MPLS 多協(xié)議標簽交換

中文名稱：多協(xié)議標簽交換 英文名稱：multi-protocol label switching;MPLS 定義：核心路由器利用含有邊緣路由器在IP分組內(nèi)提供的前向信息的標簽(label)或標記(tag)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層(3層)交換的一種交換方式。

目錄

簡介
協(xié)議結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)協(xié)議組
基于MPLS的VPN
 

轉(zhuǎn)發(fā)等價類標簽標簽交換路由器標簽發(fā)布協(xié)議標簽交換路徑參考信息MPLS的應(yīng)用MPLS環(huán)路處理展開 多協(xié)議標簽交換 （MPLS：Multi-Protocol Label Switching）

簡介

　　多協(xié)議標簽交換（MPLS）是一種用于快速數(shù)據(jù)包交換和路由的體系，它為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量提供了目標、路由、轉(zhuǎn)發(fā)和交換等能力。更特殊的是，它具有管理各種不同形式通信流的機制。MPLS 獨立于第二和第三層協(xié)議，諸如 ATM 和 IP。它提供了一種方式，將 IP 地址映射為簡單的具有固定長度的標簽，用于不同的包轉(zhuǎn)發(fā)和包交換技術(shù)。它是現(xiàn)有路由和交換協(xié)議的接口，如 IP、ATM、幀中繼、資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）、開放最短路徑優(yōu)先（OSPF）等等。

 　　在 MPLS 中，數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生在標簽交換路徑（LSP）上。LSP 是每一個沿著從源端到終端的路徑上的結(jié)點的標簽序列。現(xiàn)今使用著一些標簽分發(fā)協(xié)議，如標簽分發(fā)協(xié)議（LDP）、RSVP 或者建于路由協(xié)議之上的一些協(xié)議，如邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（BGP）及 OSPF。因為固定長度標簽被插入每一個包或信元的開始處，并且可被硬件用來在兩個鏈接間快速交換包，所以使數(shù)據(jù)的快速交換成為可能。 　　

MPLS 主要設(shè)計來解決網(wǎng)路問題，如網(wǎng)路速度、可擴展性、服務(wù)質(zhì)量（QoS）管理以及流量工程，同時也為下一代 IP 中樞網(wǎng)絡(luò)解決寬帶管理及服務(wù)請求等問題。 　　

在這部分，我們主要關(guān)注通用 MPLS 框架。有關(guān) LDP、CR-LDP 和 RSVP-TE 的具體內(nèi)容可以參考個別文件。多協(xié)議標簽交換MPLS最初是為了提高轉(zhuǎn)發(fā)速度而提出的。與傳統(tǒng)IP路由方式相比，它在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時，只在網(wǎng)絡(luò)邊緣分析IP報文頭，而不用在每一跳都分析IP報文頭，從而節(jié)約了處理時間。 MPLS起源于IPv4（Internet Protocol version 4），其核心技術(shù)可擴展到多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，包括IPX（Internet Packet Exchange）、Appletalk、DECnet、CLNP（Connectionless Network Protocol）等。“MPLS”中的“Multiprotocol”指的就是支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

協(xié)議結(jié)構(gòu)

　　MPLS 標簽結(jié)構(gòu)： 20 23 24 32 bit 　　Label Exp S TTL 　　Label ― Label 值傳送標簽實際值。當接收到一個標簽數(shù)據(jù)包時，可以查出棧頂部的標簽值，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)之前標簽棧上可能執(zhí)行的操作，如返回到標簽進棧頂入口同時將一個標簽壓出棧；或返回到標簽進棧頂入口然后將一個或多個標簽推進棧。Exp ― 試用。預(yù)留以備試用。 　　

S ― 棧底。標簽棧中最后進入的標簽位置，該值為0，提供所有其它標簽入棧。 正因為這個字段表明了 MPLS的標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。TTL ― 生存期字段（Time to Live），用來對生存期值進行編碼。與IP報文中的TTL值功能類似，同樣是提供一種防環(huán)機制

結(jié)構(gòu)協(xié)議組

　　MPLS：相關(guān)信令協(xié)議，如 OSPF、BGP、ATM PNNI等。LDP：標簽分發(fā)協(xié)議（Label Distribution Protocol） CR-LDP：基于路由受限標簽分發(fā)協(xié)議（Constraint-Based LDP） 　　RSVP-TE：基于流量工程擴展的資源預(yù)留協(xié)議（resource Reservation Protocol – Traffic Engineering）

基于MPLS的VPN

　　傳統(tǒng)的VPN一般是通過GRE（Generic Routing Encapsulation）、L2TP（Layer 2 Tunneling Protocol）、PPTP（Point to Point Tunneling Protocol）、IPSec協(xié)議等隧道協(xié)議來實現(xiàn)私有網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)流在公網(wǎng)上的傳送。而LSP本身就是公網(wǎng)上的隧道，所以用MPLS來實現(xiàn)VPN有天然的優(yōu)勢。 　　

基于MPLS的VPN就是通過LSP將私有網(wǎng)絡(luò)的不同分支聯(lián)結(jié)起來，形成一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)，如圖1-6所示?；贛PLS的VPN還支持對不同VPN間的互通控制。l CE（Customer Edge）是用戶邊緣設(shè)備，可以是路由器，也可以是交換機或主機； l PE（Provider Edge）是服務(wù)商邊緣路由器，位于骨干網(wǎng)絡(luò)。 在骨干網(wǎng)絡(luò)中，還存在P（Provider），是服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)中的骨干路由器，不與CE直接相連。P設(shè)備只需要具備基本MPLS轉(zhuǎn)發(fā)能力，不維護VPN信息。基于MPLS的VPN具有以下特點：l PE負責對VPN用戶進行管理、建立各PE間LSP連接、同一VPN用戶各分支間路由分派。 l PE間的路由分派通常是用LDP或擴展的BGP協(xié)議實現(xiàn)。l 支持不同分支間IP地址復(fù)用和不同VPN間互通。