多协议标记交换(mpls)
MPLS原理作用
MPLS原理作用MPLS（多协议标记交换）是一种在数据传输网络中提供高效、可靠的数据传输的技术。
它基于标记交换的原理，能够在网络中为数据包分配和转发标记，并根据这些标记来进行数据传输和路由选择，提高数据传输的速度、可扩展性和可靠性。
MPLS的原理作用可以从以下几个方面来解释：1.分组交换：传统的网络技术如IP或以太网是基于分组交换的，数据包被分割成固定长度的小块进行传输。
而MPLS可以将不同类型的数据包进行分组，使用标记将这些分组进行包装，然后进行转发。
这样可以提高数据传输的速度和效率，减少传输延迟。
2.路由选择：MPLS可以根据标记来选择网络中最优的路径进行数据传输。
每个数据包在进入MPLS网络时，会被分配一个标记，这个标记将决定数据包的转发路径。
而传统的IP路由选择是基于IP地址的，MPLS 通过引入标记可以实现更灵活和高效的路由选择，提高网络的可扩展性和容错性。
3. 服务质量（Quality of Service，QoS）：MPLS可以通过引入标记来实现不同类型的数据包的优先级传输。
标记可以用来指示数据包的重要程度或者需要的服务质量。
这样可以在网络中实现不同服务级别的差异化传输，保证重要数据的优先传输和低延迟，提高用户体验。
4. 虚拟专用网络（Virtual Private Network，VPN）：MPLS可以用于搭建虚拟专用网络，实现不同机构或用户之间的互联。
通过在MPLS网络中为不同用户的数据包分配不同的标记，可以将不同用户的数据包进行隔离，保证数据的安全性和隐私性。
同时，MPLS可以为不同用户提供不同的服务质量和带宽，实现定制化的网络服务。
5.网络运营简化：MPLS可以简化网络的管理和运营。
传统的IP网络需要对每个数据包进行路由选择和转发，而MPLS可以通过引入标记来进行数据转发和路由选择的优化。
这样可以减轻网络设备的负载，提高网络的吞吐量和可扩展性。
同时，MPLS还可以提供网络中的故障检测和恢复机制，保证数据的可靠传输。
多协议标记交换(MPLS)
组成MPLS网络的路由器逻辑上可分为边 缘路由器LER和LSR核心路由器
– LERБайду номын сангаасMPLS网络同其他网络的边缘设备，
它提供流量分类和标签的映射（作为 Ingress）、标签的移除功能; – LSR 是MPLS网络的核心交换机，它提供标 签交换（Label Swapping）标签分发功能
MPLS的概述
3.LSR交换标签，完 成转发
几种标记分发协议
标准的标记分发协议(LDP)
(IETF.LDP draft-ietf-mpls-ldp-11.txt, 02/2001)
RSVP信令协议的扩展
(IETF. draft-ietf-mpls-rsvp-lsp-tunnel02.txt,03/1999)
MPLS 的标记封装
第二层 ATM 封装 （链路 层技术） VCI/VPI
MPLS封装
FR
PPP DLCI Ethernet
Shim Lable IP Packet
第三层 封装
MPLS的标签结构
0 Shim 标记 20 23 S 24 TTL 31
EXP
二层头
MPLS头
IP头
Data
MPLS的包
MPLS RFCs(1)
* [rfc3031]MPLS Architecture [rfc3034]Use of Label Switching on Frame Relay Networks Specification [rfc3035]MPLS using LDP and ATM VC Switching [rfc3063 ]MPLS Loop Prevention Mechanism [rfc3353 ]Overview of IP Multicast in a MultiProtocol Label Switching (MPLS) Environment
MPLS-VPN技术在集团客户专线中的应用
MPLS-VPN技术在集团客户专线中的应用作者：陈向明来源：《中国新通信》 2017年第13期一、MPLS-VPN 技术简介MPLS 的中文意义是多协议标记交换，它隶属于第三层交换技术，是由一些传统交换技术演化而来的，其中我们最为熟知的就是IP 交换技术。
不同于传统IP 在分组交换中出现的局限性。
MPLS 的使用技术是引入了标记的机制，它利用标签来区分每一个分组所通过网络的路径。
能够更好地减少数据包的传输延迟时间，提升传输速度。
因此，能够承载更多的业务能力和更高性价比的交换技术。
VPN 是虚拟私有网络的英文简称，它能够实现在公共网络的基础上构建私有专用网络。
对于网络运营商而言，所面对的网络使用客户都是希望能够建立企业自有网络及下属分支机构和外部网络，以便于更好地提升信息的私密性和使用体验。
VPN 所具备的高扩展性及优异的性价比则满足了这种需求。
MPLS-VPN 简单的来说就是在MPLS 技术支持下的VPN应用。
它依托网络路由器和交换设备来达到IP 虚拟专用网络的实现。
