【YD通讯标准】 多协议标记交换(MPLS)技术要求

ICS33.040.40
中华人民共和国通信行业标准
YD/T 1162.1--2005
代替 YD/T 1162.1-2001
多协议标记交换（MPLS）技术要求MultiProtocol Label Switching (MPLS ) technical requirements2005-09-01发布
2005-12-01实施
中华人民共和国信息产业部发布前苔
现范性引所这科
定义·
缩略谱
MPLS 体系结构r-
信令协议
标记的封装…
链璐爆支持
网管要求
迎缘节点的实现安求
核心节点的实现要求·
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YD/T 1162.1-2005
YD/T 1162.1-2005
本部分是多协议标记交换（MPLS）系列标准之一，本系列标准的结构和名称预计如下：1.YDTI162.1-2005多协议标记交换（MPLS）技术要求2.YDT1162.2-2001在ATM.上实现MPLS的技术要求3.YD/TI162.3-2001在顿中继上实现MPLS的技术要求4.YD/T1391.1-2005多协议标记交换（MPLS）测试方法5.在ATM上实现MPLS的测试方法
6.在顿中继上实现MPLS的测试方汰7.支持流量.工程的标记分发协议——RSVP-TE技术要求8.支持流量工程的标记分发协议一RSVP-TE测试方法本部分代替YD/T1162.1-2001《多协议标记交换（MPLS）总体技术要求》，与YDT1162.1-2001比主要变化郊下：
一删除了刘对流量工程的要求（该部分将单独制定新的标准）一增加了网管要求；
增加了对边缘节点和核心节点的功能要求，并对标记封装部分的内容进行补充完善，本部分与YD/T1391.1-2005多协议标记交换（MPLS）测试方法》配套使用。本部分由中国通信标准化协会提出并归口：本部分起草单位：信息产业部电信研究院中兴通讯股份有限公司
本部分主要起草人：英桦川辉黄春宏1范围
多协议标记交换（MPLS）技术要求YD/T1162.1-2005
部分规定了密协议标记交换（MPLS）的体系结构、信令协议、标记封装格式、网络管理以及边缘节点却核心节点的实现要求，其中信令部分只规定了MPLS的基本信令LDP，为了支持QS、流量！程技术而广泛使用的RSVP-T扫信令不在本标准的范围内：本部分适用」MPLS边缘点设备、MPLS域内节点设备、MPLS与特定链路层技术相结合的设备以皮 MPIS 网络e
2规范性引用文件
下列文件的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款：是口期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括助炭的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本，凡是不注几期的引用文件，其最新版本适用丁本部分。RFC3031
RHC:3032
RFC 3034
RHC3035
RFC3036
RFC 3037
RHC 3038
RFC 3063
RFC 3215
RFC:3270
RFC 3443
RFC 3469
RFC 3478
RFC 3479
RFC 3612
draft-ietf-mpls-isr-mib-14.Lxldraft-ietf-mpls-ftn-mib-09.xtdraft-ietf-mpls-tc-mib-10.txtdraft-ielf-mpls-mgmt-overview-(9.txtdraft-ietf-mpis-lc-if-mib-(l!.txt3定义
本部分采用下列定义。
MPLS 体系结构
MPLS标记线编码
在FR网络上使用标记交换的技术规范，MPLS使用LDP和ATMVC交换
LDP规范
LDP 可行性
ATM链路上 LDP 中的 VCID通知
MPIS环路防止机制
LDP 状态机
MPLS对不同业务的支持
MPLS网络中生存时间（TTL）的处理基于MPLS的恢复框架
标记分发协议的适度重启动机制标记分发协设的差错承受
LDP重启动机制的可行性
MPLS标记交换路中器管理信息库MPLS转发等价类到下一跳标记转发项（FFC-LO-NHIFE）的管理信息库
MPLS管理文本规范定义
MPLS旁理概述
