MPLS是什么三极管

如果没有流量,mpls管道还存在吗_百度知道
如果没有流量,mpls管道还存在吗
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并且介质处于静止的状态下调校的首先确认是否有介质流过.可能是你接地没有做好,导致管道上有电流等干扰因素存在,关于表计接地和接线问题,你们得好好检查一下。4.电磁流量计很容易受周围强磁场的影响,比如周围的泵之类的。5.你们校零的时候是在管道里充满介质,不能凭空判断,因为实际确实存在有流量,这个问题得好好去确认一下。2.由于变送器本身的问题,正如二楼所说的需要进行小流量切除。3
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我们会通过消息、邮箱等方式尽快将举报结果通知您。MPLS-TPQoS三种管道的区别;张艳明;1.前言;在MPLSVPN网络上,运营商往往需要在边缘路由;注:cisco实现了4种方式的mplsqos,分;1)2)3)4)UniformmodePipem;ShortPipemodeLongPipemod;2.MPLS-TPQos管道模式2.1.Unif;当运营商认为可以完全信任CE侧流量携
MPLS-TP QoS三种管道的区别 张艳明
1. 前言 在MPLS VPN网络上,运营商往往需要在边缘路由器上做出一个选择,就是是否信任上行流量已经携带的优先级信息,此时mpls qos为了解决的问题是如何把CE侧的服务等级拷贝到provider来实现,从而让provider来根据客户的服务等级来实现拆分服务,PTN网络提供了常用的三种不同的MPLS COS(Class of ServiCE,业务类型)处理模式,以备运营商灵活选择。
注:cisco实现了4种方式的mpls qos,分别为: 1) 2) 3) 4) Uniform mode Pipe mode Short Pipe mode Long Pipe mode
2. MPLS-TP Qos管道模式 2.1. Uniform Mode 当运营商认为可以完全信任CE侧流量携带过来的QoS参数时,可以采用Uniform模式,这时PE将CE侧携带上来的报文的COS值直接复制到MPLS外层标签的EXP字段中,从而保证在Core中给予同样的QoS保证。
2.2. pipe Mode 当运营商完全不关心CE侧用户设置的QoS参数时,就忽略用户携带的QoS参数,在PE上为MPLS外层标签的EXP字段重新赋值,结果是从ingress边缘路由器到egress边缘路由器,都按照运营商的意愿进行Core上的QoS调度,直到将流量送出Core之后,报文再根据其原来携带的COS值转发。
2.3. Short-pipe Mode 这是对pipe模式的改进,在进入Core的时候,和pipe做相同的处理,只是在egress端的倒数第二跳,就完成了QoS参数的恢复,换言之,从ingress边缘路由器到egress的倒数第二跳路由器,全部按照运营商的意愿进行QoS调度,到了egress边缘路由器上,就已经按照用户原来自己携带的QoS参数进行调度了
3. 模式区别:
3.1. uniform模式:: 1) CE进入mpls域的时候打上两层标签; 2) CE给自己的ip PreCEdenCE分别拷贝到标签的EXP位上,即内外层标签都标记的EXP值来源与原报文的优先级,但是只有外层的EXP具有转发意义。 3) 在mpls域内,EXP位可以被重新标记为新的优先级,但只有外层EXP值会重新标记。 4) 在倒数第二跳外层标签被弹出,并把外层标签的EXP映射为内层标签的EXP,并按照映射后的EXP值进行Qos策略转发。 5) 出MPLS 网络,PE弹出内层标签,并把EXP重新拷贝到ip precedence中。 小结:Uniform mode其实是采用了进入mpls域和出mpls域都作映射的办法,即一旦用户的流量进入了运营商网络,完全按照运营商网络的Qos优先级策略进行转发,且即使出了运营商网络,依然携带运营商网络在报文到达最后一跳PE设备的优先级,不能够保留用户的原有优先级。
3.2. pipe模式:: Pipe mode和Uniform mode的区别: 1. 在最后一跳PE设备的转发策略由MPLS网络决定; 2. 在从MPLS网络出去的时候不拷贝EXP到ip precedence。 小结:Pipe mode中运营商和客户的qos完全是独立的,客户流量进入运营商网络后完全按照运营商网络的优先级策略进行转发,直到完全出了运营商网络。
Short Pipe 模式 Short Pipe mode和Uniform mode比较类似,不同之处在于: 1. 在最后一跳PE设备的转发策略由原报文优先级决定; 2. 出MPLS网络的时候不会将最后一个标签的EXP拷贝到ip precedence上。
小结:这样在运营商内部运营商可以根据自己的自身情况来规划qos,而不改变客户侧的qos,在入接口客户还可以根据自己的qos来向运营商进行映射,出接口使用客户的Qos优先级进行转发,具备一定的可控性但是可控性不强。
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 MPLS 网络后的逐跳行为 PHB, 包括服务类型和颜色, 从而进行有差别的 QoS 传送...RFC3270 中定义了三种 MPLS DiffServ 模式:Uniform、Pipe 和 Short pipe。 ...  但随着 北电的衰退,T-MPLS/MPLS-TP 逐渐成为目前 ...其中数据平面包括 QoS、 交换、OAM、保护、同步等...3)PTN 采用了管道化传送思路、依托 MPLS 的转发...  根据网络对应用的控制能力的不同,可以把网络 QoS 能力分为以下三种等 级:尽力...第一种为管道模型(Pipe Model)。在 该模式中,MPLS 隧道的区分服务信息(即 ...  QoS,多业务统一承载 MPLS QoS 能力不足 缺乏快速...采用刚性管道承载分组业务,汇聚比受限统计复用效率不 ...#全局模式 3、6000 系列设备中 FLASH 卡上不同...  T-MPLS 的技术特征 MPLS-TP =MPLS-IP+OAM。 13...边界时钟模 式为目前移动集团要求采用的模式。 3、...用户提供不同的服务质量,则需要采用相应的 QoS 机制...  基于 MPLS 的 QoS 为了能够在 IP 网络上支持语音,...PHB 和丢弃优先级信息通过为分组分配不同的 DS 2 ...边缘设备也需要承担带宽管理的工作,采用 TP。 MPLS ...  但是具体可以通过不同的技术加以实现,在 PTN 技术...QoS、OAM 和可靠性等) MPLS-TP 可以看做是 MPLS...(1) 首先分析 MSTP MSTP 采用刚性管道承载业务,...  MPLS;OAM&P:以太 网 OAM、T-MPLS OAM;T-MPLS/...QOS 管道模型:Uniform 模型、Pipe 模型、Short Pipe...属于同一个 VLAN 的不同物理接口的 IP 地址必须在...MPLS-VPN简介
