MPLS技術(shù)簡介
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MPLS是一種提供高性價(jià)比和多業(yè)務(wù)能力的交換技術(shù)。
多協(xié)議標(biāo)簽交換（Multi-Protocol Label Switching，MPLS）是新一代的IP高速骨干網(wǎng)絡(luò)交換標(biāo)準(zhǔn)，由因特網(wǎng)工程任務(wù)組（Internet Engineering Task Force，IETF）提出。[1]采用MPLS技術(shù)可以提供靈活的流量工程、虛擬專網(wǎng)等業(yè)務(wù)，同時(shí)，MPLS也是能夠完成涉及多層網(wǎng)絡(luò)集成控制與管理的技術(shù)。
MPLS技術(shù)是從思科的標(biāo)記交換演變而來的。MPLS在網(wǎng)絡(luò)的入口邊緣標(biāo)簽路由器（Ingress LSR）為每一個(gè)數(shù)據(jù)包加上一個(gè)固定長度的標(biāo)簽，核心路由器根據(jù)標(biāo)簽值進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，在出口邊緣標(biāo)簽路由器（Egress LSR）再恢復(fù)成原來的IP數(shù)據(jù)包。由于是根據(jù)固定長度的標(biāo)簽搜索目的地址，所以MPLS能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)，這也是提出MPLS的初衷。
隨著路由器性能的不斷提升，MPLS技術(shù)已不再是實(shí)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)發(fā)的技術(shù)，但是其在組建VPN和TE方面的應(yīng)用越來越多。
MPLS概述
MPLS是利用標(biāo)記（label）進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的。當(dāng)分組進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要為其分配固定長度的短的標(biāo)記，并將標(biāo)記與分組封裝在一起，在整個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)過程中，交換節(jié)點(diǎn)僅根據(jù)標(biāo)記進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
MPLS 獨(dú)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(biāo)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(biāo)簽交換路徑（LSP）上。LSP是每一個(gè)沿著從源端到終端的路徑上的結(jié)點(diǎn)的標(biāo)簽序列。
MPLS 主要設(shè)計(jì)來解決網(wǎng)路問題，如網(wǎng)路速度、可擴(kuò)展性、服務(wù)質(zhì)量（QoS）管理以及流量工程，同時(shí)也為下一代IP 中樞網(wǎng)絡(luò)解決寬帶管理及服務(wù)請(qǐng)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(gè)別文件。
多協(xié)議標(biāo)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(shí)，只在網(wǎng)絡(luò)邊緣分析IP報(bào)文頭，而不用在每一跳都分析IP報(bào)文頭，從而節(jié)約了處理時(shí)間。
MPLS起源于IPv4（Internet Protocol version 4），其核心技術(shù)可擴(kuò)展到多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，包括IPX（Internet Packet Exchange）、Appletalk、DECnet、CLNP（Connectionless Network Protocol）等?！癕PLS”中的“Multiprotocol”指的就是支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
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協(xié)議結(jié)構(gòu)
標(biāo)簽結(jié)構(gòu)
Label―Label 值傳送標(biāo)簽實(shí)際值。當(dāng)接收到一個(gè)標(biāo)簽數(shù)據(jù)包時(shí)，可以查出棧頂部的標(biāo)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(biāo)簽棧上可能執(zhí)行的操作，如返回到標(biāo)簽進(jìn)棧頂入口同時(shí)將一個(gè)標(biāo)簽壓出棧；或返回到標(biāo)簽進(jìn)棧頂入口然后將一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽推進(jìn)棧。
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協(xié)議組
MPLS：相關(guān)信令協(xié)議，如 OSPF、BGP、ATM PNNI等。
LDP：標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議（Label Distribution Protocol）。
CB-LDP：基于路由受限標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議（Constraint-Based LDP）。