MPLS-VPN 具有相当的灵活性，它能够将IP 网络进行分解，以形成逻辑上相互独立的隔离网络。
这种分解结果的应用丰富，不仅仅能够实现集团客户的企业互联网需求，同时还能够满足新业务的发展要求。
二、集团客户专线接入场景分析目前集团用户在使用网络专线技术时会充分的考虑其自身的情况和相应技术应当满足的条件。
在就各种不同的网络专线接入技术相较而言，MPLS-VPN 与其它的接入技术如ATM 或者是FP/DDN 数字电路相比较在成本上较低，因此更加有利于MPLS-VPN 在集团客户专线接入的使用。
在使用过程中，基于MPLS-VPN 的支持，它能够提供像TDM、ATM、IP 等多种专线的使用选择，而且它能够灵活的调整带宽，提升带宽利用率，同时有着广覆盖率，高安全性能的特点。
在集团客户专线接入时，作为信息传递的中心，首要考虑的是在业务发展过程中能够实现网络运营的扩展和流畅使用。
宽带网络技术讲座 第5讲 多协议标签交换(MPLS)技术(上)
宽 带 网 络 技 术 讲 座
第５ 讲 多协议标签交换 （ Ｌ 技术 （ ） ＭＰ Ｓ） 上
王 海 王 涛 郑 少仁
（ 解放军理工大学交换技术 与 Ａ Ｍ研究 中心 南京 ２０ １ ） Ｔ １０６
摘
要 本文综合论述了多协议标签交换 （ Ｌ 技术的产生、 ＭＰ Ｓ） 发展的历史 ， 解释了 ＭＰ Ｓ各组成要素的含 Ｌ
取。
参
考
文
献
【］ １ 金纯 ， 许光辰 ， 孙睿编著 ． 蓝牙技术 北京 ： 电子工业出版社 ． ０ 年 １ ２ １ ０ 月
［］ ２ 张禄林 ， 雷雪娟 ． 朗晓虹编著 ． 蓝牙协议厦其实现 北京 ： 人民邮电出版社 ，０ １ ７ ２０ 年 月
［ ］ ｌ ｔ ｔ ｓ ｅｉｃｄ ｎ ｏ １ ｂ ｌ ， ｔ ，． ｕ ｔ ｔ ３ Ｂ ｅ ｏ ｐｃ ｉ ｏ Ｃ ｒ ． ， Ｇｈ ｐ ＇ ｂ ｅ ｏ ｕ ｏｈ ｆａ ｅ ０ Ｓ ｔ￣ ｗ ｌ ｏ ｈ （ ］ ｌ ㈨ ｈ ｐ ｃ ｏ Ｐ Ｏ ５ Ｇ Ｉ ｕ 础 ． ￣ ４ Ｂｕ ｅ ｓ ｅ皿ｃ Ｉ ∞ ｋ １ ｈ Ｉ ＾ ｎ ． ｗ 【 咖 ｇｌ Ｏｔ ． ［］ ５ 蓝牙技 术厦其 系统原理
由于蓝牙链路被嵌人到计算机 内部 ， 根本元需 电缆接 口， 因此外设 的成本会下降 。另外 ， 不少外设 还可 以有不同的使用环境 （ 而只需一个统一的蓝牙
接 口 ） 。
． 装 备 了蓝牙 芯片的手机上 以收取 ｌｔ ｎｔ ｎ ｒ 上的 Ｅ ４３ 个 人 网络 ｅｅ － 个人 网络重 点解决 特制个人网络的建 立和解 ｍ ｉ 这时手机就是数据访 问点。换句话说 ， ａ， ｌ 如果 口
ｆ ｂｕ ａＩ ．ｔ ： ｍ Ｍｕｔｏｈｏｍ ６］ ｌ ｓ 【 ｈｔ ￣ ， ｅ ｔ． ｅｌｄ ｐ ｏ ｏ
MPLS详解
MPLS是什么MPLS（Multi-Propocol Label Switching）即多协议标记交换。
MPLS属于第三代网络架构，是新一代的IP高速骨干网络交换标准，由IETF（Internet Engineering Task Force，因特网工程任务组）所提出，由Cisco、ASCEND、3Com等网络设备大厂所主导。
MPLS是集成式的IP Over ATM技术，即在Frame Relay及ATM Switch上结合路由功能，数据包通过虚拟电路来传送，只须在OSI第二层（数据链结层）执行硬件式交换（取代第三层（网络层）软件式routing），它整合了IP选径与第二层标记交换为单一的系统，因此可以解决Internet路由的问题，使数据包传送的延迟时间减短，增加网络传输的速度，更适合多媒体讯息的传送。
因此，MPLS最大技术特色为可以指定数据包传送的先后顺序。
MPLS 使用标记交换（Label Switching），网络路由器只需要判别标记后即可进行转送处理。
MPLS的运作原理是提供每个IP数据包一个标记，并由此决定数据包的路径以及优先级。
与MPLS兼容的路由器（Router），在将数据包转送到其路径前，仅读取数据包标记，无须读取每个数据包的IP地址以及标头（因此网络速度便会加快），然后将所传送的数据包置于Frame Relay或ATM的虚拟电路上，并迅速将数据包传送至终点的路由器，进而减少数据包的延迟，同时由Frame Relay及ATM交换器所提供的QoS（Quality of Service）对所传送的数据包加以分级，因而大幅提升网络服务品质提供更多样化的服务。
MPLSVPN 介绍概述Internet在近些年中的爆炸性增长，为Internet服务提供商(ISP)提供了巨大的商业机会，同时也对其骨干网络提出了更高的要求，人们希望IP网络不仅能够提供E-Mail、上网等服务，还能够提供宽带、实时性业务。
MPLS技术
一个LSP上的MPLS转发
贴标签产生 深度为M的栈 入口MPLS 交换 节点 标签 交换 标签 弹栈 处理栈顶标签 或网络层头 出口MPLS 节点
中间 MPLS 节点
M
中间 MPLS 节点
M
中间 MPLS 节点
M
标记交换的功能组件
