跨域MPLS VPN教育城域网的建设与研究

陈小银

国务院副总理刘延东（时任国务委员），在全国教育信息化工作电视电话会议上提出：“十二五”期间，要以建设好“三通两平台”为抓手，也就是“宽带网络校校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通”，建设教育资源公共服务平台和教育管理公共服务平台。教育信息化开始得到前所未有的关注，而教育信息化的前提是“宽带网络校校通”，当前许多地区已经或正在规划建设教育专用城域网。建设一个地市级或更广范围的专用网络，在当前财政管理及运营商垄断格局下不可避免会涉及跨域的问题，而目前MPLS VPN基本作为首选组网技术，不可避免要涉及跨域MPLS VPN的问题。

下文将根据本人实践经验对跨域MPLS L3 VPN教育城域网建设做以下研究。

在跨域MPLS L3 VPN的解决方案中有三种得到较广泛的认可并成为行业标准：即背靠背跨域、单跳MP-EBGP跨域、多跳MP-EBGP跨域三种。

1.背靠背跨域实现方法

背靠背跨域，两个ASBR边界路由器互为PE、CE。这种方案最为简单，就像同一AS中PE、CE间使用EBGP互联。两个ASBR边界路由器之间没有隧道，纯粹使用IP交换数据，每个AS内单独建立双层LSP隧道。

不同自治系统的ASBR通过基本的背靠背互连，对方都将对方当作自已的PE设备，自己作为对方的CE。两自治系统之间运行的EBGP路由仅完成基本的跨域路由交换。这种方案的优点是可以最大可能地保持原有自治系统的独立性。但是由于各自的ASBR必须承担PE的功能，这样设备的负担明显加重，对设备性能要求较高。

2.单跳MP-EBGP跨域实现方法

单跳MP-EBGP跨域，AS内构建正常的双层LSP隧道，ASBR之间构建单层或双层LSP隧道（取决于是否改变下一跳）。

VPN路由信息在使用MP-BGP传递过程中，只要下一跳有变化，那么就一定发生标签重新分配。在单跳MP-EBGP跨域中，ASBR向本自治系统的PE传递私网路由信息时，需要从两方面分析：一是ASBR向本自治系统的PE传递私网路由信息时，下一跳不改变;二是ASBR向本自治系统的PE传递私网路由信息时，下一跳改变为自己。

在不改变下一跳的情况下，那么PE接收的私网路由的下一跳就是对方的ASBR，这时会构建一条从本AS的PE到对方ASBR的双层LSP隧道，其中内层为标签由MPBGP分配，外层为公网隧道。在这种情况下，两个ASBR之间通过标签分发协议分发公网标签。另外，在两个ASBR上都会进行是标签交换操作，从而形成一个端到端的LSP隧道。

如果改变路由的下一跳，ASBR要重新分配标签，在AS内构建正常的PE到ASBR的双层隧道，其中内层为标签由MPBGP分配，外层为LDP分配标签的隧道。在ASBR之间为单层LSP隧道，标签由MPBGP分配。因为在两个ASBR处都重新分配过标签，所以在两个ASBR处都会有标签交换操作，从而把两个AS的隧道打通。

3.多跳MP-EBGP跨域实现方法

多跳MP-EBGP跨域，通过BGP邻居只要TCP可达就能建立起来并传递路由信息的特点，多跳MP-EBGP跨域的隧道建立变得非常简单，并更符合MPLS-VPN体系架构原则。私网信息从一端的PE到另一个AS的PE只经过一跳，私网信息的下一跳为另一AS内的PE，另一AS内的PE为私网路由分配标签，并且这个标签将一直保持不变。

我们看一下一个AS内的PE另一个AS内的PE的外层LSP是怎样建立的。首先，在同一个AS内的PE和ASBR之间，通过IGP协议，PE、ASBR互有对方的路由信息，所以ASBR和PE之间会通过正常的LDP协议形成一层LSP隧道。其次，不在同一个AS内的ASBR和PE，他们之间一定不会通过IGP协议得到对方的路由信息，这种情况下需在两个ASBR间通过扩展的EBGP协议传递给对方所需要的路由信息同时分配标签，这样，ASBR之间形成一层LSP，并在ASBR处形成标签标签交换区。最后，当路由信息传递到另一个AS时，这个AS内的ASBR和PE之间除正常的双层LSP隧道外，还需通过扩展的IBGP传送源AS的路由信息并分配标签。最终，这个AS内的PE到ASBR之间最终会有三层LSP隧道标签，最底层源端PE分配的标签，中间一层为这个AS内的ASBR分配的到达源端PE的标签，最外层为到达ASBR的标签（即正常LDP分配的标签）。这三段隧道通过在ASBR处的标签交换区连接起来，形成最终端到端LSP隧道。

不同方案之间具有各自鲜明的特点和应用场景。对应到基础教育城域网的建设有以下建议：如果一切都是新的从零开始规划，建议最好不要使用跨域模式，即所有系统都在同一个自治系统，这样知道背靠背跨域适用于VPN业务数量较少，教育城域网开展初期。当ASBR之间的链路受限，教育城域网VPN业务发展到一定阶段时，建议考虑单跳MP-EBGP跨域。多跳MP-EBGP跨域适合教育城域网VPN业务大规模发展时使用。