MPLS标记控制ATM和帧中继管理接口定义1
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ATM 标记交换路由器【 ATM-LSR 1拥有一个或多个IC-ATM端口的LSR，它使用存放在VPIVCI字段内的标记值，在LC-ATM端口之简转发报文。
ATM-LSR 域 [ATM-LSR domain]
出-组彼此通过LC-ATM端门互连的ATM-LSR组成的MPLS域。数据链路连接表示符（DLCI）
用于标识顿中继链路的标记。
使用EXP字段的标记交换路径（E-LSP）IP业务等级或QoS要求被MPLS边缘设备映射到标记包的EXP，后续MPLS节点根据EXP字段做基于优先级的转发处理，以支持QoS。转发封装（ForwardingEncapsulation）有两种类型：一种使用MPLS封装类型（分为帧中继、ATM利通用3种类型）转发报文：另--种佳用网络层封装类型，即基于网络层报头（如利用、X等协议）转发报文，转发等价类【Forwordingequivalenceclass】以同-种方式转发的组L3分纠（例如，在周--路径上按同-转发处理对得。因此、转发等价类是可以安全地映射至同标记上的13分组集合，注意，用于某些原因可能会使米自单个等价类的分组映射至多个标记上（例如当不使用流合并时）。顿合并【Frame merge】
当其应用于基于媒体的帧操作时，则俯元交织的潜在问题就不存在了。顿中继标记交换路由器【FH-LSR】拥有个或多个1.C-FR端II的LSR，它使用存放在DLCI‘学段内的标记值，在LC-FR端I1之间转发报文。
FR-LSR 域 (FR-LSR domain)
由一组彼此通过I.C-FR端口互连的FR-LSR组成的MPLS域！入封装（ Input Encapsulation】当LSR从端口接收到报文时，该报文的MPIS封装类型（分为顺中继、ATM和通用3种类型）如果该报文没有使用MPLS封装，则此时报文的人封装为网络层封装类型（如等）入生存时间（ Input TTL )
当LSR 从端口接收到报义时，标记栈中顶层标记中的MPLS TTL段内的值即为人生存时间，如果该报文没有携带标记，则人生存时间为网络层（如I卫P）报头内所携带的TTL值，标记( Label
用于识别流的标志符，标志符是短而定长的，在物理上连续且只有本地意义。标记信息库（Label information base)包含标记绑定的借息库。
标记栈（Label stack】
标记的排序集合，
标记转换【Labelswap】
即基本的转发操作，包括检查输入标记以确定其输出标记.封装形式、输出端！门和其他数据处理信息2
标记交换（Labelswitching）
通过使用标记来识别要转发的数据流，允许数据的流水式转发。标记交换跳（Labelswitchedhop】在两个MPI5节点之间的一跳1使用标记转发：标记交换路径（Labelswitchedpath）YD/T 1162.1-2005
中一个或多个标记交换跳连接而成的路径，通过标记交换，分组可以从个MPLS节点转发全刃-个 MPLS 节点。
根据标记确定优先级的标记交换路径（L-LSP）MPLS网络节点使用支持MPI.S流量工程的信令（划！RSVP-TE）建立具有某种QoS能力的LSP，MPLS缴节点将具有QoS要求的P包映射到H有相应QoS能力的LSP1:传送，标记交换路由器【Label switched router】可以实范MPLS+描述的标记交换控制和转发的网络设备，能够转发标记包的MPIS节点层 2 ( Layer 2 )
层3的下一协议层，该层提供为层3所使用的业务。当短面定长的标记互换完成时，在该层中进行转发，而不考虑被检查的标记是ATMVPIVCI或是FRTICI层 3 ( Layer 3
IP和相关的路山协议工作的协议层。顿中继标记交换控制端口（LC-FR）个由标记交换控制模块控制的顿中继端口。逆过该端口转发的报文的标记值将存放在DLCI段内，链路层「Link layer】
意义与层2 相同。
环路检测 ( Loop detectian
·种处理环路的方法，允许产生环路，数据吗以注入环路中，但应提供检测坏路和中止环路的机制，环路防止（Loopprevention）
-种处理环路的方法，避免数据在环路上传送：环路生存（Loopsurvivat）
种处理环路的方法，数据可以在坏路上传送，但环路数据所消耗的网络资源总量将受到限制，。LSR 域 ( LSR domain )