RSVP-TE：基于流量工程擴(kuò)展的資源預(yù)留協(xié)議（resource Reservation Protocol – Traffic Engineering）。
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MPLS分類
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(shí)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(shí)現(xiàn)VPN有天然的優(yōu)勢。
MPLS VPN是指利用MPLS在IP骨干網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建VPN的技術(shù)。VPN的實(shí)質(zhì)就是在公網(wǎng)上像私有專用網(wǎng)一樣傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，這就需要在公網(wǎng)上建立一條隧道，讓數(shù)據(jù)報(bào)文通過隧道直達(dá)目的地，從而達(dá)到私有專用網(wǎng)絡(luò)的效果。概括地講，MPLS VPN就是采用MPLS建立的LSP作為公網(wǎng)隧道來傳輸私網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的。
MPLS VPN的基本模型主要由以下三種角色構(gòu)成：
CE（Customer Edge）：用戶網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備，有接口直接與服務(wù)提供商SP（Service Provider）網(wǎng)絡(luò)相連，用戶的VPN站點(diǎn)（Site）通過CE連接到SP網(wǎng)絡(luò)。CE可以是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，也可以是一臺(tái)主機(jī)。通常情況下，CE“感知”不到VPN的存在，也不需要支持MPLS。
PE（Provider Edge）：是服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)的邊緣設(shè)備，與CE直接相連。在MPLS網(wǎng)絡(luò)中，PE設(shè)備作為LSR，對(duì)MPLS和VPN的所有處理都發(fā)生在PE上，對(duì)PE性能要求較高。
P（Provider）：服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)中的骨干設(shè)備，不與CE直接相連。在MPLS網(wǎng)絡(luò)中，P設(shè)備作為LSR，只需要處理MPLS，不維護(hù)VPN信息。
MPLS VPN的基本模型
MPLS VPN充分利用了MPLS的技術(shù)優(yōu)勢，是目前應(yīng)用最廣泛的VPN技術(shù)。從用戶角度來看，MPLS VPN具有如下價(jià)值：
一個(gè)MPLS標(biāo)簽對(duì)應(yīng)一個(gè)指定業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)流（特定FEC），非常有利于不同用戶業(yè)務(wù)的隔離。
MPLS可以提供流量工程和QoS能力，用戶可以借助MPLS最大限度地優(yōu)化VPN網(wǎng)絡(luò)的資源配置。
MPLS VPN還能提供靈活的策略控制，滿足不同用戶的特殊要求，快速實(shí)現(xiàn)增值服務(wù)。
QoS
NE80E支持基于MPLS的流量工程和差分服務(wù)Diff-Serv特性，在保證網(wǎng)絡(luò)高利用率的同時(shí)，可以根據(jù)不同數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級(jí)實(shí)現(xiàn)差別服務(wù)，從而為語音，視頻數(shù)據(jù)流提供有帶寬保證的低延時(shí)、低丟包率的服務(wù)。
由于全網(wǎng)實(shí)施流量工程的難度比較大，因此，在實(shí)際的組網(wǎng)方案中往往通過差分服務(wù)模型來實(shí)施QoS。
Diff-Serv的基本機(jī)制是在網(wǎng)絡(luò)邊緣，根據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求將該業(yè)務(wù)映射到一定的業(yè)務(wù)類別中，利用IP分組中的DS（Differentiated Service）字段（由ToS域而來）唯一的標(biāo)記該類業(yè)務(wù)；然后，骨干網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)根據(jù)該字段對(duì)各種業(yè)務(wù)采取預(yù)先設(shè)定的服務(wù)策略，保證相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量。
Diff-Serv對(duì)服務(wù)質(zhì)量的分類和標(biāo)簽機(jī)制與MPLS的標(biāo)簽分配十分相似，事實(shí)上，基于MPLS的Diff-Serv就是通過將DS的分配與MPLS的標(biāo)簽分配過程結(jié)合來實(shí)現(xiàn)的。
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MPLS工作過程
1.? LDP和傳統(tǒng)路由協(xié)議（如OSPF、ISIS等）一起，在各個(gè)LSR中為有業(yè)務(wù)需求的FEC建立路由表和標(biāo)簽映射表；
2. 入節(jié)點(diǎn)Ingress接收分組，完成第三層功能，判定分組所屬的FEC，并給分組加上標(biāo)簽，形成MPLS標(biāo)簽分組，轉(zhuǎn)發(fā)到中間節(jié)點(diǎn)Transit；
3. Transit根據(jù)分組上的標(biāo)簽以及標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，不對(duì)標(biāo)簽分組進(jìn)行任何第三層處理；