MPLS-在大型企业和运营商内部的应用非常广泛,是MPLS技术与的结合。MPLS的精华在于快速标签交换,通过将查找标签列表替换传统的路由表递归查询,从而大大加速了数据包传输。在需要处理巨大数据量的运营商网络内部使用MPLS是一个理想的选择,而运营商通常需要保证客户数据的隐秘性(跨国公司有时也需要保证分公司网络之间的隔离)MPLS-因运而生。
MPLS-VPN包括很多优化服务,如:路由反射器,负载均衡,环路避免,流量工程等。本文只能实现客户跨MPLS网络最简单的通信。关于更多优化服务的文章笔者会在不久后发出。
MPLS-VPN使用到的一些名词:
PE:运营商网络的边界路由器
P:运营商内部的路由器
CE:客户网络的边界路由器
VRF:运营商为确保客户信息的安全性为每个VPN用户单独分配一个路由表,即VRF
RD:VPN网络在运营商网络内传输时如何辨别该路由属于哪个VPN?使用RD在每个IP报文头部加上一个64比特的标识,该标识即RD,通常RD的表示格式为X:X,对于每个VRF而言,RD是唯一的
VPNV4:很显然,在CE-PE间数据包的格式为IP报文,然而在PE间(即运营商网络内)传输的报文头部已经被加上了RD,这样的报文我们称之为VPN报文,由IPV4、IPV6衍生出VPNV4、VPNV6报文
RT:出站PE需要知道将把报文转发到哪个VRF,要实现这个功能就需要知道收到的VPNV4报文属于哪个VRF,显然,是可以通过入站PE设置的RD来识别的。试想,如果要允许来自多个VPN的报文进入同一个VRF如何实现?这时我们需要一个机制来识别这些VPNV4报文并注入VRF,RT应运而生。RT的作用就是控制报文的的传输方向。RD只能有一个,而RT可以是多个。
MP-BGP:普通的IGP协议只能承载IPV4报文,显然这是不够的,因为我们已经知道了需要一种协议来承载VPN报文,也许在其他范畴内还需要承载IPV6报文,MP-BGP报文的诞生就是为了解决这个问题。它用来承载在运营商网络中传输的VPN报文,并携带一些需要的扩展属性,如RT。
1、首先,MPLS-VPN的标签交换只能基于OSPF,所以PE间所有路由器必须首先建立OSPF邻居关系,以及LDP邻居关系
2、PE路由器之间必须建立BGP邻居关系来承载VPN报文,并进入VPN地址族激活该邻居
3、PE路由器需要为每个VPN用户分配独立的VRF路由表,首先需要建立VRF,指定RD和RT,并将连接CE的接口分配到对应的VRF中
4、PE需要与CE建立IGP邻居关系(也可以建立EBGP关系,但思科设备目前不支持在PE-CE间建立IBGP邻居),针对不同的IGP协议,需要用不同的方式于CE建立邻居关系。①OSPF,(config)#routerospf2vrfdevilman②EIGRP,(config-router)#address-familyipv4vrfdevilman,进入ipv4地址族。另外,EIGRP必须给每一个VRF指定一个自治系统号(一台PE可能维护着多个VRF,与对端CE建立邻居关系时必须在相应的VRF中为EIGRP分配与对端CE相同的AS号)③RIP于EIGRP相同,进入地址族中建立邻居关系,不同的是,RIP不需要AS号,RIP必须指定默认度量值,否则无法将BGP重发布进RIP。
5、我们已经知道PE设备的VRF表里包含,PE-CE间路由协议。也同样需要包含MP-BGP路由,这是通过在BGP的ipv4地址族下重分布PE-CE间路由协议来完成的。
6、现在我们需要配置重发布让CE能够发现远端CE设备。首先我们需要明确一点,PE间必须交换VRF路由表,这个工作是由MP-BGP来完成的,所以需要在PE上将PE-CE间IGP重分布进MP-BGP,再将BGP重分布到IGP中。(重分布的顺序随意)
MPLS-VPN配置步骤
PE-CE间IGP
PE-CE间IGP重分布到BGP
BGP重分布到PE-CE间IGP
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海明码(Hamming Code )编码的关键是使用多余的奇偶校验位来识别一位错误。
码字(Code Word) 按如下方法构建:
1、把所有2的幂次方的数据位标记为奇偶校验位(编号为1, 2, 4, 8, 16, 32, 64等的位置)
2、其他数据位用于待编码数据. (编号为3, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17等的位置)
3、每个奇偶校验位的值代表了代码字中部分数据位的奇偶性,其所在位置决定了要校验和跳过的比特位顺序。
位置1:校验1位,跳过1位,校验1位,跳过1位(1,3,5,7,9,11,13,15,…)
位置2:校验2位,跳过2位,校验2位,跳过2位 (2,3,6,7,10,11,14,15,…)
位置4:校验4位,跳过4位,校验4位,跳过4位 (4,5,6,7,12,13,14,15,20,21,22,23,…)
位置8:校验8位,跳过8位,校验8位,跳过8位(8-15,24-31,40-47,…)
如果全部校验的位置中有奇数个1,把该奇偶校验位置为1;如果全部校验的位置中有偶数个1,把该奇偶校验位置为0.
举例说明:
一个字节的数据:
构造数据字(Data Word),对应的校验位留空_ _ 1 _ 0 0 1 _ 1 0 1 0
计算每个校验位的奇偶性 ( ?代表要设置的比特位):
位置1检查1,3,5,7,9,11:
? _ 1 _ 0 0 1 _ 1 0 1 0. 偶数个1,因此位置1设为0,即: 0 _ 1 _ 0 0 1 _ 1 0 1 0
位置2检查2,3,6,7,10,11:
0 ? 1 _ 0 0 1 _ 1 0 1 0. 奇数个1,因此位置2设为1,即: 0 1 1 _ 0 0 1 _ 1 0 1 0
位置4检查4,5,6,7,12:
0 1 1 ? 0 0 1 _ 1 0 1 0. 奇数个1,因此位置4设为1,即: 0 1 1 1 0 0 1 _ 1 0 1 0
位置8检查8,9,10,11,12:
0 1 1 1 0 0 1 ? 1 0 1 0. 偶数个1,因此位置8设为0,即: 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0
因此码字为: .
查找并纠错一位错误
上例中构建了一个码字 ,假定实际接收到的数据是.
则接收方可以计算出哪一位出错并对其进行更正。
方法就是验证每一个校验位。
记下所有出错的校验位,可以发现校验位2和8的数据不正确.
错误校验位 2 + 8 = 10, 则位置10的数据出错。
一般说来,对所有校验位进行检查, 将所有出错的校验位置相加, 得到的就是错误信息所在的位置.