标记交换机由两种部件组成：转发部件和控制组 件。转发部件根据分组中携带的标记信息和LSR 中保存的FIB完成分组的转发。而控制部件则负 责在LSR间维护转发信息库。 转发部件则要从分组中抽取标记，在FIB中检索 匹配的信息条目，根据条目中的出口信息进行转 发。 控制部件主要通过在LSR间运行路由协议来获得 路由信息，并利用LDP获得相应的标记信息，然 后根据所有这些相关信息构造FIB。在信息发生 改变时，控制部件还负责对FIB进行动态更新。
LDP消息
ＬＤＰ中规定的数据结构为协议数据单元PDU、消息和类型—长 度—值ＴＬＶ(Ｔype-Ｌength-Ｖalue)。任何有关标签分配信息 都以这3种结构通过TCP或UDP在LSR之间传输。1个PDU可以包含多 个消息,而ＴＬＶ则是消息的子结构。此外,多个TLV可以相互的 嵌套,从而形成较为复杂的、但功能更强的数据结构。 LDP PDU由LDP头和一个或多个LDP消息组成。重要的消息如下： 发现（discovery） 发布并维护网络中一个LSR的存在 会话（session） 建立、维护和终结LSR对等对之间的邻接关系 通告（advertisement） 建立、修改和删除LSR对等对之间的径流/标记映射信息 通知（notification） 提供建议性的消息和差错通知
这个问题源于IP路由协议的两个基本特点：
第一，基于目的地选路。目的地址相同的数据包 在被转发时，选择的下一跳也相同。所以，在路由 表中，到达某目的地的路径只有一条（除非有多条 成本相同的路径存在）。这样，网络中可用的其他 链路就无法被利用起来，流量分布很难预测，实现 均衡更不可能。 第二，局部优化。每个节点都独自选择路径，相 互之间缺乏协调合作，故整个网络的路径选择无法 得到优化。如在鱼型问题中，很多节点都独立地选 择C→D→F，结果导致最短路径成了最拥挤的路径。 在这种情况下，较长的路径反而可能是更好的选择。 为了优化网络总体资源利用率，路由决策应该从全 局观点出发，把整个网络视为一个对象考虑。
多协议标记交换
多协议标记交换多协议标记交换（Multi-Protocol Label Switching, MPLS）是一种在异构网络中进行数据传输的技术。
它通过引入标签来在数据包传输中分离路由选择和转发决策，以提高网络性能和可靠性。
MPLS是一种基于标签的转发技术，它将数据包打上标签，并根据这些标签进行路由选择和转发。
与传统的IP路由不同，MPLS不关注数据包的目的地，而是根据标签来决定数据包的路由路径。
MPLS通过引入标签来解决传统IP路由的一些问题。
在传统的IP路由中，数据包的转发是基于目的地IP地址来进行的，这导致了网络中大量的路由信息和复杂的路由算法。
而MPLS通过引入标签，将路由信息从数据包中分离出来，简化了路由选择和转发过程，提高了网络的可靠性和性能。
MPLS的标签是一个固定长度的字段，它包含了一些控制信息，如转发路径和服务质量要求。
当一个数据包到达MPLS网络的入口时，路由器会为其打上一个标签，然后根据这个标签进行路由选择和转发。
在数据包传输过程中，标签会随着数据包一起传输，并在每个路由器上被解析和转发。
当数据包到达目的地时，标签会被删除，并将数据包交付给目的地IP地址。
MPLS的标签交换和转发由一个特殊的设备来实现，称为标签交换路由器（Label Switching Router, LSR）。
LSR根据标签来选择转发路径，并根据标签来进行数据包的转发。
对于每个数据包，LSR会根据标签查找转发表，并将数据包转发到相应的端口上。
MPLS的一个重要应用是虚拟专用网（Virtual Private Network,VPN）。
通过使用MPLS技术，可以在公共网络上构建私有、安全的网络连接。
MPLS VPN将不同的用户数据包打上不同的标签，使其在公共网络中进行传输时具有私有的属性，从而实现了安全的数据传输。
总之，MPLS是一种高性能、高可靠性的网络传输技术。
它通过引入标签来分离路由选择和转发过程，简化了网络中的路由信息和复杂性，提高了网络的可靠性和性能。
第十二章 MPLS技术
第十二章 MPLS技术MPLS介绍MPLS（Multiprotocol Label Switching）是多协议标签交换的简称，它用短而定长的标签来封装网络层分组。
MPLS从各种链路层（如PPP、ATM、帧中继、以太网等）得到链路层服务，又为网络层提供面向连接的服务。
MPLS能从IP路由协议和控制协议中得到支持，同时，还支持基于策略的约束路由，它路由功能强大、灵活，可以满足各种新应用对网络的要求。
这种技术起源于IPv4，但其核心技术可扩展到多种网络协议（IPv6、IPX等）。
MPLS最初是为提高路由器的转发速度而提出一个协议，但是，它的用途已不仅仅局限于此，而是广泛地应用于流量工程（Traffic Engineering）、VPN、QoS等方面，从而日益成为大规模IP网络的重要标准，现在H3C系列交换机和路由器产品上已经实现MPLS特性。