司MPLS 域:
合并点（Mergepoint）
即多个流和交换路径合并成在单个路径上发送的单个流；在多条路径进入输出点之前没右合开的情况卡，输出点即为合并点。
MPLS核心标准（MPLS core standards）即描述MPLS核心技术的标准,
MPLS 域[MPLS domain
运行MPLS路由和转发，并处于某个路由或管理域中的节点的邻接集合。3
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MPLS边缘节点（MPLS edgenode)连接MPLS域和域外节点的MPLS节点，域外节点可以是不运行MPLS的节点和/或位于不同的域中。应注意，如果LSR--个不运行MPLS的相邻节点，则LSR是MPLS边缘节点：MPLS 出口节点（MPLS egress node）该MPLS 节点的作用是在业务离开MPLS域时对之进行处理MPLS 入口节点 ( MPLS ingress node )该MPILS节点的作用是在业务进人MPIS域时对之进行处理。MPLS 标记 [MPLS label]
标记放在 MPILS 分组头中用于识别流。MPLS节点（MPLSnode）
即运行MPLS协议的节点。MPLS节点将理解MPLS 控制协议，操作-个或多个L3 协议并能够转发基于标记的分组：MPLS节点也可以转发纯I3分组。VP 台并【 VP merge 】
应用」VP 上时的流合并，即将多个 VP 合并到一个VP 1.。在这种情况中，VC 必须是惟--的，以便通过VCI求区别来自不阅信源的信元：4缩略语
下列缩略语适用于本部分，
CR-LDP
Asynchronous Transfer Mode
Best Eforl
Borler Gateway Prutocol
Class of Service
Constraint Based Routing LDPConstrained Shortest Path FirstDelay Sensitive
Explicit Routing
Data Link Connection IdentifierDistant Vector Multicast Routing ProtocolForwording Equivalence ClassFrame Relay
Frame Relay Service
Fec Tu Nhlfe map
Intemet Group Management Protoco!Enterior Gatcway Protocol
Incoming Label Map
Internel Protocolbzxz.net
Intermet Service Provider
Label Information Base
异步转移模式
尽力而为
边界网关协议
业务类型
基十约束路山的 LDP 协议
带约束的最短路径优先
时延敏感
鼎式路由
数据链路连接标志符
距离向盘组播路山协议
转发等价类
帧中缔
顿中继业务
FEC 至 NHLFE 的狭射
互联网组管理协议
内部网关协议
人标记映射
联网协议
百联网业务提供者
标记信息库
5 MPLS 体系结构
Label Distrihuticn Protocol
Label Edge Router
Label Switchcd Path
Label Switching Router
Layer 2
Layer 3
Multicast Internet Protocol
Multicast OSPF
Multil'rotocol Label SwitchingMultipoint to Point Tree
Next Hop (NHRP) Clicnt
NextHopLabel ForwardingEntryNext Hop（NHRP）ResolvabilityProtocolNext Hop（NHRP） Server
Open Path First Shartest
Per Hop Behavior
Service Level Agreement
Quality of Service
downstream Router
Rendezvous Point
ResourceReservationProtocnl
upstream Router
Switched Virtual Circuit
Switched Virtual Path