4. 在出節(jié)點(diǎn)Egress去掉分組中的標(biāo)簽，繼續(xù)進(jìn)行后面的轉(zhuǎn)發(fā)。
由此可以看出，MPLS并不是一種業(yè)務(wù)或者應(yīng)用，它實(shí)際上是一種隧道技術(shù)，也是一種將標(biāo)簽交換轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)層路由技術(shù)集于一身的路由與交換技術(shù)平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)不僅支持多種高層協(xié)議與業(yè)務(wù)，而且，在一定程度上可以保證信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>
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MPLS體系結(jié)構(gòu)
MPLS網(wǎng)絡(luò)是指由運(yùn)行MPLS協(xié)議的交換節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域。這些交換節(jié)點(diǎn)就是MPLS標(biāo)記交換路由器，按照它們?cè)贛PLS網(wǎng)絡(luò)中所處位置的不同，可劃分為MPLS標(biāo)記邊緣路由器（LER: label edge router）和MPLS標(biāo)記核心路由器（LSR:label switching router）。顧名思義，LER位于MPLS網(wǎng)絡(luò)邊緣與其他網(wǎng)絡(luò)或者用戶相連；LSR位于MPLS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部。兩類路由器的功能因其在網(wǎng)絡(luò)中位置的不同而略有差異。
在MPLS的體系結(jié)構(gòu)中：
控制平面（Control Plane）之間基于無連接服務(wù)，利用現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)；
轉(zhuǎn)發(fā)平面（Forwarding Plane）也稱為數(shù)據(jù)平面（Data Plane），是面向連接的，可以使用ATM、幀中繼等二層網(wǎng)絡(luò)。
MPLS使用短而定長的標(biāo)簽（label）封裝分組，在數(shù)據(jù)平面實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)發(fā)。
在控制平面，MPLS擁有IP網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大靈活的路由功能，可以滿足各種新應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求。
對(duì)于核心LSR，在轉(zhuǎn)發(fā)平面只需要進(jìn)行標(biāo)簽分組的轉(zhuǎn)發(fā)。
對(duì)于LER，在轉(zhuǎn)發(fā)平面不僅需要進(jìn)行標(biāo)簽分組的轉(zhuǎn)發(fā)，也需要進(jìn)行IP分組的轉(zhuǎn)發(fā)，前者使用標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表LFIB，后者使用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)表FIB（Forwarding Information Base）。
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MPLS路由協(xié)議
LDP利用路由轉(zhuǎn)發(fā)表建立LSP。
LDP通過逐跳方式建立LSP時(shí)，利用沿途各LSR路由轉(zhuǎn)發(fā)表中的信息來確定下一跳，而路由轉(zhuǎn)發(fā)表中的信息一般是通過IGP、BGP等路由協(xié)議收集的。LDP并不直接和各種路由協(xié)議關(guān)聯(lián)，只是間接使用路由信息。
通過已有協(xié)議的擴(kuò)展支持MPLS標(biāo)簽分發(fā)。
雖然LDP是專門用來實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽分發(fā)的協(xié)議，但LDP并不是唯一的標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議。通過對(duì)BGP、RSVP（Resource Reservation Protocol）等已有協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展，也可以支持MPLS標(biāo)簽的分發(fā)。
通過某些路由協(xié)議的擴(kuò)展支持MPLS應(yīng)用。
在MPLS的應(yīng)用中，也可能需要對(duì)某些路由協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展。例如，基于MPLS的VPN應(yīng)用需要對(duì)BGP進(jìn)行擴(kuò)展，使BGP能夠傳播VPN的路由信息；基于MPLS的流量工程TE（Traffic Engineering）需要對(duì)OSPF或IS-IS協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展，以攜帶鏈路狀態(tài)信息。
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轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類