技术应用背景Internet在近些年中的爆炸性增长为Internet服务提供商（ISP）提供了巨大的商业机会，同时也对其骨干网络提出了更高的要求。
人们希望IP网络不仅能够提供E- Mail上网等服务，还能够提供宽带实时性业务。
ATM曾经是被普遍看好的能够提供多种业务的交换技术，但是由于实际的网络中人们已经普遍采用IP技术，纯ATM网络已经不可能，现有ATM的使用也一般都是用来用来承载IP。
如此人们就希望IP也能提供一些ATM一样多种类型的服务。
MPLS Multiprotocol Label Switch多协议标签交换就是在这种背景下产生的一种技术。
它吸收了ATM的VPI/VCI交换的一些思想，无缝地集成了IP路由技术的灵活性和2层交换的简捷性，在面向无连接的IP网络中增加了MPLS这种面向连接的属性，通过采用MPLS建立虚连接的方法为IP网增加了一些管理和运营的手段。
MPLS的最早原型是90年代中期由Ipsilon公司率先推出的IP Switching协议，其目的主要是解决ATM交换机如何更好地支持IP。
MPLS(多协议标记交换技术)的
基于MPLS(多协议标记交换技术)的IP QoS应用咸廷伟 孙仁祥 毛琦(西南石油学院电子信息工程学院 成都 四川）摘 要：本文详细介绍了MPLS技术在解决IP网络的QoS方面所表现出来的突出技术特点，在此基础上给出了它在QoS方面的应用。
关键词：MPLS、QoS、路由、寻址、报头Ip QoS’s application basing on MPLS (MultiProtocal Label Switch)technology Xian Tingwei Sun Renxiang Maoqi(The department of electronic information engineering of Southwest petroleum institute Chengdu, Sichuan )Abstract: In this paper,the MPLS has been explained in detail which display it’s outstanding technology character in solving QoS of IP network,based on which the applications of MPLS have also been presenter.Key words: MultiProtocal Label Switch ,Quality of Service ,router,address,header目前，功能单一的传统网络正在向提供语音、视频、数据等多种业务的综合网络演变。
电信运营商在建立其综合网络平台时，目标都聚集到了ATM上，即通过ATM技术建立核心骨干网，并组建各种业务网络，除提供对传统语音和低速数据业务的支持外，还提供对新兴的宽带数据业务的支持。
在解决IP网络面临的问题方面，IETF正在组织研究MPLS (多协议标记交换)技术。
RFC3031(多协议标签交换体系架构)
多协议标签交换体系架构本备忘录的状态本文档讲述了互联网社区的一种Internet标准跟踪协议，需要进一步进行讨论和建议来改善。
请参考最新版本“互联网官方协议标准”（STD 1）来标准化本协议状态。
本备忘录的发布不受任何限制。
版权声明版权所有（C）因特网协会（2001年）。
保留所有权利。
摘要本文件规定了多协议标签架构交换（MPLS）。
部分术语的翻译packet:报文port:端口interface:接口label:标签labeled packet:标记报文unsolicited：主动的loop:环路,回路cell:信元interleave：交错label distribution peer:标签分发对等实体address prefix: 地址前缀(相当于网络地址)1 规范 (4)2 MPLS简介 (4)2.1 概述 (4)2.2 术语 (5)2.3 缩略语 (7)2.4 致谢 (7)3 MPLS基础 (8)3.1 标签 (8)3.2 上游和下游LSR (8)3.3 标记报文 (9)3.4 标签分配和分发 (9)3.5 一个标签绑定的属性 (9)3.6 标签分发协议LDP (9)3.7 下游主动分发vs. 