Transmission Control ProtocolThroughput Sensitive
Tine-To-Live
User Datagran Protocol
Virtual Circuit
Virtual Circuit Identified
Virlual Path
Virtual Path Idcntificr
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标记分发协议
标签迅缘路由器
标记交换路径
标记交换路由器
组播百联网协议
组播OSPF
多协议标记交换
多点到点树
下-跳（NHRP）客广
下跳标记转发条月
下一跳（NHRP）解析协议
下--跳（NHRP）服务器
开放最短路径优先
每一跳行为
业务等级协定
服务质量
下游路出器
集合点
资源预留协议
上游路由器
交换式虚电路
交换式虚通路
传输控制协议
香咀量嫩感
生存时间
用户数据报协议
虚通路
虚通路标志符
虚通道
虚通道标志符
MPLS在IP路由和控制协议的基础」，提供面向连接（基于标记）的交换。MPLS如同个“垫层（ShimLayer），它用于向IP提供连接服务，而它白己又从L2（如PPP、ATM、Ethenet）得到链路层服务。MPLS尽期工作集中在IPv41:，但其核心技术可扩展到多种网络协议上（如IPv6、IPX、Appletalk、DECnet，CLNP等）MPLS不局限丁任何特定的链路层技术，它能在网络层实体间使用任意媒体传输网YYKAONYKACa-
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络层分组。
5.1MPLS网络的结构
MPLS网络的典型结构如图1所示，MPIS的基本组战单元是MPIS标记交换路由器（LSR由MPLSLSR构成的网络区域称为MPLS域，位于MPLS域边缘其他网络或用门相连的ISR称为边缘LSR（J,ER），而位于MPLS 域内部的ISR 则称为核心LSR。ISR 既叫以是专用的 MPIS LSR、也可以是ATM等交换机升级而成的ATM-ISR。MPLS网络的信令控制协议称为标记分发协议（LDP），LDP是通过 TCP和 UDP协议传送的，详见第 6 章。MPLS 网统与传统P 网络的不间之处主要在 」MPLS 域中使用了标记交换路由器，域内LSR之问使用MPLS协议进行通信，而在MPLS域的边缘则由MPLS边缘路由器进行与传统[P技术的适配：标记交换路径ISP)
MPLS进综路出器
图 1MPLS网络典型结构示意
5.2MPLS基本原理
MPT.S交换机
（MPIS路泪器或ATM交机）
探记交换的操作过程分为两个层面，即控制层面和数据层面：控制层面的主要功能是健路由：数据层函的主要功能是对P包进行标记封装和去封装，同时根据控制层而建立的路山转发标记包。在控制层面上要完成如下操作：，在传统路出协议（如OSPF等）形成的路山表的础上，LSR进行FEC 的划分·LSR 将标记绑定到 FEC I:;
：LSR通过标记分发协议（LDP）将标记与FEC的绑定关系分发到其他LSR，在LSR上形成标记转发路由表，同时成标记交换路径（LSP）在数据层面1要完成如下操作；
，边缘路由器接收IP包，判定P包所属的FFC，进行路由选择并给P包加上HEC的相应标记形成MPLS标记包，将其发往共他LSR；，在［SR构成的网中，ISR对标记分组不内进行任何第·层处理，只是依据分组F:的标记以肢标记转发表通过交换单元对其进行转发，同时完成机应的标记转换；，在MPLS出「1的路巾器1，将分组中的标记去掉后继续进行转发6
5.2.1控制层面的基本操作
5.2.1.1FEC的划分
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FEC是具有某些共性的数据流的集合，这些数据在转发过程中被LSR以相同的方式进处理，MPL中所有进人网络的分组都被划分成到某个FC，FEC可以根据地址，业务类型、优先级，QUS等要素来划分。
本标准列出了下列FEC单元的类型，根据需要还可以增加新的单元类型。1）地址前缀：在这类型、FFC单元是地址前缀，地止前缀的长度可以从0到完整的地址长度（P地址前长度可以足32比特）
2）主机地址：在这一类型，FEC单元是完整的主机地址（P左机地址长度可以是32比特）5.2.1.2将标记绑定到FEC
