MPLS成爲主流組網技術的5大理由

我要講的已經不是一種預言,而是根據實際情況給網絡技術的初學者闡述一下網絡發展的脈絡及對應各方面的因素。現在我們在網上可以接觸到信息,其實對於初學者而言,較難直接吸收和理解,如所謂MPLS屬於第三代網絡架構,是新一代的IP高速骨幹網絡交換標準;融合路由器和ATM交換機;MPLS和移動IP;通過MPLS實現IP和DWM的無縫對接;MPLS實現2層、3層***.....諸如此類,給初學者帶來的均是模糊的概念,容易被搞暈乎了,進而產生不切實際的想法和迷信,對學習都是有害的。因此我嘗試着重從推理和技術發展的規律來說明問題。

在過去的20-30年裏,興起的技術有很多種,有些技術剛開始出來滿足了一些原來滿足不了的需求,得到吹捧,但最終還是會消亡的很多,我們不單純評判這些技術的價值,因爲在當時來說,使用了這些技術確實解決了問題或者開創了新的思路,肯定是有價值的,曾經有多少個局域網是使用Novell NetWare組建的,現在不用IPX,但當時確實是靠它解決了很多問題。很多技術都是因爲當時沒有成熟的標準,各個廠家只能各自開發各自的協議,後來形成標準化的協議,何嘗沒有廣泛吸收這些私有協議的優點和思路呢?今天很多“先進”的技術,其實在古老的被淘汰的技術上面也可看到相似的地方,它們之間前後響應的脈絡是很清晰的。我們看待技術,要從大歷史的眼光來看,不要落入所謂實用爲主的俗套;不去分析技術的起源原因,也勢必會使學習無法深入,到達精通的境地。這其實也就是爲什麼很多技術工程師都後面走不下去的原因,因爲原來對技術掌握就是表面的,因此每項技術對他而言都是全新,到後面學習跟不上,就被淘汰了。因此我們要講MPLS,並不是要講這個技術如何如何好,以前的技術如何如何不好,那是沒有意義的。總結起來說,MPLS會成爲組網的主流技術,也就是其中的關鍵類技術,但絕不是唯一的技術,請大家先仔細閱讀好這些,然後再看下面的。

MPLS會成爲組網的主流技術的原因,我在課程裏面也有多重的闡述和介紹,正好昨天剛編完《MPLS實驗操作手冊-第2冊》,再做個簡單的總結,使大家在學習前更清晰些:

一、當前網絡端口速率的瓶頸加速網絡結構的變化

網絡的物理端口從1Mbps、10Mbps、100Mbps、1Gbps、10Gbps,每次增長都是10倍速的,介質也從銅逐漸轉變光,但是到10Gbps這個速率之後,我們的網絡端口速率想再往上走,就遇到一個極大的瓶頸,根據之前的發展速度,10Gbps後面,應該是100Gbps,光纖的載波能力固然沒有問題,但是任何數據到最後進行處理的時候,都要轉換成電,因爲我們用的是“電”腦,CPU是電子CPU,也就是隻能處理“電”信號,而處理不了光信號。而電子計算機有一個極限,或者說光電轉換有一個極限,這個極限不是網絡廠家就可以解決的了。目前我們看到最新型的端口是40Gbps(OC-768),已經有產品出來,100Gbps的端口也許在3年內都無望看到具體的產品,也許最終會出來,但到此爲止,也仍沒有突破傳輸的瓶頸所在。真正要突破這個瓶頸,靠的是全光傳輸,全光交換,全光處理,光子CPU,也就是光腦。從電到光,不是量變,而是質變,我並非這方面的專家,只知道這些東西在概念上已經有了,硅谷新興的光網絡公司也是炙手可熱。

這些技術,怎麼時候廣泛可以被實際採用,我們做網絡的,不知道具體的日程表。而流量的增長,需求的增長,則是做網絡技術的人直接面對着的,斷口速率發展即使停了,流量增長的需求卻不會停;我們無法解決光轉電的瓶頸,但是我們可以改變網絡的結構,以最大化擴展網絡的性能和處理能量。這其實就是MPLS成爲組網技術的大背景。MPLS實現的根本性目標:將一個大網做成1臺大交換機;“儘可能地交換少路由”;搶先一步,在光交換網絡成熟之前,滿足現在網絡建設的需求。傳統的2層技術還無法實現這個目標,我們在講多層交換時,也闡述了將多層交換網絡全部遷移到全路由網的優勢,其實也爲進一步部署MPLS做好了準備。