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&关于海明码问题,在软考中出现的概率是比较高的,下面通过网友的二例试题做个简要的分析:1、在海明码编码方法中,若冗余位为3位,且与错码位置的对应关系为S2S1S0& 111 110 101 011 100 010 001 000错码位置& a6& a5&& a4&& a3&&& a2&& a1& a0& 无错则S1的监督关系式为( )。A. S1=a1+a3+a5+a6 B. S1=a2+a3+a4+a6C. S1=a1+a3+a4+a5 D. S1=a1+a2+a5+a6
2、使用海明码进行前向纠错,如果冗余位为4位,那么信息位最多可以用到_11__位。
这二题的求解对于一般基础知识点不好的网友是很难做答的。现简要的用海明码的知识来做个答复:上题中。S2S1S0& 111&& 110& 101&& 011&& 100&&&& 010&&&&& 001&&& 000 &&&&&&&&&&&&& 错码位置& a6&&& a5&&& a4&&&& a3&&&&& a2&&&&&& a1&&&&&& a0&&&&& 无错& 则S1的监督关系式为我们通过查看S1不难发现,当S2S1S0为000时无错,则S1的对应关系必为1,题中S2S1S0就是S1=1,即S1出错。上面A6(111)A5(110)A3(011)A1(010)中间的S1均为1,a6,a5,a3,a1中任何一位出错,均可使s1为1,由此可得监督关系式为:S1=a1+a3+a5+a6对于此题,我们可以变相的出题,如先看001, 对应S2S1S0就是S0=1,即S0出错,而S0=a0+a3+a4+a6这样明白了吗?只要根据题目要求找到S对应的1便能能处理问题。这样应该比较简单,也不必记忆别的。----------------------------------------------------海明码的信息位,海明码是一种可以纠正一位差错的编 码。它是利用在信息位为k位,增加r位冗余位,构成一个n=k+r位的码字,然后用r个监督关系式产生的r个校正因子来区分无错和在码字中的n个不同位置 的一位错。它必需满足以下关系式: 2^ r&=k+r+1 式中 k为信息位位数 r为增加冗余位位数代入公式,2^4 &=k+4+1 不难求解出k&=11&&&&&&& 这里公式记忆是问题的关键,如果不知道这个公式2^ r&=k+r+1单凭空想是解决不了问题的。如此反过来求冗余位也方便。
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ECL电路是射极耦合逻辑(Emitter Couple Logic)集成电路的简称 与TTL电路不同,ECL电路的最大特点是其基本门电路工作在非饱和状态 所以,ECL电路的最大优点是具有相当高的速度 这种电路的平均延迟时间可达几个毫微秒甚至亚毫微秒数量级,这使得ECL集成电路在高速和超高速数字系统中充当无以匹敌的角色。
ECL电路的逻辑摆幅较小(仅约 0.8V ,而 TTL 的逻辑摆幅约为 2.0V ),当电路从一种状态过渡到另一种状 态时,对寄生电容的充放电时间将减少,这也是 ECL电路具有高开关速度的重要原因。但逻辑摆幅小,对抗干扰能力不利。
由于单元门的开关管对是轮流导通的,对整个电路来讲没有“截止”状态,所以单元电路的功耗较大。
从电路的逻辑功能来看, ECL 集成电路具有互补的输出,这意味着同时可以获得两种逻辑电平输出,这将大大简化逻辑系统的设计。
ECL集成电路的开关管对的发射极具有很大的反馈电阻,又是射极跟随器输出,故这种电路具有很 高的输入阻抗和低的输出阻抗。射极跟随器输出同时还具有对逻辑信号的缓冲作用。
在通用的电子器件设备中,TTL和CMOS电路的应用非常广泛。但是面对现在系统日益复杂,传输的数据量越来越大,实时性要求越来越高,传输距离越来越长的发展趋势,掌握高速数据传输的逻辑电平知识和设计能力就显得更加迫切了。
1 几种常用高速逻辑电平
1.1LVDS电平  LVDS(Low Voltage Differential Signal)即低电压差分信号,LVDS接口又称RS644总线接口,是20世纪90年代才出现的一种数据传输和接口技术。  LVDS的典型工作原理如图1所示。最基本的LVDS器件就是LVDS驱动器和接收器。LVDS的驱动器由驱动差分线对的电流源组成,电流通常为3.5 mA。LVDS接收器具有很高的输入阻抗,因此驱动器输出的大部分电流都流过100 Ω的匹配电阻,并在接收器的输入端产生大约350 mV的电压。当驱动器翻转时,它改变流经电阻的电流方向,因此产生有效的逻辑“1”和逻辑“0”状态。
LVDS技术在两个标准中被定义:ANSI/TIA/EIA644 (1995年11月通过)和IEEE P96年3月通过)。这两个标准中都着重定义了LVDS的电特性,包括:
① 低摆幅(约为350 mV)。低电流驱动模式意味着可实现高速传输。ANSI/TIA/EIA644建议了655 Mb/s的最大速率和1.923 Gb/s的无失真通道上的理论极限速率。
② 低压摆幅。恒流源电流驱动,把输出电流限制到约为3.5 mA左右,使跳变期间的尖峰干扰最小,因而产生的功耗非常小。这允许集成电路密度的进一步提高,即提高了PCB板的效能,减少了成本。
③ 具有相对较慢的边缘速率(dV/dt约为0.300 V/0.3 ns,即为1 V/ns),同时采用差分传输形式,使其信号噪声和EMI都大为减少,同时也具有较强的抗干扰能力。  所以,LVDS具有高速、超低功耗、低噪声和低成本的优良特性。  LVDS的应用模式可以有四种形式:
① 单向点对点(point?to?point),这是典型的应用模式。
② 双向点对点(point?to?point),能通过一对双绞线实现双向的半双工通信。可以由标准的LVDS的驱动器和接收器构成;但更好的办法是采用总线LVDS驱动器,即BLVDS,这是为总线两端都接负载而设计的。
③ 多分支形式(multidrop),即一个驱动器连接多个接收器。当有相同的数据要传给多个负载时,可以采用这种应用形式。 ④ 多点结构(multipoint)。此时多点总线支持多个驱动器,也可以采用BLVDS驱动器。它可以提供双向的半双工通信,但是在任一时刻,只能有一个驱动器工作。因而发送的优先权和总线的仲裁协议都需要依据不同的应用场合,选用不同的软件协议和硬件方案。  为了支持LVDS的多点应用,即多分支结构和多点结构,2001年新推出的多点低压差分信号(MLVDS)国际标准ANSI/TIA/EIA 8992001,规定了用于多分支结构和多点结构的MLVDS器件的标准,目前已有一些MLVDS器件面世。  LVDS技术的应用领域也日渐普遍。在高速系统内部、系统背板互连和电缆传输应用中,驱动器、接收器、收发器、并串转换器/串并转换器以及其他LVDS器件的应用正日益广泛。接口芯片供应商正推进LVDS作为下一代基础设施的基本构造模块,以支持手机基站、中心局交换设备以及网络主机和计算机、工作站之间的互连。
1.2ECL电平  ECL(EmitterCoupled Logic)即射极耦合逻辑,是带有射随输出结构的典型输入输出接口电路,如图2所示。