下游按需分发 (10)3.8 标签保持模式 (10)3.9 标签栈 (10)3.10 下一跳标签转发表项（NHLFE） (11)3.11 输入标签映射（ILM） (11)3.12 等价类到NHLFE的映射(FTN) (12)3.13 标签交换 (12)3.14 标签的有效范围和唯一性 (12)3.15 标签交换路径(LSP)，LSP输入点，LSP输出点 (13)3.16 倒数第二跳弹出 (14)3.17 LSP的下一跳 (15)3.18 无效的输入标签 (15)3.19 LSP控制：有序vs 独立 (16)3.20 聚合 (16)3.21 路由选择 (17)3.22 缺少输出标签 (18)3.23 生存时间(TTL) (18)3.24 环路控制 (19)3.25 标签编码 (20)3.25.1 MPLS规定的硬件和软件 (20)3.25.2 A TM交换机作为LSR (20)3.25.3 这几种编码技术的互操作性 (21)3.26 标签合并 (21)3.26.1 非合并的LSR (22)3.26.2 合并以及非合并LSR的标签 (22)3.26.3 A TM的合并 (23)3.27 隧道和分层 (24)3.27.1 逐跳路由的隧道 (24)3.27.2 显式路由隧道 (24)3.27.3 LSP隧道 (25)3.27.4 分层：LSP中的LSP隧道 (25)3.27.5 标签分发对等实体和层次 (25)3.28 标签分发协议的传送 (26)3.29 为什么有多种标签分发协议？ (26)3.29.1 BGP和LDP (27)3.29.2 RSVP流规格的标签 (27)3.29.3 显式路由LSP的标签 (27)3.30 多播 (27)4 MPLS的一些应用 (28)4.1 MPLS和逐跳路由业务 (28)4.1.1 地址前缀的标签 (28)4.1.2 为地址前缀分发标签 (28)4.1.3 使用逐跳路径作为LSP (29)4.1.4 LSP出口和LSP的代理出口 (29)4.1.5 隐含NULL标签 (30)4.1.6 可选项：基于出口目标的标签分配 (30)4.2 MPLS 和显式路由LSP (31)4.2.1 显式路由LSP 隧道 (32)4.3 标签堆栈和默认对等实体 (32)4.4 MPLS和多路径路由 (33)4.5 LSP树作为多点到一点的实体 (33)4.6 BGP边缘路由器之间的LSP隧道 (33)4.7 其它使用逐跳路由的LSP隧道 (35)4.8 MPLS和组播 (35)5 标签分发过程（逐跳） (35)5.1 标签的通知和使用的过程 (35)5.1.1 下游LSR：分发过程 (36)5.1.2 上游LSR：请求过程 (38)5.1.3 上游LSR：无效(NotA vailable)处理 (39)5.1.4 上游LSR：释放过程 (39)5.1.5 上游LSR：标签使用过程 (40)5.1.6 下游LSR：回收处理 (41)5.2 MPLS方案：对上述处理过程的组合的支持 (41)5.2.1 支持标签合并的LSR方案 (42)5.2.2 不支持标签合并的LSR方案 (42)5.2.3 互操作性的考虑 (43)6 安全性的考虑 (44)7 知识产权 (44)8 作者地址 (45)9 参考文献 (45)10 完整的版权声明 (47)1规范本文所用关键字“必须”、“不得”、“要求”、“应”、“不应”、“需”、“不可”、“推荐”、“可以”和“可选”参见RFC 2119的解释。
MPLS技术基本原理
MPLS技术基本原理什么是MPLS？--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。
什么是MPLS？MPLS是一个可以在多种第二层媒质上进行标记交换的网络技术。
这一技术结合了第二层的交换和第三层路由的特点，将第二层的基础设施和第三层的路由有机地结合起来。
第三层的路由在网络的边缘实施，而在MPLS的网络核心采用第二层交换。
MPLS通过在每一个节点的标签交换来实现包的转发。
它不改变现有的路由协议，并可以在多种第二层的物理媒质上实施，目前有ATM、FR(帧中继)、Ethernet以及PPP等媒质。
通过MPLS，第三层的路由可以得到第二层技术的很好补充，充分发挥第二层良好的流量设计管理以及第三层 “Hop-By-Hop（逐跳寻径）”路由的灵活性，以实现端到端的QoS保证。
让我们来打一个比方。
最简单的无外乎我们日常的走路。
我们从A地走到B地的方法大体有三种:一种是大概朝着一个方向走，直到走到了为止，就像我们所熟知的“南辕北辙”的故事；另外一种方式却截然相反，就是每过一个街区就问一次路，“我要去B地，下一步怎么走？”，就像我们去一个陌生的地方，生怕走错了路会遇到危险；最后一种情况就是在出发前就查好地图，知道如何才能到达B地，“朝东走5个街区，再向右转第6个街区就是”。
这三种情况如果和我们的包传输方式关联的话，不难想像分别是广播、逐跳寻径以及源路由。
当然，如果我们是跟在向导后面走，就会存在第四种走法。
向导可以在走过的路上做好标记，你只要沿着标记的指示走就可以了。
GMPLS 通用多协议标签交换
GMPLS 通用多协议标签交换张昕【摘要】GMPLS是MPLS向光网络扩展的产物,实现了IP和光网络的融合,能支持分组交换、时分交换、波长交换和光纤交换,很好地满足智能光网络控制面的需要.对GMPLS的标签、层次化LSP、路由与寻址、信令、链路管理以及存在的问题等方面进行了分析.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2006(029)017【总页数】5页(P59-62,66)【关键词】GMPLS;标签;链路管理;LSP;控制面【作者】张昕【作者单位】西安邮电学院,陕西,西安,710126;西安电子科技大学,陕西,西安,710071【正文语种】中文【中图分类】TN915.71 引言以IP为代表的数据业务的快速增长，导致对网络带宽的需求变得越来越大。
