                   
 14.7.7 MPLS OAM數(shù)據(jù)包定義　738                   
 14.8　小結　739                   
                   
 附錄A　IETF有關MPLS的相關草案文檔　743                   
                   
 附錄B　MPLS專用術語簡析　751                   
                   
 附錄C　英文縮略語索引　758