如果Ru和Rd为I.SR，当个分组为-个特定FECF的成员时，Ru同Rd之间达成一个绑定标记L与FFCF的协笼，即把该分组从Ru传送到Rl时，Ru在该分组上标I标记L，此时在Ru上L是表小FECF的输出标记，在Rd1则是表尔FECF的输人标记。每个LSR必须能够惟地解释其输人标记：如果对于从Ru传送到Rd的分组，Ru和Rd双方间意将标记L绑定到FECF上，则Ru为上游LSRRd为下游LSR。
Rd分发给Ru的标记I.与FECF的绑定可能具有一些相关的属性：当Ru作为下游LSR时，也分发标记L到FFC下的绑定，在某些情况下，可能会要求Ru也分发从Rd处收到的相应属性。绑定仅仪意味着在将分红从游节点传送到下游节点时，用特定的标记表示特定的FEC，开不意味着该FEC中的分组-一定要从这两个节点通过。在MPLS体系中，将特定标记绑定到特定FEC的决定出下游LSR作H，下游I.SR随后通知上游LSR即标记山下游指定，标记绑定按照从下游到上游的方向分发。5.2.1.3标记的分发
MPLS中使用的标记分发方式有两种：下游自主标记分发和下游按需标记分发。对于，个特定的FEC，下游LSR末从上游获得标记请求消息进行标记分配与分发的方式称为下游白主标记分配
对十一个特定的FEC，F游［LSR按照米自.F游LSR的标记请求消息进行标记分配与分发的方式称为下游按需标记分配：
具有标记分发邻接关系的游LSR和下游LSR之间必须对采用哪种标记分发方式达成一致。对I.SR的每个端口都需要进行配置，选择工作在下游自主或下游按需标记分发方式，并且在初始化的过程中还应当交换被此的标记分发方式。下游自主标记通告和下游按需标记分发方式的主要区别在于由哪个LSR负资发起标记映射请求和标记映射的通告进程。5.2.1.4LSP的建立
LSP的建立可以使用两种方式：独文LSP控制或有序LSP控制，这两种控制方式决定了LSR在LSP初始建立过程中的行为。
【使用独立ISP控制时，每个LSR识别特定FEC，独立决定将一个标记绑定到该FEC，并将该绑定分发给它的标记分发对等实体，每个LSR可以在任何时候向与之相逆的LSR通告标记映射。2）使用有序LSP控制时，当LSR为个FFC的出口LSR或者当LSR已经从个FFC的下-跳收到对成于该FFC的标记绑定时，该LSR才将标记绑定到该FEC上。在下列两种情况下需使用有序LSH7
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控制：
·要保证特定FEC中的业务流在具有某些特性的路径上传送：·建立T.SP后识别树应FEC。
3）LSP有序控制方式和独立控制方式应能够工操作。在一条LSP中，如果并非所有LSR均使用有序控制，则控制方式的整体效果为独立控制。4）LSR应支持两种控制方式之一，控制方式出I.SR本地选择。为了支持QuS，MPIS流量工程中可以使用RSVP-TE信令协议建立LSP，在控制平面保留带宽，LSP建立的路由决定都是通过IGP（TE扩展）和CSPF做出的。RSVP-TE有3种基本功能：路径的建立和维护、路径拆除、错误通告。RSVP-TE建立.LSP路径的基本过程如下：在隧道的首端为特定的IL.SP完成CSPF计算后，根据计算好的下一跳，首端向月的地发送Path消息；下游路由器接收到Path后，检查消息格式是否正确，检查该Path消息请求的带宽量（准人控制），如果能够满足请求，则该节点产生新的Path报文F发送到下个节点。当LSP的尾节点接收到该Path报文后，响应Resv消息，作为一个ACK返回给上游路器。Resv消息包含LSP路径上资源预留的确认，同时包含了给LSP分配的标签：RSVP-TE是一种软状态协议，需要通过定期在网络中发送刷新报文来更新它的保留。当保留事件超时的时候，都会发送请求，
为了保证标记包传送的可靠性，可以采用LSP的保护措施。主要有两种不同类型的保护方案，即路径保护和局部保护，其中局部保护可以分为链路保护和节点保护。实施路径保护时，要在首节点建立一条额外LSP，与现有ISP平行，利用额外LSP对现有LSP逊行备份保护，被保护的LSP称为主LSP，备份LSP与LSP应该沿若不的路径建立，以保证当主LSP失效时备份ISP不会同时受到影响。备份LSP需要提前建立，必须为备份LSP进行相应的带宽预留，而且备份LSP只有在主LSP失效后才能启用。实施扁部保护时，可来瓜两种方法，即点到点备份和设备备份。采用点到点备份时，被保护LSP和备份LSP建立了保护与被保扩护关系，当被保护的链路或者节点尖效后，上游路山器检测到该失效，立刻将通过被保护的LSP的数据流切换到预先建立好的备份LSP上，最大程度减少失效带求的损火。局部保扩也可以采用设备备份方式（例如1：W备份），出现故障时进行保护倒换。5.2.2数据层面的基本操作