光纤技术的迅猛发展，使得IP和光网络技术的相互融合成为网络发展的必然趋势。
IP over Optical网络结构本质上是由控制平面的组织来规定的，控制平面的引入使得光网络在多厂商环境下可以提供传统网络难以提供的服务。
通用多协议标签交换(GMPLS)是多协议标签交换(MPLS)向光网络中的扩展，由于其设计方面的先导性和灵活性，非常适用于自动交换光网络(ASON)控制平面的具体实现。
2 GMPLS技术为了传输数据业务，传统的传输网络采用4层结构的方式，如图1(a)所示:IP over ATM over SDH over WDM。
其中IP层用于承载业务；ATM层用于集成多种业务，并为每种业务提供相应的服务质量(QoS)保证；SDH层用于细粒度的带宽分配，并为业务的传输提供可靠的保护机制；WDM层用于提供大容量的传输带宽。
多协议标记交换(MPLS)是一种非常适合于在电网络中传输数据业务的技术，他采用基于约束的路由技术可以实现流量工程和快速重新选路，可以满足业务对服务质量的要求。
然而，MPLS毕竟是一种位于OSI七层模型中的第3层和第2层之间的2.5层技术，而光网络中的光层是第一层物理层的技术。
MPLS多协议标签交换的发展历程
MPLS多协议标签交换的发展历程1996年，MPLS的前身"标记交换"（Tag Switching）首次在IETF （互联网工程任务组）被提出。
1997年，IETF正式发布了MPLS的第一个标准，开始了MPLS的发展之路。
最初，MPLS的主要应用是在传统的电路交换网络中，用于提高数据包传输效率。
随着互联网的快速发展和增长，传统的分组交换网络逐渐无法满足不断增长的网络流量需求和服务质量要求。
MPLS在这种情况下迅速崛起，成为了解决这些问题的有效技术方案。
MPLS的关键特性包括：1.路由与交换分离：MPLS在传统IP路由和数据链路交换之间建立了一个抽象的层，将网络包的路由和交换分离开来，提高了网络的灵活性和可扩展性。
3.服务质量支持：MPLS可以支持不同的服务质量要求，如低延迟、高带宽等，满足不同应用的需求。
4.网络虚拟化：MPLS可以创建虚拟的私有网络，实现不同业务之间的隔离和优化。
随着技术的不断发展和完善，MPLS在互联网和企业网络中的应用范围逐渐扩大。
2001年，IETF发布了MPLS-VPN标准，使MPLS可以用于建立虚拟专用网络（VPN），实现不同业务之间的隔离和安全性。
MPLS-VPN 成为了企业网络和云服务提供商的主要技术之一，为其提供了高效、安全的网络服务。
此外，随着SDN（软件定义网络）和NFV（网络功能虚拟化）技术的发展，MPLS与这些新技术的整合使得网络的管理和配置更加灵活和自动化。
MPLS也逐渐与IPv6、以太网等新一代网络技术结合，为下一代网络的发展奠定了基础。
总的来说，MPLS作为一种高效、灵活的网络传输技术，已经在全球范围内得到了广泛应用。
随着网络的不断发展和需求的不断增长，MPLS 仍然将继续发挥其重要作用，并不断完善和创新，推动网络技术的发展和进步。
交换技术(5)
二、MPLS提出的动机
•Internet的高速发展和新业务的出现，对基于IP 的承载网提出了挑战
（1）IP网络是否能够有效保证各种应用的服务质量？ （2）IP网络是否有利于增值服务的提供？
①新的应用层出不穷，如语音传送、视频服务、多媒体信息传输等。这些新业务 要求网路能保证将它们按各应用的特性正确地予以传送。 ②目前的IP路由技术采取基于目的地址的最优数据传输通路查找法，而不考虑所 要传送数据的其他性能要求； ③网络规模迅速增长，但现有的IP路由技术及组网方式不适应网络的扩展和许多 增值服务的提供。
标 记 栈
MPLS允许一系列按照“先进后出”原则组织起来的标记， 这种结构称为协议栈，从栈顶开始处理标记。 标记栈可定义成多级标记，不同的标记实现不同的目的。 例如，MPLS VPN解决方案利用标记栈的办法，解决了穿 透多个域传输和安全方面的问题，需要在标记栈中有两个标记。
TTL(存活时间)
传统IP协议中：在一个IP报文被发送的时候，其TTL值通
转发信息库（FIB）：用于存放下一跳的相关信息。
MPLS的几个术语（2）
LSR：Label Switching Router。LSR是MPLS的网 络的核心交换机或者路由器，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：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。数 据流所走的路径就是LSP
传统方式中：
每个分组在每一跳都会重新分配一个FEC(例如执行第三层
MPLSVPN业务说明
