论文导读：前言随着广域网(WAN)的应用需求不断增长，通信运营商竞争不断加剧，新的WAN的解决方案必须在降低实施、运营成本的同时，提供更快的响应时间、更好的服务质量（QoS）以及足够的安全性。VPN技术的出现，满足了市场需求。MPLS-VPN能够在提供原有VPN网络所有功能的同时，提供强有力的QoS能力，具有可靠性高、安全性高、扩展能力强、控制策略灵活以及管理能力强大等特点。通过BGP协议解决了这个问题。
关键词：VPN,MPLS,BGP,WAN
随着广域网(WAN)的应用需求不断增长，通信运营商竞争不断加剧，新的WAN的解决方案必须在降低实施、运营成本的同时，提供更快的响应时间、更好的服务质量（QoS）以及足够的安全性。VPN技术的出现，满足了市场需求。
传统的解决方案是采用搭建物理链路的专网，VPN采用在公共IP网络商构建企业IP虚拟专网。MPLS-VPN能够在提供原有VPN网络所有功能的同时，提供强有力的QoS能力，具有可靠性高、安全性高、扩展能力强、控制策略灵活以及管理能力强大等特点。
1．技术分析1:VPN虚拟专用网（VPN）被定义为通过一个公用网络（通常是因特网）建立一个临时的、安全的连接，是一条穿过混乱的公用网络的安全、稳定的隧道。
如此需要迫切解决的两个问题：
一：动态创建隧道。通过MPLS协议解决了这个问题。
二：路由冲突问题。通过BGP协议解决了这个问题。
2:MPLSMPLS（Multi Protocol Label Switch：多协议标签交换）提供了快速包转发和动态建立隧道的技术。论文大全。MPLS是基于标记的IP路由选择方法。这些标记可以被用来代表逐跳式或者显式路由，并指明服务质量(QoS)、虚拟专网以及影响一种特定类型的流量(或一个特殊用户的流量)在网络上的传输方式等其它各类信息。MPLS的报文Head结构如下图：
| 0 1 2 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ Label | Label | Exp |S| TTL | Stack +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ Entry Label: Label Value, 20 bits Exp: Experimental Use, 3 bits S: Bottom of Stack, 1 bit TTL: Time to Live, 8 bits |
快速包转发依赖标签(Label)，MPLS采用了非常简化的技术来完成第三层和第二层的转换，它可以提供每个IP数据包一个标签，将之与IP数据包封装于新的MPLS数据包，由此决定IP数据包的传输路径以及优先顺序，而与MPLS兼容的路由器，会在将IP数据包按相应路径转发之前仅读取该MPLS数据包的包头标记，无须再去读取每个IP数据包中的IP地址位等信息，因此数据包的交换转发速度大大加快。
有了标签，快速转发是容易的，但是如何生成标签才是关键。在这之前，首先介绍LSP（LabelSwitched Path）标签交换通道的概念。一个数据流，在不同的节点被赋予确定的标签，数据转发按照这些标签进行。数据流所走的路径就是LSP。创建LSP的过程称之为LDP(Label DistributionProtocol)。LDP协议类似于传统的RIP协议。只是RIP/OSPF协议计算的是路由信息，而LDP协议计算的是标签。通过LDP信令交互，动态建立了一个包转发的隧道。
3:BGP首先介绍VRF（VPN路由转发实例（VPN Routing &Forwarding Instance））的概念。每一个VRF可以看作虚拟的路由器，好像是一台专用的路由设备。论文大全。该虚拟路由器包括如下元素：
1)一张独立的路由表，当然也包括了独立的地址空间。
2)一组归属于这个VRF的接口的集合。论文大全。
3)一组只用于本VRF的路由协议。
对于每个路由器，可以维护一个或多个VRF，从而实现多个VRF实例相互分离独立。
其实实现VRF并不困难，关键在于如何使用特定的策略规则来协调各VRF之间的关系。BGP做了相应扩展，采用RT（RouteTarget）解决了VPN本地路由冲突，采用RD（Route Distinguisher）解决VPN间路由冲突问题。
RT的本质是每个VRF用来表示自己的对路由取舍的标记。通过配置RT,可以表达VRF是否可以路由当前报文，解决了VPN互访问题。
RD的本质是，RD加上IP地址，就成为VPN-IPv4地址族。通常建议为每个VPN都配置相同的RD，不同的VPN配置不同的RD。这样，VPN-IPv4地址解决了不同VPN间互访IPv4地址冲突问题。
4:BGP/MPLS VPNBGP/MPLS VPN 是一种基于边界路由协议（BGP）和多协议标记交换（MPLS）技术的IP 虚拟专用网络（VPN），是通过在网络路由和交换设备上应用MPLS 技术，简化核心路由器的路由选择方式，并结合传统路由技术的标记交换来实现的。
2．解决方案
本解决方案主要由以下网元组成：
CE（Custom Edge）：直接与服务提供商相连的用户设备。
PE（Provider Edge Router）：指骨干网上的边缘路由器，与CE相连，主要负责VPN业务的接入。
P （Provider Router）：指骨干网上的核心路由器，主要完成路由和快速转发功能。
其中有两类路由表：
公网路由表：包含全部PE和P 路由器之间的路由，由骨干网IGP产生。
私网路由表：包含本VPN用户可达信息的路由和转发表。
PE 和 CE 通过标准的EBGP、OSPF、RIP或者静态路由交换路由信息。
PE 维护独立的路由表，包括一个公网路由表和一个或者多个私网(VRF)路由表。
PE从CE接收的路由是IPv4路由，如果需要发布给其他的PE路由器，此时需要为这条路由附加一个RD。
VPN-IPv4地址仅用于服务供应商网络内部。在PE发布路由时添加，在PE接收路由后放在本地路由表中，用来与后来接收到的路由进行比较。CE不知道使用的是VPN-IPv4地址。在其穿越供应商骨干时，在VPN数据流量的包头中没有携带VPN-IPv4地址。
3．总结VPN的出现使得专网的发展速度得到了质的提高。为企业各地区部之间、企业间互连互连提供了完善的解决方案，达到了实施迅速、运营成本低廉、更健壮的安全性和更好的客户体验的目标。
参考文献：
[1] rfc2547 BGP/MPLS VPNs
[2] rfc3032 MPLS Label Stack Encoding
[3] rfc 4271 A Border Gateway Protocol 4 (BGP-4)
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