MPLS 基础知识

内容提要
� MPLS的概念及发展由来 � MPLS的技术细节和工作原理 � MPLS的实际应用
点到点的虚拟共享专线业务
点到点的虚拟共享专线，可以通过 Port或者Port+VLAN的 方式来对业务数据封装标签，从而达到对带宽虚拟共享的 目的。
Port 1 VLAN 88 VLAN 88 Port 2 MAC Port 1 VLAN 88
Label
MPLS的封装格式
CCC封装格式
DA SA 6 6 VLAN TAG 0x8847(0x8848 广播) 4 2 Label 4 L3Data N
MartinioE封装格式
DA SA 6 6 0x8847(0x8848 广播) 2 Tunnel 4 VC 4 Ethernet Data N
参考资料
1、MPLS学习指导-20020408-C，华为技术有限公司 2、MPLS VPN 原理及应用-0906，华为技术有限公司
相关名词概念
FEC：Forwarding Equivalence Class ，FEC（转发等价类），是在转发 过程中以等价的方式处理的一组数据分组，例如目的地址前缀相同的数 据分组。通常对一个FEC分配相同的标签。 LSP：标签交换通道。一个FEC的数据流，在不同的节点被赋予确定的 标签，数据转发按照这些标签进行。FEC数据流所走的路径就是LSP。 LSR：Label Switching Router ，LSR是MPLS的网络的核心交换机，它 提供标签交换和标签分发功能。 LER：Label Switching Edge Router ，在MPLS的网络边缘，进入到 MPLS网络的流量由LER分为不同的FEC，并为这些FEC请求相应的标 签。它提供流量分类和标签的映射、标签的移除功能
LSP的建立和结构
LSP的建立其实就是将FEC和标签进行绑定，并将这种绑定通告 LSP上相邻LSR的过程，建立起相邻LSR间的标签映射关系。可 以通过 1、静态标签配置，无通告过程 2、通过标签分发协议或其他协议建立 LSP的建立是逐段进行的。
LSP结构
VC VC
Tunnel
以Martinio封装为例，一段LSP是一个Tunnel＋VC组成的 Tunnel作为隧道，VC做点到点连接
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内容提要
� MPLS的概念 � MPLS的技术细节和工作原理 � MPLS的实际应用
MPLS头的通用结构
0 19 22 23 31
CoS S
TTL
32
2
MPLS
IP
MPLS包头处于IP（3层） 头部前，2层头部后。其他 ATM/FR中的标签(VPI/VCI) 目前也是MPLS协议栈的一 部分。
MPLS Header MPLS Header
Layer 3 Header Layer 3 Header
FECN DE DLCI BECN EA DATA FCS Flags
Frame relay
Flags DLCI
Label
ATM Cell Header GFC
VPI
VCI
PTI CLP HEC
DATA
PE Ingress
P
P
wk.baidu.com
P
P Egress
PE
Intermediate
P（Provider）端口： 该端口指接入服务提供商核心网络的端口；在我们设备上指接入的数据报文为MPLS封装报文的端口。 PE（Provider Edge）端口： 该端口为服务提供商的边缘端口，对接的是用户的设备；在这里指接入的是普通以太网帧，如果接入的是MPLS封 装格式的数据报文，但同时不希望对MPLS封装进行处理，端口也可以配置成这种属性。
LSP（Label Switched Path）
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LSP是一条有源接口和宿接口的路径，是面向连接的； LSP配置了Label； LSP配置了相关的操作； LSP决定了数据的出接口。 LSP
Ingress LSR
MPLS网络的基本构成单元 是标签交换路由器LSR，由 LSR构成的网络叫做MPLS 域。
P 1
Tunnel 3
VC 24 Data A
PE 2
P 1 1
Tunnel 3 3
VC 24 40
P 2 3
Tunnel 3 3
VC 24 40
P 1
Tunnel 3
VC 40
PE 2
Port 2
Data B
动态标签构成的LSP举例
In Label 38 In Port 4 Out Port 7 Out Label 28 In In Label Port 88 9 Out Port 3 Out IP IP1
问题：Martini封装中 的Tunnel和VC的 Label取值范围分别 是多少？
MartinioP封装格式
0x8847(0x8848 广播) 2 Tunnel 4 VC 4 Ethernet Data N
VMAN封装格式
DA SA 6 6 0x8100 2 VLAN 2 VLAN TAG L3Data 4 N
VC VC
VCTRUNK
Tunnel
VCTRUNK
VLAN 88 Port 2 MAC
上图中，两个站点间的VCTRUNK通道构成一个LSP，通过对 不同Port数据封装上相应的标签(Tunnel+VC)，达到数据共享 带宽，并且相互隔离。
