MPLS 多协议标签交换

中文名称：多协议标签交换 英文名称：multi-protocol label switching;MPLS 定义：核心路由器利用含有边缘路由器在IP分组内提供的前向信息的标签(label)或标记(tag)实现网络层(3层)交换的一种交换方式。

目录

简介
协议结构
结构协议组
基于MPLS的VPN
 

转发等价类标签标签交换路由器标签发布协议标签交换路径参考信息MPLS的应用MPLS环路处理展开 多协议标签交换 （MPLS：Multi-Protocol Label Switching）

简介

　　多协议标签交换（MPLS）是一种用于快速数据包交换和路由的体系，它为网络数据流量提供了目标、路由、转发和交换等能力。更特殊的是，它具有管理各种不同形式通信流的机制。MPLS 独立于第二和第三层协议，诸如 ATM 和 IP。它提供了一种方式，将 IP 地址映射为简单的具有固定长度的标签，用于不同的包转发和包交换技术。它是现有路由和交换协议的接口，如 IP、ATM、帧中继、资源预留协议（RSVP）、开放最短路径优先（OSPF）等等。

 　　在 MPLS 中，数据传输发生在标签交换路径（LSP）上。LSP 是每一个沿着从源端到终端的路径上的结点的标签序列。现今使用着一些标签分发协议，如标签分发协议（LDP）、RSVP 或者建于路由协议之上的一些协议，如边界网关协议（BGP）及 OSPF。因为固定长度标签被插入每一个包或信元的开始处，并且可被硬件用来在两个链接间快速交换包，所以使数据的快速交换成为可能。 　　

MPLS 主要设计来解决网路问题，如网路速度、可扩展性、服务质量（QoS）管理以及流量工程，同时也为下一代 IP 中枢网络解决宽带管理及服务请求等问题。 　　

在这部分，我们主要关注通用 MPLS 框架。有关 LDP、CR-LDP 和 RSVP-TE 的具体内容可以参考个别文件。多协议标签交换MPLS最初是为了提高转发速度而提出的。与传统IP路由方式相比，它在数据转发时，只在网络边缘分析IP报文头，而不用在每一跳都分析IP报文头，从而节约了处理时间。 MPLS起源于IPv4（Internet Protocol version 4），其核心技术可扩展到多种网络协议，包括IPX（Internet Packet Exchange）、Appletalk、DECnet、CLNP（Connectionless Network Protocol）等。“MPLS”中的“Multiprotocol”指的就是支持多种网络协议。

协议结构

　　MPLS 标签结构： 20 23 24 32 bit 　　Label Exp S TTL 　　Label ― Label 值传送标签实际值。当接收到一个标签数据包时，可以查出栈顶部的标签值，并且系统知道：A、数据包将被转发的下一跳；B、在转发之前标签栈上可能执行的操作，如返回到标签进栈顶入口同时将一个标签压出栈；或返回到标签进栈顶入口然后将一个或多个标签推进栈。Exp ― 试用。预留以备试用。 　　

S ― 栈底。标签栈中最后进入的标签位置，该值为0，提供所有其它标签入栈。 正因为这个字段表明了 MPLS的标签理论上可以无限嵌套， 从而提供无限的业务支持能力。这是MPLS技术最大魅力所在。TTL ― 生存期字段（Time to Live），用来对生存期值进行编码。与IP报文中的TTL值功能类似，同样是提供一种防环机制

结构协议组

　　MPLS：相关信令协议，如 OSPF、BGP、ATM PNNI等。LDP：标签分发协议（Label Distribution Protocol） CR-LDP：基于路由受限标签分发协议（Constraint-Based LDP） 　　RSVP-TE：基于流量工程扩展的资源预留协议（resource Reservation Protocol – Traffic Engineering）

基于MPLS的VPN

　　传统的VPN一般是通过GRE（Generic Routing Encapsulation）、L2TP（Layer 2 Tunneling Protocol）、PPTP（Point to Point Tunneling Protocol）、IPSec协议等隧道协议来实现私有网络间数据流在公网上的传送。而LSP本身就是公网上的隧道，所以用MPLS来实现VPN有天然的优势。 　　

基于MPLS的VPN就是通过LSP将私有网络的不同分支联结起来，形成一个统一的网络，如图1-6所示。基于MPLS的VPN还支持对不同VPN间的互通控制。l CE（Customer Edge）是用户边缘设备，可以是路由器，也可以是交换机或主机； l PE（Provider Edge）是服务商边缘路由器，位于骨干网络。 在骨干网络中，还存在P（Provider），是服务提供商网络中的骨干路由器，不与CE直接相连。P设备只需要具备基本MPLS转发能力，不维护VPN信息。基于MPLS的VPN具有以下特点：l PE负责对VPN用户进行管理、建立各PE间LSP连接、同一VPN用户各分支间路由分派。 l PE间的路由分派通常是用LDP或扩展的BGP协议实现。l 支持不同分支间IP地址复用和不同VPN间互通。