MPLSVPN业务说明附件一：MPLS VPN业务说明MPLS VPN业务是指依托于中国电信的CN2承载网，采用多协议标记交换（Multi-Protocol Label Switching ，英文缩写MPLS）方式，为客户在多个节点间实现IP虚拟专网功能，提供安全的信息传输服务。
一、业务特点（一）组网灵活：可以为客户实现任意节点间（any-to-any）的组网通信,并可以根据需要灵活地在客户节点之间创建星型、全网状或部分网状的拓扑结构。
（二）业务承载透明：可对上层应用透明承载，客户利用“CN2（MPLS VPN 商用网）”可承载数据、语音、视频等综合应用。
（三）差异化QoS分级：根据CN2的流量工程设计，共可提供钻石、白金、金、银、铜等5个QoS等级，保障客户不同应用的指标要求。
（四）接入方式多样：可以采用光纤、SDH/MSTP、DDN（N×64K）/ATM/FR、ADSL/LAN等多方式接入，满足不同客户的需求。
（五）专业化网管服务：通过增值型业务包含的网管专家服务，可为MPLS VPN商业客户提供CPE设备租赁、端到端网络运行监控管理、主动发现和处理故障以及提供网络运行分析报告等专业化网管服务。
（六）高扩展性：可以实现在任一站点增加该点的MPLS VPN商用网业务的接入，即可实现互通，易于扩展，并可降低客户的组网成本；网管专家服务和CPE设备租赁服务，减少了客户自建模式下的初期投资和长期的运维成本。
（七）高安全性：MPLS VPN业务承载于CN2，与宽带互联网逻辑分离。
MPLS VPN通过虚通道等技术隔离客户数据，安全防范了可能的来自宽带互联网攻击。
二、业务覆盖范围（一）境内CN2作为MPLS VPN的承载网，业务接入节点（PE节点)直接覆盖到199个城市，通过业务延伸方式可以覆盖所有的城市节点并在全网范围开启MPLS功能，可以开展省内（城域网之间）、省间（全国范围）的MPLS VPN业务。
MPLS学习总结
MPLS学习总结MPLS学习总结MPLS（Multi-Propocol Label Switching）即多协议标记交换。
RFC3031——Multiprotocol Label Switching Architecture。
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的运作原理是提供每个IP数据包⼀个标记，并由此决定数据包的路径以及优先级。
与MPLS兼容的路由器（Router），在将数据包转送到其路径前，仅读取数据包标记，⽆须读取每个数据包的IP地址以及标头（因此⽹络速度便会加快），然后将所传送的数据包置于Frame Relay或A TM的虚拟电路上，并迅速将数据包传送⾄终点的路由器，进⽽减少数据包的延迟，同时由Frame Relay及A TM交换器所提供的QoS（Quality of Service）对所传送的数据包加以分级，因⽽⼤幅提升⽹络服务品质提供更多样化的服务。
MPLS 标签结构：MPLS标签的位置界于⼆层和三层之间俗称2.5层。
通常，MPLS标签有32Bit：理论上，标记栈可以⽆限嵌套，从⽽提供⽆限的业务⽀持能⼒。
这是MPLS技术最⼤的魅⼒所在。
MPLS标签/MPLS包头：MPLS标签是⼀个长度固定、只具有本地意义的短标识符，⽤于唯⼀标识⼀个分组所属的转发等价类FEC。
在某些情况下，例如要进⾏负载分担，对应⼀个FEC可能会有多个标签，但是⼀个标签只能代表⼀个FEC。
Label：20Byte，标签值字段，⽤于转发的指针；Exp：3Byte，保留，⽤于试验，现在通常⽤做CoS（Class of Service）；S：1Byte，栈底标识。
MPLS在VPN中的应用
1、V PN基于MPLS (多协议标记交换)一般用于ISP 部署自己的骨干网络并对外提供VPN 效劳。
M PLS V PN是一种基于MPLS技术的IP V PN , 是在网络路由和交换设备上应用MPLS (Multiprotocol Label Switching,多协议标记交换)技术, 简化核心路由器的路由选择方式,利用结合传统路由技术的标记交换实现的IP虚拟专用网络( IP VPN) , 可用来构造宽带的Intranet、Extranet, 满足多种灵活的业务需求。
MPLS是基于标记的IP 路由选择方法。
这些标记可以被用来代表逐跳式或者显式路由, 并指明效劳质量(QoS)、虚拟专网以及影响一种特定类型的流量(或一个特殊用户的流量) 在网络上的传输方式等各类信息。
MPLS 采用简化了的技术来完成第三层和第二层的转换, 它可以提供每个IP 数据包一个标记, 将之与IP 数据包封装于新的MPLS数据包, 由此决定IP 数据包的传输路径以及优先顺序。
而与MPL S兼容的路由器会在将IP 数据包按相应路径转发之前仅读取该MPLS数据包的标记, 无须再去读取每个IP 数据包中的IP 地址位等信息, 因此数据包的交换转发速度大大加快。
MPLS协议实现了第三层的路由到第二层的交换的转换。
MPLS可以使用各种第二层协议。
MPLS 工作组到目前为止已经把在帧中继、ATM 和PPP链路以及IEEE80213局域网上使用的标记实现了标准化。