ECL电路的最大特点是其基本门电路工作在非饱和状态,因此ECL又称为非饱和性逻辑。也正因为如此,ECL电路的最大优点是具有相当高的速度。这种电路的平均延迟时间可达几个ns数量级甚至更少。传统的ECL以VCC为零电压,VEE为-5.2 V电源,VOH=VCC-0.9 V=-0.9 V,VOL=VCC-1.7 V=-1.7 V,所以ECL电路的逻辑摆幅较小(仅约0.8 V)。当电路从一种状态过渡到另一种状态时,对寄生电容的充放电时间将减少,这也是ECL电路具有高开关速度的重要原因。另外,ECL电路是由一个差分对管和一对射随器组成的,所以输入阻抗大,输出阻抗小,驱动能力强,信号检测能力高,差分输出,抗共模干扰能力强;但是由于单元门的开关管对是轮流导通的,对整个电路来讲没有“截止”状态,所以电路的功耗较大。  如果省掉ECL电路中的负电源,采用正电源的系统(+5 V),可将VCC接到正电源而VEE接到零点。这样的电平通常被称为PECL(Positive Emitter Coupled Logic)。如果采用+3.3 V供电,则称为LVPECL。当然,此时高低电平的定义也是不同的。它的电路如图3、4所示。其中,输出射随器工作在正电源范围内,其电流始终存在。这样有利于提高开关速度,而且标准的输出负载是接50Ω至VCC-2 V的电平上。  在使用PECL 电路时要注意加电源去耦电路,以免受噪声的干扰。输出采用交流耦合还是直流耦合,对负载网络的形式将会提出不同的需求。直流耦合的接口电路有两种工作模式:其一,对应于近距离传送的情况,采用发送端加到地偏置电阻,接收端加端接电阻模式;其二,对应于较远距离传送的情况,采用接收端通过电阻对提供截止电平VTT 和50 Ω的匹配负载的模式。以上都有标准的工作模式可供参考,不必赘述。对于交流耦合的接口电路,也有一种标准工作模式,即发送端加到地偏置电阻,耦合电容靠近发送端放置,接收端通过电阻对提供共模电平VBB 和50 Ω的匹配负载的模式。  (P)ECL是高速领域内一种十分重要的逻辑电路,它的优良特性使它广泛应用于高速计算机、高速计数器、数字通信系统、雷达、测量仪器和频率合成器等方面。 1.3CML电平  CML电平是所有高速数据接口中最简单的一种。其输入和输出是匹配好的,减少了外围器件,适合于更高频段工作。它的输出结构如图5所示。  CML 接口典型的输出电路是一个差分对形式。该差分对的集电极电阻为50 Ω,输出信号的高低电平切换是靠共发射极差分对的开关控制的。差分对的发射极到地的恒流源典型值为16 mA。假定CML的输出负载为一个50 Ω上拉电阻,则单端CML输出信号的摆幅为VCC~VCC-0.4 V。在这种情况下,差分输出信号摆幅为800 mV。信号摆幅较小,所以功耗很低,CML接口电平功耗低于ECL的1/2,而且它的差分信号接口和 ECL、LVDS电平具有类似的特点。  CML到CML之间的连接分两种情况:当收发两端的器件使用相同的电源时,CML到CML可以采用直流耦合方式,不用加任何器件;当收发两端器件采用不同电源时,一般要考虑交流耦合, 中间加耦合电容(注意这时选用的耦合电容要足够大,以避免在较长连0 或连1 情况出现时,接收端差分电压变小)。
但它也有些不足,即由于自身驱动能力有限,CML更适于芯片间较短距离的连接,而且CML接口实现方式不同用户间差异较大,所以现有器件提供CML接口的数目还不是非常多。
2 各种逻辑电平之间的比较和互连转化
2.1各种逻辑电平之间的比较  这几种高速逻辑电平在目前都有应用,但它们在总线结构、功率消耗、传输速率、耦合方式等方面都各有特点。为了便于应用比较,现归纳以上三类电平各方面的特点,如表1所列。
2.2各种逻辑电平之间的互连  这三类电平在互连时,首先要考虑的就是它们的电平大小和电平摆幅各不一样,必须使输出电平经过中间的电阻转换网络后落在输入电平的有效范围内。各种电平的摆幅比较如图6所示。
其次,电阻网络要考虑到匹配问题。例如我们知道,当负载是50 Ω接到VCC-2 V 时,LVPECL 的输出性能是最优的,因此考虑的电阻网络应该与最优负载等效;LVDS 的输入差分阻抗为100 Ω,或者每个单端到虚拟地为50 Ω,该阻抗不提供直流通路,这里意味着LVDS输入交流阻抗与直流阻抗不等,电阻值的选取还必须根据直流或交流耦合的不同情况作不同的选取。另外,电阻网络还必须与传输线匹配。  另一个问题是电阻网络需要在功耗和速度方面折中考虑:既允许电路在较高的速度下工作,又尽量不出现功耗过大。  下面以图7所示的LVPECL到LVDS的直流耦合连接为例,来说明以上所讨论的原则。
传输线阻抗匹配原则:  Z≈R1//(R2+R3)   根据LVPCEL输出最优性能:
降低LVPECL摆幅以适应LVDS的输入范围:Gain=R3/(R2+R3)  根据实际情况,选择满足以上约束条件的电阻值,例如当传输线特征阻抗为50 Ω时,可取R1=120 Ω,R2=58 Ω,R3=20 Ω即能完成互连。  由于LVDS 通常用作并联数据的传输,数据速率为155 Mbps、622 Mbps或1.25 Gbps;而CML 常用来做串行数据的传输,数据速率为2.5 Gbps或10 Gbps。一般情况下,在传输系统中没有CML和LVDS 的互连问题。
结语  本文粗浅地讨论了几种目前应用较多的高速电平技术。复杂高速的通信系统背板,大屏幕平板显示系统,海量数据的实时传输等等都需要采用新高速电平技术。随着社会的发展,新高速电平技术必将得到越来越广泛的应用
5V TTL和5V CMOS逻辑电平是通用的逻辑电平。 ·3.3V及以下的逻辑电平被称为低电压逻辑电平,常用的为LVTTL电平。 ·低电压的逻辑电平还有2.5V和1.8V两种。 ·ECL/PECL和LVDS是差分输入输出。 ·RS-422/485和RS-232是串口的接口标准,RS-422/485是差分输入
常用电平标准
现在常用的电平标准有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等,还有一些速度比较高的LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。下面简单介绍一下各自的供电电源、电平标准以及使用注意事项。
  TTL:Transistor-Transistor Logic 三极管结构。    Vcc:5V;VOH&=2.4V;VOL&=0.5V;VIH&=2V;VIL&=0.8V。    因为2.4V与5V之间还有很大空闲,对改善噪声容限并没什么好处,又会白白增大系统功耗,还会影响速度。所以后来就把一部分“砍”掉了。也就是后面的LVTTL。    LVTTL又分3.3V、2.5V以及更低电压的LVTTL(Low Voltage TTL)。
  3.3V LVTTL:    Vcc:3.3V;VOH&=2.4V;VOL&=0.4V;VIH&=2V;VIL&=0.8V。
  2.5V LVTTL:    Vcc:2.5V;VOH&=2.0V;VOL&=0.2V;VIH&=1.7V;VIL&=0.7V。    更低的LVTTL不常用。多用在处理器等高速芯片,使用时查看芯片手册就OK了。
  TTL使用注意:TTL电平一般过冲都会比较严重,可能在始端串22欧或33欧电阻;
  TTL电平输入脚悬空时是内部认为是高电平。要下拉的话应用1k以下电阻下拉。TTL输出不能驱动CMOS输入。
CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor
PMOS+NMOS。    Vcc:5V;VOH&=4.45V;VOL&=0.5V;VIH&=3.5V;VIL&=1.5V。    相对TTL有了更大的噪声容限,输入阻抗远大于TTL输入阻抗。对应3.3V LVTTL,出现了LVCMOS,可以与3.3V的LVTTL直接相互驱动。
    3.3V LVCMOS:    Vcc:3.3V;VOH&=3.2V;VOL&=0.1V;VIH&=2.0V;VIL&=0.7V。
    2.5V LVCMOS:    Vcc:2.5V;VOH&=2V;VOL&=0.1V;VIH&=1.7V;VIL&=0.7V。
    CMOS使用注意:CMOS结构内部寄生有可控硅结构,当输入或输入管脚高于VCC一定值(比如一些芯片是0.7V)时,电流足够大的话,可能引起闩锁效应,导致芯片的烧毁。
  ECL:Emitter Coupled Logic 发射极耦合逻辑电路(差分结构)    Vcc=0V;Vee:-5.2V;VOH=-0.88V;VOL=-1.72V;VIH=-1.24V;VIL=-1.36V。    速度快,驱动能力强,噪声小,很容易达到几百M的应用。但是功耗大,需要负电源。为简化电源,出现了PECL(ECL结构,改用正电压供电)和LVPECL。
