RFC3270MPLS对差分服务的支持.docx
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RFC3270MPLS对差分服务的支持
NetworkWorkingGroupF.LeFaucheur,Editor
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3270L.Wu
Category:
StandardsTrackB.Davie
CiscoSystems
S.Davari
PMC-SierraInc.
P.Vaananen
Nokia
R.Krishnan
AxiowaveNetworks
P.Cheval
Alcatel
J.Heinanen
SongNetworks
May2002
MPLS对差分服务的支持
本备忘录状态
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版权声明
版权所有（C）因特网协会（2002年）。
保留所有权利。
摘要
本文定义了一个灵活的解决方案通过MPLS网络支持差分服务（Diff-Serv）。
这个方案允许MPLS网络管理人员选择Diff-Serv的行为聚集如何映射到标签交换路径（LSP）上以使他/她在其特定的网络中能最佳匹配Diff-Serv，流量工程和保护目标。
Forinstance,thissolutionallowsthenetwork例如，这个方案允许网络管理人员决定映射不同的行为聚集到相同的LSP或是不同的LSP。
部分术语的翻译
BehaviorAggregate（BA）：
行为聚集
DifferentiatedServices（Diff-Serv）：
差分服务
TrafficEngineering：
流量工程
dropprecedence：
丢弃优先级
目录
1简介5
1.1术语5
1.2由EXP决定PSC的LSP（E-LSP）7
1.3只由标签决定PSC的LSP（L-LSP）7
1.4全部的操作8
1.5标签和FEC之间的关系8
1.6为E-LSP和L-LSP保留带宽8
2Diff-ServLSR的标签转发模型和隧道模型9
2.1Diff-ServLSR的标签转发模型9
2.2输入PHB决策10
2.2.1标签堆栈项作为输入PHB决策10
2.2.2IP报头作为输入PHB决策10
2.3输出PHB决策及可选的流量调节10
2.4标签转发10
2.5编码Diff-Serv信息到封装层11
2.5.1编码Diff-Serv信息到传送标签项11
2.5.2编码Diff-Serv信息到传送IP报头11
2.6MPLS上Diff-Serv隧道模式12
2.6.1Diff-Serv隧道模式12
2.6.2管道模型（PipeModel）12
2.6.3统一模型（UniformModel）15
2.6.4分层17
3E-LSP的详细操作17
3.1E-LSP的定义17
3.2为输入E-LSP填充`封装-->PHB映射`18
3.2.1预先配置`EXP<-->PHB映射'18
3.3在输入E-LSP上的输入PHB决策18
3.4为输出E-LSP填充`PHB设置-->封装的映射'18
3.4.1`PHB-->EXP映射`18
3.4.2`PHB-->CLP映射'19
3.4.3`PHB-->DE映射'19
3.4.4`PHB-->802.1映射'20
3.5编码Diff-Serv信息到输出E-LSP封装层20
3.5.1`PHB-->EXP映射'21
3.5.2`PHB-->CLP映射'21
3.5.3`PHB-->DE映射'21
3.5.4`PHB-->802.1映射'21
3.6E-LSP的合并21
4L-LSP的详细操作22
4.1L-LSP的定义22
4.2为输入L-LSP填充`封装-->PHB映射`22
4.2.1`EXP-->PHB映射'22
4.2.2`CLP-->PHBmapping'23
4.2.3`DE-->PHBmapping'24
4.3在输入L-LSP上输入PHB决策24
4.3.1`EXP-->PHBmapping'25
4.3.2`CLP-->PHBmapping'25
4.3.3`DE-->PHBmapping'25
4.4为输出L-LSP填充`SetofPHB-->Encapsmappings'25
4.4.1`PHB-->EXPmapping'25
