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作為新一代的年輕人,網(wǎng)購可以說是大家生活中密不可分的一部分,TB、JD、PDD、1688…到處都留下了我們“揮金如土”的身影。
而有那么一部分人,從下單的那一刻開始,每天能打開N次物流信息,迫切想體會(huì)拆包裹的樂趣。而這個(gè)時(shí)候,一些奇怪且看似不合邏輯的物流動(dòng)態(tài)總會(huì)讓大家忍不住“口吐芬芳”。
這種快遞物流的方式就有點(diǎn)類似于 Internet 上 IP 路由的工作方式。
當(dāng) Internet 路由器接收到 IP 數(shù)據(jù)包時(shí),該數(shù)據(jù)包不會(huì)攜帶目標(biāo) IP 地址以外的任何信息。并且沒有關(guān)于該數(shù)據(jù)包應(yīng)該如何到達(dá)目的地或在這個(gè)過程中該如何處理的說明。
路由器必須根據(jù)數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)層報(bào)頭為每個(gè)包做出獨(dú)立的轉(zhuǎn)發(fā)策略。因此,每次數(shù)據(jù)包到達(dá)路由器時(shí),路由器都必須“考慮”下一步將數(shù)據(jù)包發(fā)送到哪里(通過路由表)。每一跳都重復(fù)這個(gè)過程,直到數(shù)據(jù)包最終到達(dá)目的地。對于視頻會(huì)議或者語音等時(shí)延敏感應(yīng)用來說,這些單獨(dú)的路由決策會(huì)導(dǎo)致性能低下。
什么是 MPLS?
多協(xié)議標(biāo)簽交換 (MPLS) 是新一代的IP高速骨干網(wǎng)絡(luò)交換標(biāo)準(zhǔn),已經(jīng)為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)了二十多年。與傳統(tǒng)IP路由方式相比,MPLS在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí),只在網(wǎng)絡(luò)邊緣分析IP報(bào)文頭,而不用在每一跳都分析IP報(bào)文頭,從而節(jié)約了處理時(shí)間。
還是用送快遞來做個(gè)類比,傳統(tǒng)的路由網(wǎng)絡(luò)里面,每經(jīng)過一個(gè)中轉(zhuǎn)站點(diǎn)都需要打開快遞盒,看看里面的內(nèi)容,再?zèng)Q定送往哪。而MPLS網(wǎng)絡(luò)中,數(shù)據(jù)被封裝在了盒子里,上面貼了標(biāo)簽,每個(gè)站點(diǎn)只需要讀標(biāo)簽就知道盒子該送到哪。
還有很多人關(guān)于 MPLS 是第 2 層還是第 3 層協(xié)議存在一些混淆,事實(shí)上,MPLS 并不完全適用OSI 七層架構(gòu),有時(shí)被歸類為第 2.5 層。MPLS 的主要優(yōu)勢之一是它將轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制與底層數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)分開。換言之,MPLS 可用于為任何底層協(xié)議創(chuàng)建轉(zhuǎn)發(fā)表。
具體來說,路由器基于FEC(等價(jià)轉(zhuǎn)發(fā)類,F(xiàn)orwarding Equivalence Class)中的標(biāo)準(zhǔn)建立標(biāo)簽交換路徑(LSP),即在MPLS網(wǎng)絡(luò)中路由流量的預(yù)定路徑。只有在建立LSP之后,才能進(jìn)行 MPLS 轉(zhuǎn)發(fā)。LSP是單向的,這意味著返回的流量是通過不同的LSP發(fā)送的。
當(dāng)最終用戶將流量發(fā)送到 MPLS 網(wǎng)絡(luò)時(shí),位于網(wǎng)絡(luò)邊緣的入口 MPLS 路由器會(huì)添加 MPLS 標(biāo)簽。MPLS標(biāo)簽由四個(gè)子部分組成:
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Label:Label 值傳送標(biāo)簽實(shí)際值。當(dāng)接收到一個(gè)標(biāo)簽數(shù)據(jù)包時(shí),可以查出棧頂部的標(biāo)簽值,并且系統(tǒng)知道:A、數(shù)據(jù)包將被轉(zhuǎn)發(fā)的下一跳;B、在轉(zhuǎn)發(fā)之前標(biāo)簽棧上可能執(zhí)行的操作,如返回到標(biāo)簽進(jìn)棧頂入口同時(shí)將一個(gè)標(biāo)簽壓出棧;或返回到標(biāo)簽進(jìn)棧頂入口然后將一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽推進(jìn)棧。
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Exp(Experimental):優(yōu)先級(jí),也稱為TC(Traffic Class)。Experimental Bits用以表示從0到7的報(bào)文優(yōu)先級(jí)字段。