二、MPLS和IP的結合

MPLS這項技術雖然沒有被稱爲“IP MPLS”,但實際中,卻完完全全是爲IP服務的;我們知道IP是現在網絡通訊的基礎,沒有任何一個國家的法律,要求通訊必需使用IP,但事實上的標準纔是最強大的。未來所有的網絡應用均基於IP是沒有疑義的,MPLS以IP爲服務對象,確保該項技術會得到最廣泛的吸納,或者反過來說也是成立的。以前ATM論壇提出一個7層模型,統一從桌面到交換到核心的網絡通信,但其中的網絡層就不是IP,這是該項技術並無法用來統一所有網絡的根本原因。今時今日,我們只把ATM看作一個2層協議,連物理層、網絡層都不算給它。

MPLS不管是和光集成、和ATM集成、和以太網集成,都脫離不了這個本質;這可以使現有網絡結構有充分的過渡空間,也充分支持和現有網絡並存。我們在講MPLS體系結構時,也不要把它當成建設一種全新的網絡來看待,而是完成網絡結構遷移所使用的技術。

由於充分地依賴於IP,MPLS可以方便的和各種成熟的技術結合,比如說BGP、OSPF、ISIS、IPv6、Multicast,不削弱、不排斥原來技術的應用,而是起到一個相輔相成的作用,可廣泛利用現有成熟協議,這是MPLS體系結構足夠強大,支撐起新一代網絡結構的有力保障。
三、以太網技術的一支獨秀
以太網和MPLS並非同一個層面的技術,但是MPLS的興起和以太網的興起有着莫大的關係。現在我們回過來看鏈路層面的技術,原來有Tokering、FDDI、ATM、Frame-relay、Ethernet,其中除了以太網仍在發展以外,其它各種技術要麼消失了,要麼完全停頓了;7年前,ATM向桌面推進,OC-0(45Mbps)比起10Mbps的以太網端口是快不少,但是成本也很高,直到快速以太網100Mbps推出,ATM網卡仍沒有得到廣泛使用,這徹底宣佈了桌面ATM的失敗,時至今日,以太網從100Mbps到1Gbps、到10Gbps、以及正在制定的100Gbps,其旺盛的發展勢頭已經使該項技術從桌面向匯聚,再進一步向骨幹延伸進去,從最早在局域網的應用,擴展到城域網、廣域網的應用。反觀ATM,ATM交換機大都死在在OC-12(622Mbps),不會再長大了。
從技術上說,以太網當然有缺陷,但是優點很明顯,每端口成本很低(100Mbps的網卡芯片不到1美金,差不多性能的ATM芯片不賣1000美金,廠家都會不爽)。IP也有很大的侷限,同樣的優點也很明顯。ATM設計的初衷是要取代IP,消滅以太網,設計裏面有很多好的東西,有其技術上的優勢,但不被市場接受。現在的事實就是以太網一枝獨秀,所有的廠家統統只會生產以太網的交換機。現在的現實就是以太網的一支獨秀。
本文第一個觀點講的是,如果在物理層就將問題徹底解決得很好,那麼便不會有MPLS的需求;同樣的如果在鏈路層能夠將問題解決得很好,也不會有MPLS的需求。MPLS的出現正是解決以太網的先天缺陷,以及完善IP的QoS和服務。以太網+MPLS+IP的組合,最大化了市場的接受度。
以太網最早的設計就是用於局域網的,通過劃分VLAN、QinQ這樣的技術,也可以實現***,但是總的來說其控制粒度很粗燥,不適應大規模的部署及組網,這是技術初學者也可以理解的,N多用戶在一個廣播域裏的話,這個網根本就沒法用。網絡的使用者(特別是不斷被廠家割肉的運營商),還是非常想買、極度渴望用很便宜的千兆、萬兆、10萬兆端口來組建網絡,並提供給儘可能多的用戶使用,怎麼辦?怎麼辦?MPLS!MPLS!這一切成爲了可能,於是乎大家奔走相告,皆大歡喜,阿彌陀佛!