MPLS作為一種分類轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，將具有相同轉(zhuǎn)發(fā)處理方式的分組歸為一類，稱為轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類FEC（Forwarding Equivalence Class）。相同轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類的分組在MPLS網(wǎng)絡(luò)中將獲得完全相同的處理。
轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類的劃分方式非常靈活，可以是源地址、目的地址、源端口、目的端口、協(xié)議類型、VPN等的任意組合。例如，在傳統(tǒng)的采用最長匹配算法的IP轉(zhuǎn)發(fā)中，到同一個(gè)目的地址的所有報(bào)文就是一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類。
標(biāo)簽
標(biāo)簽是一個(gè)長度固定、只具有本地意義的短標(biāo)識(shí)符，用于唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)分組所屬的轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類FEC。在某些情況下，例如要進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)，對(duì)應(yīng)一個(gè)FEC可能會(huì)有多個(gè)標(biāo)簽，但是一個(gè)標(biāo)簽只能代表一個(gè)FEC。
標(biāo)簽由報(bào)文的頭部所攜帶，不包含拓?fù)湫畔ⅲ痪哂芯植恳饬x。
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標(biāo)簽共有4個(gè)域：
1.Label：20比特，標(biāo)簽值字段，用于轉(zhuǎn)發(fā)的指針。
2.Exp：3比特，保留，用于試驗(yàn)，現(xiàn)在通常用做CoS（Class of Service）。
3.S：1比特，棧底標(biāo)識(shí)。MPLS支持標(biāo)簽的分層結(jié)構(gòu)，即多重標(biāo)簽，S值為1時(shí)表明為最底層標(biāo)簽。
4.TTL：8bit的TTL表示生存期字段（Time?to?Live），用來對(duì)生存期值進(jìn)行編碼，并防止數(shù)據(jù)在網(wǎng)上形成環(huán)路。
標(biāo)簽與ATM的VPI/VCI以及Frame Relay的DLCI類似，是一種連接標(biāo)識(shí)符。
如果鏈路層協(xié)議具有標(biāo)簽域，如ATM的VPI/VCI或Frame Relay的DLCI，則標(biāo)簽封裝在這些域中。
如果鏈路層協(xié)議沒有標(biāo)簽域，則標(biāo)簽封裝在鏈路層和IP層之間的一個(gè)墊層中。
Frame mode：幀模式。
Cell mode：信元模式。
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標(biāo)簽交換路由器
標(biāo)簽交換路由器LSR（Label Switching Router）是MPLS網(wǎng)絡(luò)中的基本元素，所有LSR都支持MPLS協(xié)議。
LSR由兩部分組成：控制單元和轉(zhuǎn)發(fā)單元。
控制單元負(fù)責(zé)標(biāo)簽的分配、路由的選擇、標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表的建立、標(biāo)簽交換路徑的建立、拆除等工作。
轉(zhuǎn)發(fā)單元?jiǎng)t依據(jù)標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表對(duì)收到的分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
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標(biāo)簽發(fā)布
標(biāo)簽發(fā)布協(xié)議是MPLS的控制協(xié)議，它相當(dāng)于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的信令協(xié)議，負(fù)責(zé)FEC的分類、標(biāo)簽的分配以及LSP的建立和維護(hù)等一系列操作。
MPLS可以使用多種標(biāo)簽發(fā)布協(xié)議。
包括專為標(biāo)簽發(fā)布而制定的協(xié)議，例如：LDP（Label Distribution Protocol）、CR-LDP（Constraint-Routing Label Distribution Protocol）。
也包括現(xiàn)有協(xié)議擴(kuò)展后支持標(biāo)簽發(fā)布的，例如：BGP（Border Gateway Protocol）、RSVP（Resource Reservation Protocol）。
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標(biāo)簽交換路徑
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一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類在MPLS網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過的路徑稱為標(biāo)簽交換路徑LSP（Label Switched Path）。
LSP在功能上與ATM和Frame Relay的虛電路相同，是從入口到出口的一個(gè)單向路徑。LSP中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)由LSR組成，根據(jù)數(shù)據(jù)傳送的方向，相鄰的LSR分別稱為上游LSR和下游LSR。