4.4.2`PHB-->CLPmapping'26
4.4.3`PHB-->DEmapping'26
4.4.4`PHB-->802.1mapping'27
4.5在输出L-LSP上编码Diff-Serv信息到封装层27
4.6L-LSP合并27
5支持Diff-Serv的RSVP扩展27
5.1Diff-Serv相关RSVP信息格式27
5.1.1PathMessageFormat28
5.2DIFFSERV对象28
5.2.1一个E-LSP的DIFFSERV对象:
28
5.2.2一个L-LSP的DIFFSERV对象:
30
5.3处理DIFFSERV对象30
5.4不支持DIFFSERV对象的处理32
5.5Diff-Serv的错误码32
5.6Intserv服务类型32
6LDP支持Diff-Serv的扩展33
6.1Diff-ServTLV33
6.2Diff-Serv状态码值35
6.3Diff-Serv相关的LDP消息35
6.3.1标签请求消息35
6.3.2标签映射消息35
6.3.3标签释放消息36
6.3.4通知消息36
6.4Diff-ServTLV的处理37
6.4.1Diff-ServTLV在下游自主模式下的处理37
6.4.2Diff-ServTLV在下游按需模式下的处理38
6.5不支持Diff-ServTLV的处理39
6.6带宽信息39
7MPLS在PPP,LAN,Non-LC-ATM和Non-LC-FR接口上支持Diff-Serv39
8MPLS在LC-ATM接口上支持Diff-Serv39
8.1ATM业务类的使用和业务管理机制39
8.2LSR实现LC-ATM接口40
9MPLS在LC-FR接口上支持Diff-Serv40
9.1帧中继业务参数的使用和业务管理机制40
9.2LSR实现LC-FR接口40
10IANA的考虑41
11安全的考虑41
12答谢41
附录A.部署情景例子41
A.1情景1:
8个（或更少）BA,没有流量工程,没有MPLS保护42
A.2情景2:
多于8个BA,没有流量工程,没有MPLS保护42
A.3情景3:
8个（或更少）BA,聚集流量工程,聚集MPLS保护43
A.4情景4:
每个OA的流量工程/MPLS保护43
A.5情景5:
8个（或更少）BA,每个OA上支持流量工程/MPLS保护44
A.6情景6:
在8个BA上不支持流量工程/MPLS保护，在其它BA上支持每个OA一个流量工程/MPLS保护44
A.7情景7:
多于8个BA,无量工程,无MPLS保护45
附录B.带宽保留情景的例子45
B.1情景1:
无带宽保留45
B.2情景2:
每个PSC准入控制的带宽保留46
B.3情景3:
每个PSC的准入控制的带宽保留和每个PSC的资源调整46
参考文献46
作者地址50
完整的版权陈述54
1简介
在一个MPLS域[MPLS_ARCH]，当数据流通过相同的路径，可以使用MPLS信号协议建立一条标签交换路径（LSP）。
在入口标签交换路由器（LSR）上，每个报文指派一个标签并传送到下游。
沿着LSP的每LSR上，使用标签转发报文到下一跳。
在差分服务（Diff-Serv）域[DIFF_ARCH]，穿过一个链接并需要相同的Diff-Serv行为的所有的IP报文构成一个行为聚集（BA）。
在Diff-Serv域的入口节点，报文被分类并被标记一个相应行为聚集的Diff-Serv代码点（DSCP）。
在每个转发节点上，使用DSCP选择决定调度处理的每一跳行为（PHB），在一些情况下，也决定每个报文的丢包率。
本文详细说明在MPLS网络支持目前PHB（在[DIFF_HEADER],[DIFF_AF],[DIFF_EF]）中相应的Diff-Serv行为聚集的解决方案。
这个方案也为轻松支持PHB未来可能的定义提供了灵活性。
这个方案依赖两种类型LSP的组合使用：
●可运送多个有序聚集体（OA）的LSP，以使MPLSSHIM报头中EXP字段向LSR表达适用于这个报文的PHB。
（包括报文调度处理及它的丢包率）。
●只运送单个有序聚集体（OA）的LSP，以使报文的调度处理可以被LSR从报文的标签值完全推断出来，而报文的丢包处理由MPLSSHIM报头中EXP字段来转达或者在encapsulatinglinklayerspecificselectivedropmechanism（ATM,封装链路层指定丢机制的选择（ATM，帧中继，802.1）。