5.2.2.1将分组指定到FEC
边缘路由器对接收的分组进行三层处理，将进人网络的每一个特定分组都指定到某个特定的FEC，这种指定只在分组进入网络时进行一次，后续路由器不再进行三层处埋，所有转发根据标记进行。5.2.2.2路径选择
路由选择是指LSR为某一FEC选择LSP，MPLS体系结构支持两种路由选择方法：逐跳路由和显式路由,
逐跳路由允许每个节点独立的为每个FEC选择下一跳点。，这是现有IP网上的·种通用方法。“逐跳路由LSP\指使用逐跳路由进行选路的LSP。存显式路由LSP中，每个LSR不能独守地选择下一跳，而是由LSP的人可或H口的单个LSR规定儿种或所有位于LSP中的LSR，荠单个LSR规定整个LSP中的所有LSR，则LSP是严格显式路由若单个LSR只规定LSP中的某些LSR，则LSP是“松散\显式路由。8
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在某些情况下，MPLS两个节点之间的某-业务有可能无法通过一条单独的链路或路径来承扣.MPI5流量程可以使用两条或多条LSP来承载同一个用户的IP业务流，合理地将用户业务流分摊在这些LSP之问，LSR要按照对多条乎行流量进行负载分配的策略，选择适当的路中转发标记包，以便实现多条平行的LSP上流量的负载均衡。路中选择完成之店，LSR将每个特定FFC映射到下--跳，同时将FFC 对成的标记加在分纠前边（称为标记分组），处理完成后将标记分组转发给其他ISR。5.2.2.3转发时的标记转换
在对个分组进行转发时，“下列过程称为标记转换：1）为了转发一个标记分组，LSR对标记线项的标记进行检查，将该标记唤射到-个NHLFE，使用NHLFE中的信息决定向哪里转发该分组，并完成分组的标记栈操作、随后，将新标记栈编码后放人该分组，对该分组进行转发。
2）为了转发一个无称记分红，ISR分析分组的网络层分组头，确定分组的FFC。随后将该FFC映射到一个NHIL.FF。LSR使用NHLFT中的信息决定问娜里转发该分组，并完成分组的标记栈操作，将新称记秘编码后放人分中，刘该分组进行转发在进行标记替换时，可以从NHLFE获得下列信息：1）转发分组的下一跳节点.:
2在转发分组前需要刘标记栈执行的操作：可能进行的操作包括：：用另：标记条目替代当前栈顶的标记条日；■从标记栈中弹出：个条日；
，将：到多个条H儿人标记栈取代当前的栈顶标记，3】该标记分组所需的输出数据链路封装。4）正确转发该标记分组可能需要的力他一些信息：5.3MPLS整体部署
MPLS 部署适用于顺模式的路山器组网，同样也活用丁信元模式的ATM 网络在顿模式接口1运行MPLS耐，路出器以独立控制力式为正路由前缀分配标签并主动提供下游标签分配，用作LSR的路由器采取自由标记存储其LDP邻居收到的所有标签。采用标签独文分发方式利自山保留模式的路由器会使用较多的内存空间，但在网络出现故障店能够提供更快的L.SP的聚集和建立，业务LSR可以在任意时间建立和宵告标签绑定，而没有控制消息在网络中传递的延巡。在支持MPLS信令的AIM网络环境下部署MPLS时，信元交换根据ATM信元头中的VPVVCI值进行，栈项的MPLS标签被编码到ATM信元头中，MPLS标签头的栈顶标签设置为0，因为在ATM网络穿越附不使附。标签在ATM网络中采用有序，下游按需分配标签，以使跨趣IC-ATM接口使用的VC最少同时防止信范交错。对网络中支持VC合并的ATM交换机，对下所有的1游邻居可以使用相同的下游标签以节省跨越LC-ATM接口使用的VC.：对MPLS跨越传统顿继网络或是只支持ATM永久VC的ATM网络，MPLS部署在与WAN网络直接相连的路出器之间运行，已有的WAN交换机仅用来传输标记分组。对于信元模式ATMMPLS和帧模式MPLS的组网情况，允许在同一网络以上两种体系结构下LSP百操作的共存。下游按需标记分发和下游自主标记分发技术可以在同--网络中同时使用。在个核心骨十网络中实施MPLS可以扩展传统网络的流量工程能力。MPLS流量工程允许网络管o
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