標(biāo)簽交換路徑LSP分為靜態(tài)LSP和動(dòng)態(tài)LSP兩種。靜態(tài)LSP由管理員手工配置，動(dòng)態(tài)LSP則利用路由協(xié)議和標(biāo)簽發(fā)布協(xié)議動(dòng)態(tài)產(chǎn)生。
位于MPLS域邊緣、連接其它用戶網(wǎng)絡(luò)的LSR稱為邊緣LSR，即LER（Label Edge Router），區(qū)域內(nèi)部的LSR稱為核心LSR。核心LSR可以是支持MPLS的路由器，也可以是由ATM交換機(jī)等升級(jí)而成的ATM-LSR。域內(nèi)部的LSR之間使用MPLS通信，MPLS域的邊緣由LER與傳統(tǒng)IP技術(shù)進(jìn)行適配。
分組被打上標(biāo)簽后，沿著由一系列LSR構(gòu)成的標(biāo)簽交換路徑LSP傳送，其中，入節(jié)點(diǎn)LER被稱為Ingress，出節(jié)點(diǎn)LER被稱為Egress，中間的節(jié)點(diǎn)則稱為Transit。
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MPLS技術(shù)特點(diǎn)
1.充分采用原來的IP路由，在此基礎(chǔ)上加以改進(jìn)；保證了MPLS網(wǎng)絡(luò)路由具有靈活性的特點(diǎn)。
2.采用ATM的高效傳輸交換方式，拋棄了復(fù)雜的ATM信令，無縫地將IP技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)融合到ATM的高效硬件轉(zhuǎn)發(fā)中。
3.MPLS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸和路由計(jì)算分開，是一種面向連接的傳輸技術(shù)，能夠提供有效的QOS保證。
4.MPLS不但支持多種網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)，而且是一種與鏈路層無關(guān)的技術(shù)，它同時(shí)支持X.25 幀中繼 ATM PPP SDH DWDM 等，保證了多種網(wǎng)絡(luò)的互連互通，使得各種不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)統(tǒng)一在同一各MPLS平臺(tái)上。
5.MPLS支持大規(guī)模層次化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有良好的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性。
6.MPLS的標(biāo)簽合并機(jī)制支持不同數(shù)據(jù)流的合并傳輸。
7.MPLS支持流量工程 COS QOS 和大規(guī)模的虛擬專用網(wǎng)。
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MPLS工作原理
MPLS是基于標(biāo)記的IP路由選擇方法。這些標(biāo)記可以被用來代表逐跳式或者顯式路由，并指明服務(wù)質(zhì)量(QoS)、虛擬專網(wǎng)以及影響一種特定類型的流量(或一個(gè)特殊用戶的流量)在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸方式等各類信息。MPLS采用簡化了的技術(shù)，來完成第三層和第二層的轉(zhuǎn)換。它可以提供每個(gè)IP數(shù)據(jù)包一個(gè)標(biāo)記，將之與IP數(shù)據(jù)包封裝于新的MPLS數(shù)據(jù)包，由此決定IP數(shù)據(jù)包的傳輸路徑以及優(yōu)先順序，而與MPLS兼容的路由器會(huì)在將IP數(shù)據(jù)包按相應(yīng)路徑轉(zhuǎn)發(fā)之前僅讀取該MPLS數(shù)據(jù)包的包頭標(biāo)記，無須再去讀取每個(gè)IP數(shù)據(jù)包中的IP地址位等信息，因此數(shù)據(jù)包的交換轉(zhuǎn)發(fā)速度大大加快。
目前的路由協(xié)議都是在一個(gè)指定源和目的地之間選擇最短路徑，而不論該路徑的帶寬、載荷等鏈路狀態(tài)，對(duì)于缺乏安全保障的鏈路也沒有一種顯式方法來繞過它。利用顯式路由選擇，就可以靈活選擇一條低延遲、安全的路徑來傳輸數(shù)據(jù)。
MPLS協(xié)議實(shí)現(xiàn)了第三層的路由到第二層的交換的轉(zhuǎn)換。MPLS可以使用各種第二層協(xié)議。MPLS工作組到目前為止已經(jīng)把在幀中繼、ATM和PPP鏈路以及IEEE802.3局域網(wǎng)上使用的標(biāo)記實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。MPLS在幀中繼和ATM上運(yùn)行的一個(gè)好處是它為這些面向連接的技術(shù)。
帶來了IP的任意連通性。目前MPLS的主要發(fā)展方向是在ATM方面。這主要是因?yàn)锳TM具有很強(qiáng)的流量管理功能，能提供QoS方面的服務(wù)，ATM和MPLS技術(shù)的結(jié)合能充分發(fā)揮在流量管理和QoS方面的作用。標(biāo)記是用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的報(bào)頭，報(bào)頭的格式則取決于網(wǎng)絡(luò)特性。在路由器網(wǎng)絡(luò)中，標(biāo)記是單獨(dú)的32位報(bào)頭;在ATM中，標(biāo)記置于虛電路標(biāo)識(shí)符/虛通道標(biāo)識(shí)符(VCI/VPI)信元報(bào)頭中。對(duì)于MPLS可擴(kuò)展性非常關(guān)鍵的一點(diǎn)是標(biāo)記只在通信的兩個(gè)設(shè)備之間有意義。在網(wǎng)絡(luò)核心，路由器/交換機(jī)只解讀標(biāo)記并不去解析IP數(shù)據(jù)包。