    PECL:Pseudo/Positive ECL    Vcc=5V;VOH=4.12V;VOL=3.28V;VIH=3.78V;VIL=3.64V
    LVPELC:Low Voltage PECL    Vcc=3.3V;VOH=2.42V;VOL=1.58V;VIH=2.06V;VIL=1.94V
    ECL、PECL、LVPECL使用注意:不同电平不能直接驱动。中间可用交流耦合、电阻网络或专用芯片进行转换。以上三种均为射随输出结构,必须有电阻拉到一个直流偏置电压。(如多用于时钟的LVPECL:直流匹配时用130欧上拉,同时用82欧下拉;交流匹配时用82欧上拉,同时用130欧下拉。但两种方式工作后直流电平都在1.95V左右。)
  前面的电平标准摆幅都比较大,为降低电磁辐射,同时提高开关速度又推出LVDS电平标准。  LVDS:Low Voltage Differential Signaling
  差分对输入输出,内部有一个恒流源3.5-4mA,在差分线上改变方向来表示0和1。通过外部的100欧匹配电阻(并在差分线上靠近接收端)转换为±350mV的差分电平。
  LVDS使用注意:可以达到600M以上,PCB要求较高,差分线要求严格等长,差最好不超过10mil(0.25mm)。100欧电阻离接收端距离不能超过500mil,最好控制在300mil以内。
  其他的一些:
    CML:是内部做好匹配的一种电路,不需再进行匹配。三极管结构,也是差分线,速度能达到3G以上。只能点对点传输。
    GTL:类似CMOS的一种结构,输入为比较器结构,比较器一端接参考电平,另一端接输入信号。1.2V电源供电。    Vcc=1.2V;VOH&=1.1V;VOL&=0.4V;VIH&=0.85V;VIL&=0.75VPGTL/GTL+:    Vcc=1.5V;VOH&=1.4V;VOL&=0.46V;VIH&=1.2V;VIL&=0.8V
    HSTL是主要用于QDR存储器的一种电平标准:一般有V&CCIO=1.8V和V&&CCIO=1.5V。和上面的GTL相似,输入为输入为比较器结构,比较器一端接参考电平(VCCIO/2),另一端接输入信号。对参考电平要求比较高(1%精度)。
    SSTL主要用于DDR存储器。和HSTL基本相同。V&&CCIO=2.5V,输入为输入为比较器结构,比较器一端接参考电平1.25V,另一端接输入信号。对参考电平要求比较高(1%精度)。HSTL和SSTL大多用在300M以下。
    RS232采用±12-15V供电,我们电脑后面的串口即为RS232标准。+12V表示0,-12V表示1。可以用MAX3232等专用芯片转换,也可以用两个三极管加一些外围电路进行反相和电压匹配。RS485是一种差分结构,相对RS232有更高的抗干扰能力。传输距离可以达到上千米。
差分信号 LVDS
1 差分信号
差分信号用一个数值来表示两个物理量之间的差异。从严格意义上讲,所有电压信号都是差分的,因为一个电压只能相对于另一个电压而言。在某些系统里,系统‘地’被用作电压基准点。当‘地’作为电压测量基准时,这种信号规划被称为单端的。使用该术语是因信号采用单个导体上的电压来表示的;另一方面,一个差分信号作用在两个导体上。信号值是两个导体间的电压差。尽管不是非常必要,这两个电压的平均值还是会经常保持一致。
差分信号具有如下优点:
(1)因为可以控制“基准”电压,所以很容易识别小信号。从差分信号恢复的信号值在很大程度上与‘地’的精确值无关,而在某一范围内。
(2)它对外部电磁干扰(EMI)是高度免疫的。一个干扰源几乎相同程度地影响差分信号对的每一端。既然电压差异决定信号值,这样将忽视在两个导体上出现的任何同样干扰。
(3)在一个单电源系统,能够从容精确地处理‘双极’信号。为了处理单端、单电源系统的双极信号,必须在地与电源干线之间任意电压处(通常是中点)建立一个虚地。用高于虚地的电压表示正极信号,低于虚地的电压表示负极信号。必须把虚地正确分布到整个系统里。而对于差分信号,不需要这样一个虚地,这就使处理和传播双极信号有一个高逼真度,而无须依赖虚地的稳定性。
LVDS、PECL、RS-422等标准都采取差分传输方式。
2 LVDS总线
LVDS(Low Voltage Differential Signaling)是一种小振幅差分信号技术。LVDS在两个标准中定义:1996年3月通过的IEEE P1596.3主要面向SCI(Scalable Coherent Interface),定义了LVDS的电特性,还定义了SCI协议中包交换时的编码;1995年11月通过的ANSI/EIA/EIA-644主要定义了LVDS的电特性,并建议655Mbps的最大速率和1.923Gbps的小失真理论极限速率。在两个标准中都指定了与传输介质无关的特性。只要传输介质在指定的噪声容限和可允许时钟偏斜的范围内发送信号到接收器,接口都能正常工作。可用于服务器、可堆垒集线器、无线基站、ATM交换机及高分辨率显示等,也可用于通信系统的设计。
2.1 LVDS工作原理
图1为LVDS的原理简图,其驱动器由一个恒流源(通常为3.5mA)驱动一对差分信号线组成。在接收端有一个高的直流输入阻抗(几乎不会消耗电流),几乎全部的驱动电流将流经100Ω的接收端电阻在接收器输入端产生约350mV的电压。当驱动状态反转时,流经电阻的电流方向改变,于是在接收端产生有效的“0”或“1”逻辑状态。
2.2 LVDS技术优势
(1)高速度:LVDS技术的恒流源模式低摆幅输出意味着LVDS能高速切换数据。例如,对于点到点的连接,传输速率可达数百Mbps。
(2)高抗噪性能:噪声以共模方式在一对差分线上耦合出现,并在接收器中相减从而可消除噪声。这也是差分传输技术的共同特点。
(3)低电压摆幅:使用非常低的幅度信号(约350mV)通过一对差分PCB走线或平衡电缆传输数据。LVDS的电压摆幅是PECL的一半,是RS-422的1/10;由于是低摆幅差分信号技术,其驱动和接收不依赖于供电电压,因此,LVDS可应用于低电压系统中,如5V、3.3V甚至2.5V。
(4)低功耗:接收器端的100Ω阻抗功率仅仅为1.2mV。RS-422接收器端的100Ω阻抗功率为90mV,是LVDS的75倍!LVDS器件采用CMOS工艺制造,CMOS工艺的静态功耗极小。LVDS驱动器和接收器所需的静态电流大约是PECL/ECL器件的1/10。LVDS驱动器采用恒流源驱动模式,这种设计可以减少1cc中的频率成分。从1cc与频率关系曲线图上可以看到在10MHz~100MHz之间,曲线比较平坦;而TTL/CMOS以及GTL接收器件的动态电流则随着频率地增加呈指数增长,因为功率是电流的二次函数,所以动态功耗将随着频率的提高而大幅度提高(见图2)。
(5)低成本:LVDS芯片是标准CMOS工艺实现技术,集成度高;接收端阻抗小,连线简单,节省了电阻电容等外围元件;低能耗;LVDS总线串行传输数据,LVDS芯片内部集成了串化器或解串器,与并行数据互联相比,节省了约50%的电缆、接口及PCB制作成本。此外,由于连接关系大大简化,也节省了空间。
(6)低噪声:由于两条信号线周围的电磁场相互抵消,故比单线信号传输电磁辐射小得多。恒流源驱动模式不易产生振铃和切换尖锋信号,进一步降低了噪声。
注:PBR以前是CISCO用来丢弃报文的一个主要手段。
比如:设置set interface null 0,按CISCO说法这样会比ACL的deny要节省一些开销。
这里我提醒:interface null 0
//加入这个命令,这样避免因为丢弃大量的报no ip unreachable //文而导致很多ICMP的不可达消息返回。
三层设备在转发数据包时一般都基于数据包的目的地址(目的网络进行转发),那么策略路由有什么特点呢?
