MPLS的基本概念

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　　編輯：xiaozhe
　　
　　 多協議標簽交換（Multi-protocol Label Switching）
　　是一種新的數據包交換機制，它使用第3層轉發信息啟動第2層分組交換，將第2層交換的高性能和第3層轉發的高擴展性融為一體。

　　MPLS依據網絡層協議為每個轉發等價類（FEC）分配標簽，數據包依據長度固定的短小標簽處理和轉發數據。每個轉發等價類通常情況下可以等同于一個目的地網絡，也可對應其他參數，如QoS和源地址。
　　MPLS使得在IP網絡中提供類似電路連接特性并提供業務的快速自愈能力成為可能，基于MPLS的 QoS能控制網絡帶寬、延遲、抖動和包丟失，以滿足多種不同業務對服務質量的要求。
　　MPLS的引入將改善網絡層路由技術和性能/價格比，提高網絡層的可縮放性，并在新路由服務拓展方面提供更大的靈活性，為運營商提供基于IP的增值服務。
　　
　　 FEC類別
　　FEC具體定義了每個IP包映射到哪條LSP上，并使用唯一的標簽值。每個FEC由一個或多個FEC單元來描述。每種FEC單元描述一組對應于特定LSP的IP包。當某條LSP由多個FEC單元共享時，LSP應在共享狀態發生改變的節點終止。
　　
　　 IP地址前綴（IP Address Prefix）
　　提供了一個含有一個或多個IP地址前綴的集合，符合其中一個或多個IP地址前綴的包被映射到相應的LSP；主機地址，以一個32位的IP地址作為單元。
　　
　　 控制組件
　　根據第三層路由協議通告，建立與鄰接的標記交換機之間創建、交換、維護標簽轉發信息，標簽綁定交換使用TDP或者LDP、CR-LDP(Nortel)、RSVP(構建TE)實現。
　　
　　 轉發組件
　　在入口路由器上，根據到目的地的IP地址，對應的標簽被分配并附加到數據包上。核心網絡的LSRs基于標簽轉發表對簡單的交換標簽信息進行檢索，以決定轉發路徑。在出口路由器上，標簽被移出，路由機制開始負責數據包的轉發工作
　　
　　 邊界標簽交換路由器（Edge LSR，Edge label switch router）
　　是進行包初始化及分類過程并賦予第一個標簽的設備。該設備可以是一個路由器或具有內建路由功能的交換機。
　　
　　 標簽交換路由器（LSR，Label switch router）
　　根據預先設置或計算好的路由表進行加了標簽的數據包的設備。它可以是交換機或路由器。
　　
　　 標簽分配協議（LDP，Label distribution protocol）
　　可以提供邊界和核心設備間的通信能力。它負責與路由協議（如OSPF、IS-IS、EIGRP、BGP等）協同為要建立標簽交換路徑（LSP，label switched paths）的邊界和核心設備分配標簽。
　　 標簽交換路徑（LSP，Label switched path）
　　由各端點間所分配的所有標簽定義的路徑。LSP既可以是動態的，也可以是靜態的
　　
　　 標簽（Label）
　　由數據包攜帶的，是用來標識FEC（轉發等價類）的數據，通常是在本地使用的。由LSR用來做轉發數據包依據的信息。具體標簽的傳送過程完全依賴于網絡的特性。在基于路由的網絡中，標簽被放置在IP頭前的單獨隔離的"shim"頭中。該頭部中除了標簽本身外，也攜帶著QoS信息。而在ATM網絡中，標簽被放在信元頭的虛擬通道標識/虛擬路徑標識（VCI/VPI，virtual channel identifier/virtual path identifier）域中。
　　
　　
　　MPLS技術簡述
　　MPLS技術簡述
　　
　　MPLS（Multi-protocol Label Switching-多協議標簽交換技術）是一種在開放的通信網上利用標簽引導數據高速、高效傳輸的新技術。它的價值在于能夠在一個無連接的網絡中引入連接模式的特性，預期將大大改善網絡層路由技術的性能/價格比，提高網絡的可伸縮性，并在新路由服務方面提供更大的靈活性（在不改變網絡轉發方案的情況下，提供允許添加新路由服務）；其主要優點是減少了網絡復雜性、兼容現有各種主流網絡技術。在提供IP業務時能確保QoS和安全性，具有流量工程能力。