正如[DIFF_HEADER]提到的，“服务提供者在他们的网络中无需使用相同的节点机制或配置来启动差分服务，并且可以自由的配置节点参数到任何方式以恰当的提供他们的服务和实现流量工程目标”。
因而，本文定义的这个方案赋予服务提供者在他们的域中选择Diff-Serv的服务等级（CoS）如何路由或流量工程的灵活性（例如，不同的CoS经由不同的LSP和不同的路由来支持，所有的CoS通过相同的LSP和路由来支持）。
因为MPLS是基于路径的，当拓扑改变时，它可能提供比传统的逐跳路由IP系统更快和更可预见的保护和恢复能力。
在本文中我们称之为“MPLS保护”。
尽管这些能力和相关的机制超出了本文的范围，我们要注意他们可能给不同的LSP提供不同级别的保护。
既然目前这个方案允许服务提供者选择Diff-Serv的CoS如何映射到LSP，这个方案也赋予服务提供者在不同Diff-Serv的CoS上保护级别的灵活性（例如，有些CoS可以在保护的LSP中支持而其它一些CoS可以在未保护的LSP中支持）。
进而，通过一个转发等价类（FEC）[MPLS_ARCH]的多个LSP，本文这个方案详述获得标签空间的保护和减少标签建立/拆毁信号量。
这个规则说明书允许在MPLS网络中支持IPv4和IPv6流量的差分服务。
本文只描述单播的操作。
多播的支持在以后研究。
本文描述的方案不排除信令方式（signaled）或配置使用EXP位来在MPLS上同时地支持显式拥挤通知[ECN]和Diff-Serv。
然而，在MPLS环境下支持ECN的技术超出本文的范围。
1.1术语
本文所用关键字“必须”、“不得”、“要求”、“应”、“不应”、“需”、“不可”、“推荐”、“可以”和“可选”参见RFC2119的解释。
假定读者已经熟悉在[MPLS_ARCH],[MPLS_ENCAPS],[MPLS_ATM],[MPLS_FR]中的下列术语。
FECForwardingEquivalencyClass，转发等价类
FTNFEC-To-NHLFEMap，FEC到NHLFE的映射
ILMIncomingLabelMap，入口标签映射
LC-ATMLabelSwitchingControlled-ATM（interface），ATM标签交换控制（接口）
LC-FRLabelSwitchingControlled-FrameRelay（interface）,帧中继标签交换控制（接口）
LSPLabelSwitchedPath，标签交换路径
LSRLabelSwitchRouter，标签交换路由器
MPLSMulti-ProtocolLabelSwitching，多协议标签交换
NHLFENextHopLabelForwardingEntry，下一跳标签转发项
假定读者已经熟悉在[DIFF_ARCH],[DIFF_HEADER],[DIFF_AF],[DIFF_EF]中的下列术语。
AFAssuredForwarding，保证转发
BABehaviorAggregate，行为聚集
CSClassSelector，分类选择开关
DFDefaultForwarding，缺省转发
DSCPDifferentiatedServicesCodePoint，差分服务代码点
EFExpeditedForwarding，加速转发
PHBPerHopBehavior，逐跳行为
假定读者已经熟悉在[DIFF_NEW]中的下列术语。
OAOrderedAggregate.分类聚集，一组共享分类约束的行为聚集。
PSCPHBSchedulingClass.PHB的调度类。
PHB的设置，可能是一个或多个，PHB用于属于同一个给定OA的BA。
例如，AF1x是一个包括AF11，AF12和AF13的PHB的PSC。
EF是由单一PHB组成的PSC的例子，EFPHB。
还使用下列缩写：
CLPCellLossPriority，信元丢弃优先
DEDiscardEligibility,丢弃合格
SNMPSimpleNetworkManagementProtocol，简单网络管理协议
最后，在本文定义下列缩写：
E-LSPEXP-Inferred-PSCLSP
L-LSPLabel-Only-Inferred-PSCLSP
1.2由EXP决定PSC的LSP（E-LSP）
一个单一的LSP可以用于支持一个或多个OA。
这样的LSP在一个给定的FEC上最多支持8个BA，无论这些BA上跨越多少个OA。
