VPLS為何而生
二十多年來，以太網(wǎng)交換技術(shù)一直統(tǒng)治著局域網(wǎng)，同時IP路由技術(shù)統(tǒng)治著運營商網(wǎng)絡(luò)。在這一時期，以太網(wǎng)不斷擴(kuò)展帶寬，并且憑借其簡單性和性價比，確立了自己作為城域和廣域網(wǎng)首選基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)的地位。用戶和運營商對以太網(wǎng)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的需求，促使以太網(wǎng)堅定地向統(tǒng)治局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的方向發(fā)展。
用戶由于以太網(wǎng)能夠滿足他們的要求而喜歡它。這些要求包括：
為提高生產(chǎn)力，整個企業(yè)需要更高的帶寬；
全球化造成的更大的地理距離必須通過更快速的網(wǎng)絡(luò)連接；
在企業(yè)內(nèi)部所有位置提供以太網(wǎng)應(yīng)用和服務(wù)，以最大限度地減少IT和培訓(xùn)費用的需要；
要求網(wǎng)絡(luò)迅速適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)所需的服務(wù)靈活性；
支持非基于IP的關(guān)鍵傳輸流；
消費者需要的一攬子服務(wù)：帶寬、電話、廣播視頻、視頻點播。
同樣，運營商因以太網(wǎng)能夠滿足他們的業(yè)務(wù)需要而喜歡它。這些要求包括：
通過滿足最終用戶的需要，增加用戶忠誠度；
減少資本支出，因為以太網(wǎng)端口具有比其他技術(shù)更高的性價比；
減少運營費用，因為以太網(wǎng)更靈活，配置起來更容易；
實現(xiàn)新的服務(wù)來獲得更多的收入和增加利潤。
上述用戶需要與運營商業(yè)務(wù)需要的結(jié)合點，是以太網(wǎng)服務(wù)發(fā)展的新趨向，這正是VPLS誕生的背景。
Internet的出現(xiàn)以及采用新技術(shù)而帶來的生產(chǎn)力提高，導(dǎo)致對更高帶寬和服務(wù)的需求。企業(yè)需要更高帶寬的定制服務(wù)，而消費者則需要像寬帶連接和視頻點播等服務(wù)。運營商必須在他們的目標(biāo)市場需求與他們業(yè)務(wù)的現(xiàn)實之間取得平衡。
對部署新服務(wù)的系統(tǒng)分析證明，ATM、SONET/SDH等傳統(tǒng)技術(shù)，盡管為人們所熟悉，但與運營商對自己網(wǎng)絡(luò)的設(shè)想并不吻合。它們建立在昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施上，基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)展時需要巨額投資。此外，復(fù)雜的管理和所有這些技術(shù)之間的多次切換會造成巨額運營開銷。
以太網(wǎng)服務(wù)的市場機(jī)會是顯而易見的，而且已經(jīng)出現(xiàn)。來自企業(yè)、用戶和調(diào)查研究的反饋展現(xiàn)了一個高速增長的市場。眾多早期采用者在部署這些服務(wù)上已經(jīng)取得了成功。運營商面臨如何回應(yīng)這些市場變化的挑戰(zhàn)。VPLS和以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施一道，為運營商推出新服務(wù)并實現(xiàn)贏利提供了最好的解決方案。降低資本和運營費用的好處，將迅速改善運營商的收入。此外，利用已有網(wǎng)絡(luò)的能力確保運營商對老技術(shù)的投資，可以創(chuàng)造更多的回報。
VPLS概述
VPLS是一種可以在以太網(wǎng)上提供上述諸多服務(wù)的解決方案。它利用以太網(wǎng)和MPLS的組合，來滿足運營商和用戶的需求。VPLS使分散在不同地理位置上的用戶網(wǎng)絡(luò)可以相互通信，就像它們直接相互連接在一起一樣，即廣域網(wǎng)變成對所有用戶位置是透明的。這種功能是由MPLS 2層VPN解決方案實現(xiàn)的。
在VPLS網(wǎng)絡(luò)中，每個用戶位置連接在MPLS網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點上。對于每一個用戶或虛擬專用網(wǎng)來說，由邏輯的點對點連接構(gòu)成的完整網(wǎng)絡(luò)是在骨干MPLS網(wǎng)絡(luò)上建立的。這使一個用戶位置可以直接看到屬于這位用戶的其他所有位置。惟一的MPLS標(biāo)記用于將一位用戶的傳輸流與另一位用戶的傳輸流隔離，并且用于將一項服務(wù)與另一項服務(wù)相分離。