　　MPLS體系結構描述了實現標記交換的機制，這種技術兼有第二層交換的分組轉發技術和第三層路由技術的優點。與第二層（FR/ATM）相似，MPLS給分組分配標簽，以便分組能夠在基于分組或信元的網絡中傳輸。數據單元攜帶長度固定的短小標簽，該標簽告訴分組路徑上的交換節點如何處理和轉發數據。
　　MPLS體系結構被分為兩個獨立的組件：轉發組件（數據層面）和控制組件（控制層面）。轉發組件使用標記交換機維護的標簽轉發數據庫，根據分組攜帶的標簽執行數據的轉發任務�？刂平M件負責在一組互聯的標記交換機之間創建和維護標簽轉發信息。
　　與傳統路由器類似，IP路由協議建立IP路由表。在傳統的IP路由器中，IP路由表用于提供Cisco快速轉發（CEF）IP使用的轉發緩存和IP轉發表。而在MPLS節點中，IP路由表被用于決定標簽綁定交換。對于基于目標地址的單播IP路由技術而言，標簽綁定交換是使用Cisco專用的標記分發協議（TDP）和IETF指定的標簽分發協議（LDP）實現的。
　　
　　MPLS的工作流程
　　MPLS的大概運作流程是：在入口邊界，進入的數據包經過處理被選擇并賦予標簽。而在MPLS網絡的內部，MPLS的內核解讀標簽、并用相應出標簽替換入標簽，然后轉發數據包。以上處理過程中有大量的分析、定級、過濾等密集型的芯片處理項目都一次性的在入口邊界上完成，而在MPLS網段中，所有的處理內容僅是根據攜帶的標簽來轉發數據包而已。最后在出口邊界上，標簽被從數據包上剝離，而數據包被轉發到最終的目的地。
　　因為所有的標簽處理都在邊界LSR上進行，內部P路由器僅僅做標簽交換，數據包不必在每一跳上都進行處理，這是與其他傳統協議的主要區別和優勢，也是加大網絡設備數據吞吐量的關鍵點。
　　
　　
　　MPLS的優勢
　　 MPLS在定長標簽的嚴格匹配下簡化了轉發過程，而且這個轉發的硬件基礎是便宜、成熟的ATM交換技術，這大大減少了設備制造商的研發投資，加快了MPLS設備的面市時間和產品的成熟穩定性；
　　
　　 由于MPLS將路由與分組轉發從IP網中分隔開來，這使得在MPLS網中可以通過修正轉發方法來推動路由技術的演進；新的路由技術可以在不間斷網絡運行的情況下直接應用到網絡中，而不必改動現有路由器上的轉發技術，這是以前的各種網絡技術不易做到的；
　　
　　 MPLS簡化了ATM與IP的集成技術，推動了它們的統一，從而起到平衡用戶在ATM和IP網上的巨大投資，消除了現有網絡的限制，由此減少了網絡維護成本和擴展性問題；
　　
　　 在MPLS網中可以直接使用顯式路由，這使得流量工程的應用變得簡單，增強了IP網絡流量控制和自愈恢復能力，為支持更多的新業務提供了保障；同時MPLS在保證連接可靠性的條件下取消了專線連接的要求，使得各種新業務可以在基于MPLS的IP網上實現；
　　
　　 MPLS技術進一步促進了網絡功能的劃分，它將復雜的事務處理推到網絡邊緣去完成，核心網只負責完成傳送功能；這有利于在一個大的網絡中維護IP協議的擴展性；
　　
　　 MPLS網絡中標簽堆棧的使用將龐大的路由表變得很小，極大地改善了路由擴展能力；
　　
　　 MPLS可用于多種鏈路層技術，做到對下層與上層的多協議，最大限度地兼顧了原有的各種技術。保護了現有投資和網絡資源，促進了網絡互連互通和網絡的融合；
　　
　　 MPLS能夠以無連接方式或顯式路由的方式提供面向連接的業務；這使得MPLS適用于動態遂道技術，并保障數據傳輸業務的QoS需求，而遂道技術是目前支持VPN業務的有效手段，QoS的保障是IP網上實現語音、實時多媒體信息傳輸的基礎；
　　
　　 作為綜合平臺，在語音方面，VoIP on MPLS實驗十分成功；在數據方面，它先天就能承載IP業務；在視頻方面，它已能承載多媒體應用；
　　
　　 與ATM相比，MPLS標準能更快地被接受是因為它是以軟件為主，運行在各種不同的網絡上，而ATM網則需要極大的軟、硬件投資。

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