1、可以不仅仅依据目的地址转发数据包,它可以基于源地址、数据应用、数据包长度等。这样转发数据包更灵活。
2、为QoS服务。使用route-map及策略路由可以根据数据包的特征修改其相关QoS项,进行为QoS服务。
3、负载平衡。使用策略路由可以设置数据包的行为,比如下一跳、下一接口等,这样在存在多条链路的情况下,可以根据数据包的应用不同而使用不同的链路,进而提供高效的负载平衡能力。
策略路由影响的只是本地的行为,所以可能会引起“不对称路由”形式的流量。比如一个单位有两条上行链路A与B,该单位想把所有HTTP流量分担到A链路,FTP流量分担到B链路,这是没有问题的,但在其上行设备上,无法保证下行的HTTP流量分担到A链路,FTP流量分担到B链路。
策略路由一般针对的是接口入(in)方向的数据包,但也可在启用相关配置的情况下对本地所发出的数据包也进行策略路由。
本文就策略路由的以下四个方面做相关讲解:
1、启用策略路由
2、启用Fast-Switched PBR
3、启用Local PBR
4、启用CEF-Switched PBR
启用策略路由:
开始配置route-map。使用route-map map-tag [permit | deny] [sequence-number]进入route-map的配置模式。使用match语句定义感兴趣的流量,如果不定义则指全部流量。match length min max and/or match ip address {access-list-number | name}[…access-list-number | name]使用set命令设置数据包行为。set ip precedence [number | name]set ip next-hop ip-address [… ip-address]set interface interface-type interface-number [… type number]set ip default next-hop ip-address [… ip-address]set default interface interface-type interface-number [… type …number]这里要注意set ip next-hop与set ip default next-hop、set interface与set default interface这两对语句的区别,不含default的语句,是不查询路由表就转发数据包到下一跳IP或接口,而含有default的语句是先查询路由表,在找不到精确匹配的路由条目时,才转发数据包到default语句指定的下一跳IP或接口。进入想应用策略路由的接口。interface xxx应用所定义的策略。注意必须在定义好相关的route-map后才能在接口上使用该route-map,在接口启用route-map策略的命令为:ip policy route-map map-tag
启用Fast-Switched PBR
在Cisco IOS Release 12.0之前,策略路由只能通过“进程转发”来转发数据包,这样数据包的转发效率是非常低的,在不同的平台上,基本在每秒个数据包。随着缓存转发技术的出现,Cisco实现了Fast-Switched PBR,大大提升了数据包的转发速度。启用方法即在接口中使用ip route-cache policy命令。
注意:Fast-switched PBR支持所有的match语句及大多数的set语句,但其有下面的两个限制:
不支持set ip default next-hop 与 set default interface命令。 如果在route-cache中不存在set中指定的接口相关的项,那么仅在point-to-point时set interface命令才能够Fast-switched PBR。而且,在进行“进程转发”时,系统还会先查询路由条目查看该interface是不是一个合理的路径。而在fast switching时,系统不会对此进行检查。
启用Local PBR
默认情况下,路由器自身所产生的数据包不会被策略路由,如果想对路由器自身产生的数据包也进行策略路由,那么需要在全局模式下使用如下命令来启用:ip local policy route-map map-tag
启用CEF-Switched PBR
在支持CEF的平台上,系统可以使用CEF-Switched PBR来提高PBR的转发速度,其转发速度比Fast-Switched PBR更快!只要你在启用PBR的路由器上启用了CEF,那么CEF-Switched PBR会自动启用。注:ip route-cache policy仅仅适用于Fast-Switched PBR,在CEF-Switched PBR中并不需要,如果你在启用了CEF的路由器上使用PBR时,这个命令没有任何作用,系统会忽略此命令的存在。
PBR配置案例:
案例1:路由器通过两条不同的链路连接至两ISP,对于从async 1接口进入的流量,在没有“精确路由”匹配的情况下,把源地址为1.1.1.1的数据包使用策略路由转发至6.6.6.6, 源地址为2.2.2.2的数据包转发至7.7.7.7,其它数据全部丢弃。
配置如下:access-list 1 permit ip 1.1.1.1 access-list 2 permit ip 2.2.2.2 !interface async 1ip policy route-map equal-access!route-map equal-access permit 10match ip address 1set ip default next-hop 6.6.6.6route-map equal-access permit 20match ip address 2set ip default next-hop 7.7.7.7route-map equal-access permit 30set default interface null0
案例2在路由器针对不同流量,修改其precedence bit,并设置下一跳地址。对于1.1.1.1产生的流量,设置precedence bit为priority,并设置其下一跳转发地址为3.3.3.3;对于2.2.2.2产生的流量,设置precedence bit为critical,并设置其下一跳转发地址为3.3.3.5。
配置如下:access-list 1 permit ip 1.1.1.1access-list 2 permit ip 2.2.2.2!interface ethernet 1
ip policy route-map Texas!route-map Texas permit 10
match ip address 1
set ip precedence priority
set ip next-hop 3.3.3.3!route-map Texas permit 20
match ip address 2
set ip precedence critical
set ip next-hop 3.3.3.5
VoIP(Voice over IP)是指利用IP网络进行语音通信的技术。由于IP技术是一种面向无连接的技术,IP网络的初衷只是提供一种称之为“尽力而为”(Best Effort)的服务,这对于只要求准确率而对时延没有严格要求的数据业务来说是合适的,而对于话音、视频等实时通信业务,它们的服务质量(Quality of Service, QoS)是难以保障的。VoIP的服务主要归结为承载网络问题,而目前的网络带宽限制是造成时延过大、拥塞的主要原因。另外,在一个网络中同时提供语音和数据应用,就必须特别考虑语音应用的服务质量。
为保证IP网络上的QoS,IETF首先提出用RSVP发送信号协议的综合业务模型(Intserv)[1],在发送数据前对接收端建立路径和预留资源,通过接纳控制、策略控制、分类调度控制等机制实现端到端的QoS。由于要在每个节点上为每一个流进行资源预留,并且要建立和拆除路径,这就要求每个节点都要支持RSVP,都要维护路由和资源的“软状态”信息,这样它的可扩展性及鲁棒性差,在现有的网络上特别对大型广域网实现起来比较困难。这就促使LETF去发展区分业务模型(Diffserv)[2],它是在网络边缘将业务流解成很小数据量的聚集流(类),由IP分组头标的DSCP (Diffserv Code Point,区分业务码)来标识,在网络边缘结点实施分类、标记、管理等功能,在网络的核心节点仅仅根据DSCP相关的PHB(per-hop-behavior)转发分组,这简化了网络内部节点的结构,这比综合服务可扩展性要大的多。但Diffserv仍采用了逐跳路由的分组转发方式,对端到端的QoS支持显得不足。