IP包進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)核心時(shí)，邊界路由器給它分配一個(gè)標(biāo)記。自此，MPLS設(shè)備就會(huì)自始至終查看這些標(biāo)記信息，將這些有標(biāo)記的包交換至其目的地。由于路由處理減少，網(wǎng)絡(luò)的等待時(shí)間也就隨之縮短，而可伸縮性卻有所增加。MPLS數(shù)據(jù)包的服務(wù)質(zhì)量類型可以由MPLS邊界路由器根據(jù)IP包的各種參數(shù)來確定，如IP的源地址、目的地址、端口號(hào)、TOS值等參數(shù)。
對(duì)于到達(dá)同一目的地的IP包，可根據(jù)其TOS值的要求來建立不同的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，以達(dá)到其對(duì)傳輸質(zhì)量的要求。同時(shí)，通過對(duì)特殊路由的管理，還能有效地解決網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載均衡和擁塞問題。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)擁塞時(shí)，MPLS可實(shí)時(shí)建立新的轉(zhuǎn)發(fā)路由來分散流量以緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞。
MPLS交換采用面向連接的工作方式，面向連接的工作方式就是信息傳送要經(jīng)過以下三個(gè)階段：建立連接、數(shù)據(jù)傳輸和拆除連接。對(duì)于MPLS來說，建立連接就是形成標(biāo)記交換路徑LSP的過程；數(shù)據(jù)傳輸就是數(shù)據(jù)分組沿LSP進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的過程；而拆除連接則是通信結(jié)束或發(fā)生故障異常時(shí)釋放LSP的過程。
建立連接
（1）驅(qū)動(dòng)連接建立的方式
MPLS技術(shù)支持三種驅(qū)動(dòng)虛連接建立的方式：拓?fù)潋?qū)動(dòng)、請(qǐng)求驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。
（2）標(biāo)記分配。
（3）連接建立過程。
（4）MPLS路由方式。
數(shù)據(jù)傳輸
MPLS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸采用基于標(biāo)記的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。
（1）入口LER的處理過程
當(dāng)數(shù)據(jù)流到達(dá)入口LER時(shí)，入口LER需完成三項(xiàng)工作：將數(shù)據(jù)分組映射到LSP上；將數(shù)據(jù)分組封裝成標(biāo)記分組；將標(biāo)記分組從相應(yīng)端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。
（2）LSR的處理過程
LSR從“SHIM”中獲得標(biāo)記值，用此標(biāo)記值索引LIB表，找到對(duì)應(yīng)表項(xiàng)的輸出端口和輸出標(biāo)記，用輸出標(biāo)記替換輸入標(biāo)記，從輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。
（3）出口LER的處理過程
出口路由器為數(shù)據(jù)分組在MPLS網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)歷的最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以出口路由器要進(jìn)行相應(yīng)的彈出標(biāo)記等操作。
拆除連接
因?yàn)镸PLS網(wǎng)絡(luò)中的虛連接，也就是LSP路徑是由標(biāo)記所標(biāo)識(shí)的裸機(jī)信道串聯(lián)而成的，所以連接的拆除也就是標(biāo)記的取消。標(biāo)記的取消方式主要有兩種，一種是采用計(jì)時(shí)器的方式；一種是不設(shè)置定時(shí)器。
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應(yīng)用
隨著ASIC技術(shù)的發(fā)展，路由查找速度已經(jīng)不是阻礙網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。這使得MPLS在提高轉(zhuǎn)發(fā)速度方面不再具備明顯的優(yōu)勢。
但由于MPLS結(jié)合了IP網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的三層路由功能和傳統(tǒng)二層網(wǎng)絡(luò)高效的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，在轉(zhuǎn)發(fā)平面采用面向連接方式，與現(xiàn)有二層網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)方式非常相似，這些特點(diǎn)使得MPLS能夠很容易地實(shí)現(xiàn)IP與ATM、幀中繼等二層網(wǎng)絡(luò)的無縫融合，并為流量工程TE（Traffic Engineering）、虛擬專用網(wǎng)VPN（Virtual Private Network）、服務(wù)質(zhì)量QoS（Quality of Service）等應(yīng)用提供更好的解決方案。
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