這種分割使用戶可以從提供商那里獲得多種服務(wù)，而每一個服務(wù)都是為最終應(yīng)用定制的。例如，某位用戶的服務(wù)集合可以由VoIP、Internet接入以及可能兩個或更多的VPN服務(wù)構(gòu)成。第一個VPN服務(wù)可以在所有企業(yè)位置之間提供“寬數(shù)據(jù)”連接性并可為所有雇員所使用。而第二個VPN服務(wù)可以被限制在一個位置子集合之間進(jìn)行的某些金融交易上。所有這些服務(wù)都是通過VPLS惟一配置的，因此使它們具有獨特的質(zhì)量保障和安全屬性。
在VPLS網(wǎng)絡(luò)中，在各個PE(運營商網(wǎng)絡(luò)邊緣)之間建立全網(wǎng)狀的MPLS LSP(標(biāo)記交換路徑)，將二層以太網(wǎng)幀通過MPLS進(jìn)行封裝，通過MPLS交換將用戶以太網(wǎng)流量在各個PE之間進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，并與CE（用戶邊緣設(shè)備）連接，從而建立一個點對多點的以太網(wǎng)VPN。
PE設(shè)備將客戶的以太網(wǎng)幀封裝到MPLS包內(nèi)，MPLS包頭包含兩層標(biāo)記，其中外層標(biāo)記Tunnel Label標(biāo)識用來承載MPLS LSP，內(nèi)層標(biāo)記VC Label則代表不同虛擬電路，也就是不同的VPLS流量，這是一種偽線的封裝格式。因此在目的端PE(提供商邊緣路由器)設(shè)備終結(jié)LSP并彈出外層標(biāo)記之后，將會根據(jù)內(nèi)層VC Label來確定是屬于哪個VPLS實例的流量。
VPLS技術(shù)包括兩個層面：信令控制層和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層。
其中信令控制層的主要作用是通過使用信令協(xié)議在PE之間建立相應(yīng)的虛擬電路，換句話說，也就是對標(biāo)識VPLS實例的VC標(biāo)記進(jìn)行交換，使得各個PE設(shè)備能夠?qū)?SPAN lang="EN-US">VC標(biāo)記映射到不同的VPLS實例，從而對所收到的MPLS封裝的流量進(jìn)行識別。
在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層，每個PE為每個VPLS服務(wù)實例維護(hù)一個轉(zhuǎn)發(fā)信息庫（FIB），并且把已知的MAC地址加入到相應(yīng)的FIB表中。所有流量都基于MAC地址進(jìn)行交換，未知的數(shù)據(jù)包（如目的MAC地址仍未知）將廣播給所有參與該VPN的PE，直至目的站響應(yīng)且與該VPN相關(guān)的PE學(xué)習(xí)到該MAC地址。
VPLS的基本參考模型如圖1所示?？蛻粽军c通過服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)連接起來，服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)就像是一臺能夠?qū)W習(xí)的二層交換機(jī)。網(wǎng)絡(luò)中所有的PE用一個由隧道構(gòu)成的全網(wǎng)格連接在一起，每條隧道承載多條虛線路。虛線路是為一對PE之間的每一個提供的服務(wù)建立的點到點連接結(jié)構(gòu)。根據(jù)位置和客戶站點的數(shù)據(jù)，為客戶/服務(wù)建立的虛線路的數(shù)量可以從一個（用于只有兩個位置的客戶）到全網(wǎng)格（用于擁有連接在每一個PE的位置的客戶）。
網(wǎng)絡(luò)中的每一個PE能夠建立連接其他每個PE的隧道，并可以通過信令建立穿過這些隧道的虛線路。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)向最終用戶提供二層服務(wù)時，每個PE可以學(xué)習(xí)所有本地連接的MAC地址，并將學(xué)習(xí)到的遠(yuǎn)程地址與一條虛線路建立關(guān)聯(lián)。所有未知的單播、多播和廣播包被傳送給所有參與客戶VPN的PE。多播包像廣播包那樣處理，被傳播給客戶VPN中的所有PE。