在这样的LSP上，LSR使用MPLSSHIM报头中的EXP字段来决定报文的PHB。
这包括PSC和丢弃优先级。
既然在LSP运送报文的PSC由该报文的EXP字段决定，我们称这样的LSP为“由EXP决定PSC的LSP”（E-LSP）。
一个这样给定LSP的EXP字段到PHB的映射（PSC和丢弃优先级），或者是建立标签的明确协商，或者依赖预先配置的映射。
E-LSP的详情操作在下面第3节详细说明。
1.3标签决定PSC的LSP（L-LSP）
一个单独的LSP可以通过一对建立。
在这样的LSP上，PSC是建立标签时的明确协商，因此标签建立后，LSR可以从标签值独立的推断出应用到标签报文的PSC。
当使用SHIM报头时，LSR应用到标签报文的丢弃优先级，是由标签报文内部MPLSSHIM报头使用的EXP字段传送的。
当不使用SHIM报头（例如，ATM上的MPLS），LSR应用到标签报文的丢弃优先级在链接层报头封装内部使用链接层丢弃优先级字段（例如，ATMCLP）。
我们称这样的LSP为“由标签决定PSC的LSP”（L-LSP），既然PSC可以完全从标签中推断出而不用其它任何信息（例如，不关心EXP字段的值）。
L-LSP的详情操作在下面第4节详细说明。
1.4全部的操作
对一个给定的FEC，并且除非应用下面第7，8和9节标明的媒质特定的限制，这个规则说明书在MPLSDiff-Serv域中允许下列的任何一个的组合：
●零条或任何数量的E-LSP，以及
●零条或任何数量的L-LSP
就Diff-Serv的支持，流量工程和MPLS保护而言，为了最佳匹配他的/她的环境和目的，网络管理人员从一组允许的组合中选择实际的LSP组合并且在这些LSP的组合上选择如何实际上运送这个行为聚集。
选择这些组合的标准超出了本文的范围。
对一个给定的FEC，可能会使用不止一条LSP传送相同的OA，例如为了OA负载均衡的目的；然而为了遵守分类约束，一个给定细流的所有的报文，可能对应一个给定OA的多个BA，必须在同一个LSP上传输。
相反地，每条LSP必须有能力支持一个给定OA的所有（活动的）BA。
在附录A中提供开发情形的例子。
1.5标签和FEC之间的关系
[MPLS_ARCH]在第2.1节“概述”中说明：
‘有些路由器分析报文IP首部信息不仅仅是为了获取下一跳，还用首部中的信息来决定报文的优先级和服务类型。
从而对不同的报文选择不同的丢弃门限或者时间限制。
MPLS允许报文的优先级和服务类型完全的或者部分的信息可以从标签中获取，当然这不是必须的。
在这种情况下，你可以说一个标签表示的是一个FEC和优先级或者CoS的组合。
’
在这里，我们观察到：
●使用E-LSP，标签代表一个FEC和一组在E-LSP上传输的BA的组合。
所有支持的BA在一条E-LSP上传输，标签就代表整个FEC。
●使用L-LSP，标签代表一个FEC和一个OA的组合。
1.6为E-LSP和L-LSP保留带宽
无论使用那个标签绑定协议，用不用保留带宽，E-LSP和L-LSP都可以建立。
保留带宽建立E-LSP或L-LSP意味着在建立LSP时用协商LSP需要的带宽。
这样的协商带宽要求可能在建立时被LSR用来在Diff-Serv资源配置方式上为相应的PSC执行协商LSP准入控制（例如，通过配置SNMP或策略协议）。
这样的协商带宽要求在建立时可能也被LSR用来执行相关的PSC的Diff-Serv资源调整（例如，调整PSC调度权重）。
注意保留带宽建立E-LSP或L-LSP不表示每条LSP调度都是需要的。
既然本文中的E-LSP和L-LSP是为了支持差分服务的，转发处理的需求（调度和丢包策略）在适合的Diff-ServPHB中定义。
转发处理必须在LSR中适用于BA的粒度并且必须兼容相应的PHB规格。
当发出建立一条L-LSP协商带宽要求时，协商的带宽显然和L-LSP的PSC相关联。
因而，LSR使用协商带宽执行准入控制可能在Diff-Serv用于PSC的资源上执行准入控制（例如，在PSC的带宽保证上通过它的调度权重）。
当发出建立一条E-LSP协商带宽要求时，协商的带宽和整个LSP都有联系因此和一组运输PSC都有联系。
因而，LSR使用协商带宽执行准入控制可能要在PSC共享的全局资源上执行准入控制（例如，在链接的总体带宽）。
在附录B中提供不使用保留带宽情形和使用保留带宽情形的例子。
2Diff-ServLSR的标签转发模型和隧道模型