对VoIP来说,Internet必须具有提供QoS保证以及资源最优化使用这两个最基本的属性。最优化使用资源是避免流量阻塞和服务退化的必要的一步,这项工作由流量工程来完成。多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching, MPLS)对IP网络来说已经被广泛的认为是一个重要的流量控制工具。这种重要性归结为两个主要的特征:首先,在传输数据包过程中短小而又固定长度的标签的使用,使其表述性能得到增强;其次,创建电路的能力(label switch path, LSP)在网络中无需连结[3]。这些MPLS特征无论在Intserv还是在Diffserv中都能够提供。
由此我们可以看出,Intserv/RSVP,Diffserv,以及MPLS在追求端到端的QoS中是互补的技术。因此,为保证VoIP的QoS,采用这样一种集成模型,在边缘网络里采用Intserv,在核心网里采用Diffserv Over MPLS。本文就是讨论在这种集成模型上传输VoIP业务的QoS技术。
2.1 MPLS简介
MPLS是一种多协议标签转换技术,它兼有第二层交换的分组转发技术和第三层路由选择技术的优点,旨在解决当前联网环境中使用的分组转发技术所存在的许多问题。MPLS实质是当IP包进入MPLS网络时被分配一个短小、长度固定、具有本地意义、能区别于其他信息流的标签作为MPLS头来封装这个IP包,在MPLS网络所有转发机制都是依据这个标签,该标签告诉分组路径上的交换节点如何处理和转发数据,在离开MPLS网络时解封装MPLS头。MPLS头包括一个二十比特的标签,一个三比特的扩展域(最初被定义为扩展,现在使用为COS-服务类型域),一个比特的标签栈指示,还有一个比特的TTL(time-to-live)域。
MPLS有几个核心技术和组件:流量工程、基于约束路由、标签交换路由器(Label Switch Router, LSR)、标签、标签交换和标签分发等,其中LSR是指实现标签分发并能够根据标签转发分组的交换机或路由器。在一个MPLS网络中,交换路径可以是点到点、多到一、一到多和多到多等路径。
2.2 MPLS上的LSP和流量工程
所有的分组都是通过入口LSR进入MPLS网络,并通过出口LSR离开MPLS网络的这种机制创建了LSP,它指的是对于特定的FEC,带标签的分组到达出口LSR之前,必须经过的一组LSR的标签序列。这种LSP是单向的,即返回特定FEC中的数据流时,将使用不同的LSP。
LSP的建立可以是控制驱动(也就是由控制流量触发),也可以是数据驱动(也就是特殊流的出现而触发)。IP包和LSP之间的映射必须在LSR的入口通过为一个标签指定一个FEC发生。LSR的入口使用一个FEC到NHLFE(Next Hop Label Forwarding Entry)的映射,在转发的数据包没有标签以及在转发前将被标记时使用。
为了建立LSP,LSR使用信令信息来协调和分发标签。这些信令信息既可以用一种叫做LDP(Label Distribution Protocol)的新协议来承载,也可以用扩展的RSVP[4]去承载。在建立LSP以及支持流量工程的约束路由上两种协议可以提供相类似的功能。在MPLS网络中传输VoIP流时,一般采用扩展的RSVP去分发标签绑定信息。
流量工程能够从路由协议计算出的最短路中移动数据流,从而安排数据流通过网络,避开因不均匀的使用网络造成的阻塞。因此,在IP网络上能够执行流量工程有着很多的好处,主要体现在两个方面:基于流量的和基于资源的。前者属于优化关键的流量执行特征,如延时,包丢失以及吞吐效率;后者指的是使用最有效的方式使用可用的网络资源去避免阻塞和低利用率。使用流量工程技术的直接好处是在转发流量时能避开阻塞点,万一失败时能快速地重新选择路由,能有效使用可利用的带宽以及QoS。
#p#3 基于MPLS的集成模型
整个集成模型结构由边缘网络和核心网络构成。对MPLS来说,它实际上是一个提供VPN的承载网络,实现多节点QoS需求的无缝连结。边缘网络是一个Intserv域,支持综合服务,RSVP可为业务流提供较好的QoS管理粒度和资源预留,并且能够穿过核心网络区域。边缘网络通过核心网络实现端到端的QoS服务,核心网络是在MPLS之上的Diffserv域,由于MPLS与Diffserv对分组的处理及QoS支持比较相似,二者集成既可保留MPLS的便于流量管理、快速转发的优点,也可对Diffserv域的资源提供聚合传输控制,具有良好的扩展性。下面结合主机A、B实现定量的QoS通信为例,主要介绍几个部件的相关工作。
ER是纯粹的Intserv路由器,在发送与接收间处理正常的RSVP信令信息,并预定的策略控制资源有效性。主机A产生RSVP PATH信令,该信令详细讲述了应用进程要求的QoS,并激活本地流量控制。经过正常的RSVP操作后,信令到达Intserv域边缘路由器ER。
3.2 BR/LER
BR/LER既是Diffserv域边界路由器,同时也是MPLS域中的标签边界路由器LER,结构和功能相对复杂。RSVP信令进入核心网络时,首先经过Diffserv域,在Diffserv域不识别RSVP的情况下,BR/LER作为纯粹的Diffserv边界路由器BR,将转发服务要求相同的一类微流聚合,组成一类以DSCP标识的行为聚合(behavior aggregate,BA),并映射到MPLS LSP上进行转发,同时对流聚集进行监测、调度。在Diffserv域识别RSVP的情况下, LER实施接纳控制,建立LSP,另外对进入的分组还负责分类、申请(或者除去)MPLS标签,而BR则参加RSVP的信令过程并作为Diffserv域的接纳控制代理[5]。
入站分组通过BR/LER的分类器后,首先执行第三层的查找,若是没有标记的分组,将被标记并作为带标签的分组发送给核心网络的其他MPLS节点;若是带标签的分组,可以作为带标签的分组被转发给其他的MPLS节点,而对于目的地为非MPLS节点的,删除标签并执行第3层查找,由IP转发表发送出去;其余的作为纯粹的IP分组被转发给非MPLS节点。
3.3 CR/LSR
核心网络中内部的路由器CR,即MPLS域中的LSR,主要完成MPLS分组的标记交换和转发。CR/LSR结构比BR/LER要简单得多。当LSR收到一个标记过的数据包后,它就把这个标签在包含NHLFE的ILM(Incoming Label Map)表里当成索引。进入的标签被新出去的标签取代,包被转发到下一跳,最后,当MPLS包离开网络时LSR的出口解封装MPLS头。LSR还承载Diffserv流聚集的MPLS分组进行调度、整形、丢弃。
4 集成模型上传输VoIP的QoS实现技术
这种集成模型包括Intserv和Diffserv的集成以及Diffserv和MPLS的集成,前者的关键是经由边缘网络产生的含有一定的QoS的数据包如何被分类并确定DSCP的值,也就是如何将Intserv各种服务类型映射到Diffserv的PHB(per hop behavior);后者的关键是如何将Diffserv中的BA映射到MPLS中的LSP上。在这只考虑BA不多于八种的情况,Intserv、Diffserv和MPLS之间的服务映射见表一。下面结合集成模型上传输VoIP来对其QoS实现技术进行分析。
4.1 Intserv和Diffserv的集成
Intserv定义三种服务类型:
(1) 确保业务(Guaranteed Service, GS):可提供一种端到端的严格固定队列延迟的服务,确保带宽。
(2) 可控负载服务(Controlled-load Service, CL):比尽力服务要好,是一种相当于在负载不重的网络上进行的尽力而为的服务。
(3) 尽力服务(Best Effort,BE):传统的服务,没有在QoS保障。
对于属于GS的VoIP分组,MPLS网络必须能够识别并将它们从网络中的数据分组中区分出来,才能在MPLS网络上提供特别QoS支持。在Diffserv网络里,定义一种替代的报头域,叫做DS域,它替代IPv4 TOS字节(RFC 791)以及IPv6流量类字节。DS被分割为一个六比特的DSCP字段和一个两比特的CU(current unused)字段,DS域使用DSCP去选择每一个接口的PHB,CU字段还没分配,是为ECN(explicit congestion notification)预留的,可以用于前向/后向拥塞通知,这在帧中继网络中非常有用。当决定PHB应用到一个已收到的数据包时CU的作用被相应的DS接口忽略。