虚拟共享局域网业务
虚拟共享局域网，可以通过不同的VB的LP端口和VCTRUNK端口建立LSP带宽 共享，从而达到对带宽虚拟共享的目的。
静态标签构成的LSP举例
PE 1 Data A 2
Port 1 Port 2 Port 3 Port 1
Tunnel 3 3
VC 24 40
P 3 3
LER
LSP
Data B P 1 1 Tunnel 3 3 VC 24 40 P 2 2 Tunnel 3 3
LSR
VC 24 40
Port 1 Port 2 Port 3 Port 1 Port 1 Port 2 Port 2
MPLS包头有32Bit（4字节），其中包括： 20Bit用作标签（Label） 3个Bit的Experimental, 协议中没有明确，通 常用作CoS(Class of Service) 1个Bit的S,用于标识是否是栈底，用来做标签 的嵌套，这样可以使标签无限扩展 8个Bit的TTL
MPLS在协议栈中的位置
Egress
MPLS核心路由器(LSR) MPLS边缘路由器(LER)
LSP对数据的操作
LSP定义了三种操作： Ingress：数据从用户设备进入了MPLS网络边缘设备，数据报文要进行封装。 Egress：数据从MPLS网络核心设备进入了边缘设备，MPLS标签要被剥离。 Intermediate（Transit）：数据在MPLS网络核心内从一个设备进入了另一个设 备，标签要被交换。
LSP的转发过程
1、进入网络的分组根据其特征划分成转发等价类 FEC。一般根据IP 地址前缀或者主机地址来划分FEC。这些具有相同FEC分组在MPLS 区域中将经过相同的路径（即LSP）。LER对到来的FEC分组分配一 个短而定长的标签，然后从相应的端口转发出去。 2、在LSP沿途的LSR上都已建立了输入/输出标签的映射表。对于接 收到的标签分组，LSR只需根据标签从表中找到相应的NHLFE，并用 新的标签来替换原来的标签，然后对标签分组进行转发。 3、在MPLS域的出口，标签被剥离，还原称标准的IP报文。 MPLS在网络入口处指定特定分组的FEC，后续路由器只需简单的转 发即可，较常规的网络层转发而言要简单的多，从而提高了转发速度。
Port 1 Port 2
VB1
VB2 LP
VC VC
VCTRUNK
VCTRUNK
Tu nn el
el nn Tu
VB1 Port 1
VC VC
VB1 Port 2
VC VC
Tunnel
VCTRUNK Port 1 LP VB2 MAC
Port 2 MAC VB2 LP
上图中，两个站点间的VCTRUNK通道构成一个LSP，通过对不同Port数据封装上相 应的标签(Tunnel+VC)，达到数据共享带宽，并且相互隔离。
MPLS 是Multi-Protocol Label Switching 的缩写形式，中文含义为多协议标签交 换技术。 MPLS不是特指某一种业务或应用，而是一种标准化的路由与交换技术平台，可 以支持各种高层协议与业务。 Multi-Protocol：支持多种三层协议，如IP、IPv6、IPX等，它通常处于二层和三 层之间，俗称2.5层。 Label ：是一种短的、等长的、易于处理的、不包含拓扑信息、只具有局部意义 的信息内容。 Switching：MPLS报文交换和转发是基于标签的。针对IP业务，IP包在进入 MPLS网络时，入口的路由器分析IP包的内容并且为这些IP包选择合适的标签， 然后所有MPLS网络中节点都是依据这个简短标签来作为转发依据。当该 IP包最 终离开MPLS网络时，标签被出口的边缘路由器分离。
3 pc1 LER1 LER去 除 标 签 并发送报文到 目 的 LSR将 根 据 标 签进行交换
In Label 35 28 In Port 7 5 Out Port 8 8
4 9
LSP
7 LSR
9 7 LER3
FEC IP1 In Port 7 Out Port 9
pc3
Out Label 38
8 LSR
5 7
LSP
4 9 3
FEC In Port 2 Out Port 3 Out Label 25
2
Out Label 88 88 25 9 4 35 In Label In Port Out Port Out Label
LER2
IP1
pc2 LER将 数 据 包 打上标签
通过路由协议发现网络 拓 扑 ， 并 通 过 LDP协 议 分 配 标 签 和 建 立 LSP
MPLS通常是夹在二层链路层和三层IP包头之间； IP包在打上MPLS包头以后还是需要有二层的包头封装； ATM/FR则分别采用原来包头的VPI/VCI，DLCI做标签 。
PPP Header(Packet over SONET/SDH) Ethernet
PPP Header Ethernet Hdr C/R EA
MSTP培训
多协议标签交换MPLS技术
课程目标
经过该课程后，学员应该掌握以下内容：
�MPLS的定义和特点 �LSP和相应的端口定义 �LSP的对数据报文的操作特点 �MPLS在光网络设备上的应用体现
内容提要
� MPLS的概念 � MPLS的技术细节和工作原理 � MPLS的实际应用
什么是MPLS？