2.1Diff-ServLSR的标签转发模型
既然给定FEC的不同OA可能在不同的LSP上传输，Diff-ServLSR的标签交换决策完全地依赖于转发报文的BA。
同时，既然转发报文IP的DS字段可能到LSR不是直接可见的，应用到收到的报文上PHB的决定方式和应用到发送的报文上的PHB的编码，是和非MPLSDiff-Serv的路由器不同。
因而，为了描述Diff-ServLSR上的标签转发，我们建立LSRDiff-Serv标签交换行为的模型，由四个阶段组成：
●输入PHB决策（A）
●输出PHB决策及可选的流量调节（B）
●标签转发（C）
●编码Diff-Serv信息到封装层（EXP,CLP,DE,User_Priority）（D）
每个阶段在下面几节详细描述。
显然，为了加强Diff-Serv差分服务LSR必须应用相应于出口PHB的转发处理。
这个模型如下所示：
--Inc_label（s）（*）------------------------>I===I--Outg_label（s）（&）-->
\II\
\---->I===IICI\-->I===I--Encaps->
IAII===I--Outg_PHB->I===IIDI（&）
-Encaps->I===I--Inc_PHB->IBI\/->I===I
（*）I===I\--------+
\----Forwarding-->
Treatment
（PHB）
"Encaps"指在MPLS封装层的Diff-Serv相关的信息编码（例如，EXP字段，ATMCLP，帧中继DE，802.1User_Priority）。
（*）当LSR行为表现为MPLS入口节点，输入报文可能以非标签的方式接收。
（&）当LSR行为表现为MPLS出口节点，输出报文可能以非标签的方式发出。
在这里的这个模型描述Diff-ServLSR的功能操作并且不限制实际实现。
2.2输入PHB决策
这个阶段决定收到报文的BA（行为聚集）。
2.2.1标签堆栈项作为输入PHB决策
3.3和3.4节提供细节：
如何对一个给定收到的标签堆栈项和/或收到的输入MPLS的封装信息依赖输入LSP类型及依赖输入MPLS封装执行输入PHB决策。
2.6节提供细节：
输入PHB决策考虑哪个标签堆栈项依赖于支持Diff-Serv隧道模式。
2.2.2IP报头作为输入PHB决策
2.6节提供细节：
当IP报头作为输入PHB决策，依赖于支持Diff-Serv隧道模式。
在这些使用IP报头的情况下，这个阶段的操作正好就像使用非MPLSIPDiff-Serv路由器并且使用DS字段来决定输入PHB。
2.3输出PHB决策及可选的流量调节
流量调节阶段是可选的，并且可以用在LSR上运行的流量调节包括BA（行为聚集）的降级或晋级。
这超出了本文的范围。
为了在MPLS转发时指定Diff-Serv，我们单纯地注意到LSR实际上实施的及传送到下游LSR的PHB（称之为“输出PHB”），可能不同于前一LSR分配来这个报文的PHB（称之为“输入PHB”）。
当不使用流量调节阶段，“输出PHB”与“输入PHB”是非常一致的。
2.4标签转发
[MPLS_ARCH]描述了LSR是如何执行标签交换的，输入标签报文使用输入标签映射（ILM），而每个输入标签映射到一个或多个NHLFE。
[MPLS_ARCH]也描述了LSR如何在输入的非标签报文上用FEC到NHLFE映射（FTN）执行标签处理，而每个输入FEC映射到一个或多NHLFE。
标签的Diff-Serv上下文由组成如下：
●LSP类型（也说是，E-LSP或L-LSP）
●支持的PHB
●一个输入标签的`Encaps-->PHBmapping'
●一个输出标签的`SetofPHB-->Encapsmappings'
当前的规则说明书定义Diff-Serv上下文存储在每个输入标签的ILM中。
[MPLS_ARCH]说‘NHLFE可能也包含为了正确处理报文的任何其它信息’，依据这一点，当前的规则说明书定义每个交换或压入的输出标签的Diff-Serv上下文存储在NHLFE中。
Diff-Serv上下文信息在标签建立时就写入ILM和FTN中。
如果没有‘EXP<-->PHB的映射’的E-LSP相应的标签在建立LSP时明确的协商，‘支持的PHB’填入预先配置的‘EXP<-->PHB的映射
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