四、MPLS要實現的不是代替原有的***

網上有一些言論,MPLS/***的實現起來很麻煩,還不如FR/ATM,一般用戶不會廣泛使用這種複雜的技術。所謂技術的複雜,對於懂的人,當然不會覺得複雜,集成的各項技術,都精通的人當然也少。但是我們從大歷史的眼光來看待技術的發展,那麼就會發現,技術越來越複雜,是專業分工發展的必然,我們現在用的操作系統的代碼數量就是DOS 6.0的無數倍,CPU的晶體管數量也是在暴漲中,越來越複雜;但是對於最終用戶,恰恰是用起來越來越簡單、功能越來越強、性能越來越好!打火機使用液化氣打火,古人用鑽木取火,前面的技術比後面的複雜,但是卻更簡便。

MPLS的體系結構當然也是這樣子的,專業的人會做專業的事情,以前最終用戶自己管網絡,或者說管主機、做開發的人兼管網絡,但以後,網絡規模很大,結構趨於複雜,當然就需要專業的人、精通的人來管了。不精專的技術人員,每隔幾年就要換代,淘汰一批,我們雖然不願意看到,但卻是發展的必然。

網上也有言論只有運營商才需要部署MPLS,運營商確實是使用MPLS最早的用戶,美國9大運營商已經有廣泛的MPLS商業應用,全世界運營商100%已經部署了MPLS,但這不是我們要談,運營商要提供***服務給客戶,但是大的企業、大的網絡也有***的需求,這種需求不是那種傳統的***的需求,傳統的***已經有很多種技術滿足需求。***只是MPLS的一種應用,上面講了,結構上的變化纔是需求MPLS的根本驅動。比如說國外的銀行買T640的有沒有?部署MPLS的有沒有?有!我們國內部署MPLS的很多地方,主要也是爲內部提供服務的,這裏面其實把運營商的概念泛化了,比如說大企業,經過專業分工的發展,會有核心的網絡管理團隊,把整個大網管起來,爲各個部門提供服務,就相當於一個內部的小“運營商”,現在沒有的,以後也會是這樣。幾年前我就到過幾個銀行做諮詢(替國外的公司去打單,賣軟件、硬件),給他們看看路由表,分析網絡、流量,那都是例行的,而聊到網絡結構發展引起內部人事的整合,沒有不正襟危坐的。


五、MPLS系由IETF發展

很多介紹性質的文字,講MPLS由Cisco等網絡大廠主導。但這是不對的,IETF纔是MPLS技術的主導者。IETF是一個工程師組織,負責制定互聯網技術的開放標準,雖然一般人不會把IETF稱作一個開源組織,但到目前爲止,仍是發展互聯網技術(下面3-4層)最爲權威的機構,IETF形成的很多文檔爲RFC(意見徵求書)均爲公開。IETF這種非政府、非官僚、非廠家,開放型的組織可以確保其長期發展完善各項技術。有很多由廠家開發的技術,由於標準化程度不高,最終是沒法推廣開來的,在以前,網絡設備的廠家可能會以擁有某項協議的自主知識產權爲榮,現在的形勢已經大變,如Cisco、Juniper這樣的廠家大都轉向嚴格保持和IETF公開標準一致的開發策略。

MPLS技術的發展和得到廣泛應用,其實和這點關係很大,假如不是IETF,該項技術也很難在多廠家混合的網絡環境中長期發展下去。MPLS體系結構裏面,涉及到的各項協議,也無一不是經過歷史考驗的標準化技術。這其實也成爲我們判斷某項技術會否得到廣泛使用的一個參考依據,能夠集合100個聰明人不斷研究改進的技術,比由1-2個人封閉式開發的技術得到廣泛運用的概率,相對來說會高些。

這也會影響我們學習方向和重點,一旦判定某些技術屬於廠家專有,並不會得到很廣泛的運用的情況下,可以瞭解即可,當有需要的時候,再看不遲,所謂抓大放小,把真正的大框架穩固住,這是技術學習者剛開始就應該領會的。



以上這幾點,或許對初學者加深對MPLS的理解和判斷會有一定的作用,真正把技術學好。歡迎討論。
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