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S(Bottom-of-Stack):棧底。標(biāo)簽棧中最后進(jìn)入的標(biāo)簽位置,S值為0。正因?yàn)檫@個(gè)字段表明了MPLS的標(biāo)簽理論上可以無限嵌套,從而提供無限的業(yè)務(wù)支持能力。這是MPLS技術(shù)最大魅力所在。
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TTL(Time to Live):生存期字段,用來對生存期值進(jìn)行編碼。與IP報(bào)文中的TTL值功能類似,同樣是提供一種防環(huán)機(jī)制。 MPLS 的優(yōu)勢在于性能好、帶寬利用率高、網(wǎng)絡(luò)擁塞少、用戶體驗(yàn)好。MPLS 本身不提供加密,但它是一個(gè)虛擬專用網(wǎng)絡(luò),與公共網(wǎng)絡(luò)隔離。因此,MPLS被認(rèn)為是一種安全的傳輸方式,而且它不易受到DoS攻擊。
MPLS 的缺點(diǎn)在于比標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)連接貴得多。此外,MPLS是專為具有多個(gè)遠(yuǎn)程分支機(jī)構(gòu)的企業(yè)設(shè)計(jì)的,這些分支機(jī)構(gòu)分散在全國或世界各地,大部分流量都要回傳到企業(yè)數(shù)據(jù)中心。而如今隨著企業(yè)紛紛上云,流量需要往返于云提供商,這使得MPLS不再是最理想的選擇。
一旦企業(yè)過渡到云,基于 MPLS 的中心輻射模型就會(huì)變得低效,因?yàn)樗枰獙⒘髁柯酚傻狡髽I(yè)總部(中心),而直接發(fā)送到云才是更高效的方式。此外,云服務(wù)、視頻和移動(dòng)應(yīng)用的使用增加了帶寬需求,而 MPLS 服務(wù)難以按需擴(kuò)展。
遙想當(dāng)年,MPLS 還是一項(xiàng)偉大的創(chuàng)新,但隨著更新的技術(shù)的出現(xiàn),MPLS也不得不“服老”。軟件定義廣域網(wǎng) (SD-WAN) 架構(gòu)考慮到了云連接的問題,目前很多企業(yè)已經(jīng)用 SD-WAN 替換了MPLS網(wǎng)絡(luò),或者補(bǔ)充了原有的MPLS 網(wǎng)絡(luò)。
MPLS 與 SD-WAN
SD-WAN 是軟件定義網(wǎng)絡(luò) (SDN) 概念在廣域網(wǎng)中的應(yīng)用。SD-WAN 是一種與傳輸無關(guān)的overlay,可以路由任何類型的流量,包括 MPLS。SD-WAN 的優(yōu)勢在于,企業(yè)廣域網(wǎng)流量架構(gòu)師可以坐在中心點(diǎn),輕松地在所有 WAN 設(shè)備上應(yīng)用策略。
相比之下,使用 MPLS需要預(yù)先配置路由,一旦固定線路開通,想要改變就沒那么容易了。不過相對的是,一旦部署了 MPLS 網(wǎng)絡(luò),它就可以為實(shí)時(shí)流量提供有保證的性能。SD-WAN 的部署和運(yùn)營成本雖然低于 MPLS,但是性能無法保證。
MPLS還有未來嗎?
許多人將 MPLS 和 SD-WAN 視為一個(gè)非此即彼的命題。SD-WAN 的發(fā)展勢頭強(qiáng)勁,而 MPLS 的使用量確實(shí)也在隨之減少。從 2019 年到 2020 年, MPLS 的使用量下降了 24%。在同一時(shí)期,使用 SD-WAN 的企業(yè)數(shù)量從 18% 飆升至 43%,并且在疫情期間,遠(yuǎn)程辦公的需求激增,這進(jìn)一步推動(dòng)了SD-WAN的發(fā)展。
那么 SD-WAN 是否會(huì)就此扼殺 MPLS?
答案當(dāng)然是不會(huì)。在未來的很長一段時(shí)間內(nèi),這兩種技術(shù)將處于共存狀態(tài)。
中小型企業(yè)可能會(huì)放棄 MPLS,轉(zhuǎn)而只使用全寬帶廣域網(wǎng),因?yàn)樗鼈冎械脑S多企業(yè)已經(jīng)轉(zhuǎn)向了全云 IT 模型。而大型企業(yè)可能已經(jīng)在原有MPLS網(wǎng)絡(luò)中投入了大量的成本,它們更多會(huì)采取一種混合的方法,將MPLS保留傳統(tǒng)應(yīng)用上,然后將互聯(lián)網(wǎng)流量(如云)轉(zhuǎn)移到SD-WAN。
MPLS將繼續(xù)扮演連接特定點(diǎn)對點(diǎn)位置的角色,如大型區(qū)域辦公室、多數(shù)據(jù)中心等,它非常適合遠(yuǎn)程呈現(xiàn)等實(shí)時(shí)應(yīng)用。而SD-WAN實(shí)際上可以幫助我們最大限度地利用MPLS連接。畢竟,SD-WAN承諾的是以最有效的方式動(dòng)態(tài)路由網(wǎng)絡(luò)流量,來滿足對各類應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量要求,通過MPLS連接當(dāng)然也可以算作是其中的方式之一。在可靠但昂貴的 MPLS 性能與便宜但不那么可靠的互聯(lián)網(wǎng)性能之間,MPLS 的超高可靠性總會(huì)有一席之地。