依据DSCP设置标记包的系统的能力,以同样的DSCP设置收集的包或以一个特定的方向发送的包将被集合成BA。从多种信息源或者应用传送来的包可以属于同样的BA。换句话说,当用SLA(service level agreement)或者策略映射配置时,PHB指的是在任何给定的属于BA的包上对包进行排序,队列,管理或者对节点修整的形为。PHB有四种类型,分别为default PHB、Class-Selector PHB、Assured Forwarding(Afny) PHB、Expedited Forwarding(EF) PHB 。
RSVP作为Diffserv的组件,提供一个保证带宽的服务,VoIP需要这种健壮(robust)的服务。而作为Diffserv的关键组成部件EF PHB,支持这种健壮的服务,并提供低丢失、低延迟、低抖动以及确定的带宽服务,很好满足VoIP的QoS的要求。在使用优先排队(priority queueing,PQ)以及类(或者BA)上速率限制时执行EF。在Diffserv网络中执行EF PHB时,它提供虚拟专用线路,或者额外的服务。因此,EF PHB是对VoIP这样要求低带宽,保证带宽,低时延,低抖动的应用是最理想的。
这样,通过DS域的使用,能够在BR/LER对语音的有效负载流量和信令流量指定不同的优先等级。语音缺省的DSCP为101110(RFC 2598),信令缺省的DSCP为011010(RFC 2597)。
#p#4.2 Diffserv和MPLS的集成
在MPLS网络里将服务定义为以下几类:
(1) Premium:对延时很敏感的一类,以PDA(peak data rate)速率最大可能的传递用户数据包,低于PDA的数据包将被丢弃。
(2) Olympic:对呑吐量很敏感的一类,由三种服务类组成:Gold,Silver以及Bronze。在每个类里有两个微处理级,网络至少以CDR(committed data rate)速率最大可能传递用户数据包,可以高于该速率,但如果低于该速率数据包传递的可能性就极小。
(3) Best Effort:网络里无QoS保证的服务类。
很显然,要将VoIP分组映射为Premium类,也就是须将封装VoIP的MPLS头中Exp字段映射成111,具有最高的服务等级。其实,如何将BA映射到LSP实质上是如何在MPLS分组头标中携带BA信息(DSCP)[7]。把一类具有相同队列处理要求、调度行为,但丢弃优先级不同的PHB定义为一个PHB调度类(PHB Scheduling Class, PSC)[8],那么这样映射实质上也是就是如何在MPLS头标中标识分组所属的PSC以及分组的丢弃优先级。IETF组织将LSP分为两类,即E-LSP和L-LSP。E-LSP定义8种BA,映射到MPLS标记的Exp字段超过8种BA时,定义为L-LSP,要联合使用Lable字段和Exp字段标识种类,可单独使用Exp字段表示丢弃优先级,但扩展性不如E-LSP。两种服务之间的映射关系见表一。
在MPLS网络中,提供无拥塞(较低的延迟、抖动和分组丢失率)LSP对VoIP业务至关重要的。在MPLS网络里存在一个这样的问题,就是路由器建立了-个LSP,却不能保证该路由器能够处理这个LSP的带宽要求,其它通过这个路由器的LSP可能会与它争夺相同的资源。MPLS网络采用RSVP技术,RSVP是一种与电路交换网络的呼叫建立非常类似的带宽预留技术,这样就可以在每个路由器为每个LSP预留带宽,这样从开始就避免了路由器的过度预订。此外,在为VoIP语音业务指定网络资源时,需要根据严格的计算,逐个链路进行,MPLS的流量工程可以胜任这种工作。流量工程利用RSVP为语音业务流预留资源,如果最短路径的资源不够,流量工程可以建立路由来传送业务。如果RSVP建立MPLS流量工程隧道,MPLS标记也可用于这种业务流。这些标记加上Exp比特,为话音流提供了一个简单、可扩展的标识方式。
本文首先对IP网络上的各种QoS服务模型进行了分析和比较,并着重分析了MPLS的工作原理,在此基础上深入研究了一种结合Intserv、Diffserv和MPLS的集成服务模型,特别分析了其边缘路由器和核心路由器的结构及功能。然后重点分析在集成模型上的传输VoIP的QoS实现技术,包括各服务类型之间的映射。随着技术和标准的不断成熟,伴随着“三网合一”的大潮,VoIP可望成为下一代电信基础设施结构的核心,使未来各电信业务统-到IP网上,如何更好地保证VoIP的QoS,还需要作更多的有益的探讨。
1、关闭一些全局的不安全服务如下:
  Finger
  Small Servers
  HTTP service
  Identification Service
  Source Routing
2、开启一些全局的安全服务如下:
  Password-encryption service
  Tuning of scheduler interval/allocation
  TCP synwait-time
  TCP-keepalives-in and tcp-kepalives-out
  SPD configuration
  No ip unreachables for null 0
3、关闭接口的一些不安全服务如下:
  Proxy-Arp
  Directed Broadcast
  Disables MOP service
  Disables icmp unreachables
  Disables icmp mask reply messages.
4、提供日志安全如下:
  Enables sequence numbers & timestamp
  Provides a console log
  Sets log buffered size
  Provides an interactive dialogue to configure the logging server ip address.
5、保护访问路由器如下:
  Checks for a banner and provides facility to add text to automatically configure:
  Login and password
  Transport input & output
  Exec-timeout
  Local AAA
  SSH timeout and ssh authentication-retries to minimum number
  Enable only SSH and SCP for access and file transfer to/from the router
6、保护转发Forwarding Plane
  Enables Cisco Express Forwarding (CEF) or distributed CEF on the router, when available
  Anti-spoofing
  Blocks all IANA reserved IP address blocks
  Blocks private address blocks if customer desires
  Installs a default route to NULL 0, if a default route is not being used
  Configures TCP intercept for connection-timeout, if TCP intercept feature is available and the user is interested
  Starts interactive configuration for CBAC on interfaces facing the Internet, when using a Cisco IOS Firewall image,
  Enables NetFlow on software forwarding platforms
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