MPLS在帧中继和ATM上运行的一个好处是它为这些面向连接的技术。
使用MPLS 的VPN 分为两类: 第二层MPLS VPN和第三层MPLS VPN。
第二层MPLS VPN一般基于IETF 的Martini 标准或Kompella标准, 只提供第二层的效劳, 例如:帧中继、ATM 或者以太网。
如果用户使用的是帧中继或者ATM , 并且需要合并网眼, 而用户可以由一个效劳提供商连接所有的分支地点的话, 那么用户使用MPLS VPN 的本钱就较低, 否那么MPLS VPN不会给用户带来任何附加的好处。
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多协议标记交换(mpls)多协议标记交换（MPLS南邮通信工程系叶玲多协议标记交换（MPLS)?MPLS简介?MPLS网络结构?MPLS工作过程?MPLS体系结构?MPLS的流控和QoS?MPLS的应用?MPLS的软件结构MPLS是什么？?MPLS－多协议标签交换?MPLS是采用集成模型，将第三层IP技术与第二层的硬件交换技术结合在一起，并且使用一个定长的标签作为分组在MPLS网络中传输时所需处理的唯一标志。
MPLS并不是一种业务或者应用，而是一种将标签交换转发和网络层路由技术集于一身的标准化的路由与交换技术平台。
?兼具了IP的灵活性、可扩展性与ATM等硬件交换技术的高速性能、QOS性能、流量控制性能2、MPLS的MP和LS?MPLS的多协议即指其向上可支持IPv4/IPV6/IPX/Apple talk,向下支持X.25/FR/ATM/PPP/Eth/SDH/DWDM(MPLS协议栈)－2.5层技术?MPLS的标签交换是指所交换的内容是标签,其实质是IP包在核心路由之间交换标签,而在边缘路由器和普通路由器之间交换IP包MPLS的应用价值?MPLS MultiprotocolLabel Switch多协议标签交换就是在这种背景下产生的一种技术它吸收了ATM VPI/VCI交换一些思想无缝地集成了IP路由技术的灵活性和2层交换的简捷性；?在面向无连接的IP网络中增加了MPLS这种面向连接的属性通过采用MPLS建立“虚连接”的方法为IP网增加了一些管理和运营的手段；?随着网络技术的迅速发展MPLS应用也逐步转向MPLS流量工程和MPLS VPN等，在IP网中MPLS流量工程技术成为一种主要的管理网络流量减少拥塞一定程度上保证IP网络的QoS的重要工具；?在解决企业互连提供各种新业务方面MPLS VPN也越来越被运营商看好成为在IP网络运营商提供增值业务的重要手段MPLS概念图示LSR LERLSR LERMPLS IPPacket IPPacket withlabel第三层路由第三层路由第二层交换IPOA技术及其发展?IPOA是ATM和IP发展的必然?IP的发展方向是使用硬件交换来提高服务质量,ATM的发展方向是提高其应用的灵活性,简化设备?IPOA的发展历程:CIPOA(RFC1577经典IPOA)/LANE(局域网仿真)/MPOA(ATM上的多协议传输)/IP Switching/CSR(信元交换路由器技术)/ARIS(集成IP交换技术)/Tag Switching(标签交换技术)/MPLS(多协议标签交换技术)?IPOA技术的两种模型:?重叠模型(基于ATM地址的ATM路由协议和信令协议对IP分组进行路由选择与转发.如CIPOA/MPOA/LANE等)?集成模型(使用非ATM路由协议和信令协议对IP分组进行路由选择与转发.如IP Switching/Tag Switching/MPLS等)MPLS所涉及的重要概念?边缘路由器(LER)和核心路由器(LSR)?转发等价类（FEC)?标记栈（Lable Stack)?标记交换路径（LSP)?上游LSR和下游LSR?标记信息库（LIB)?标记分发协议（LDP)?标记分发对等实体（LDP peers)?标记合并（merge)?TLV(Type LengthValue)MPLS协议中的主要可选项?标记交换发起方式数据驱动和控制驱动?环路控制方式环路减轻/环路防止?标记映射分发方式上游标记分发/下游标记分发?标记分发控制方式独立/有序?标记分发协议类型独立/附加?LSP保持方式软/硬状态MPLS技术的宗旨?为了综合利用网络核心的交换技术和网络边缘IP技术各自的优点，MPLS 的宗旨是要集成标签切换转发的高性能和网络层路由的灵活性和可扩展性。
?MPLS并不是一种业务或应用，而是一种将标签交换转发和网络层路由技术集于一身的标准化的路由与交换技术平台。
?MPLS将帮助运营商提供更好的IP服务，MPLS将会带来更多的带宽控制、吞吐量保证和虚拟专用网功能性。
MPLS的优势?MPLS在网络中的分组转发是基于定长标签（20个bit），由此简化了转发机制，使得转发路由器容量很容易扩展到太比特级；?充分采用原有的IP路由，在此基础上加以改进，保证了MPLS网络路由具有灵活性的特点；?可以采用ATM的高效传输交换方式，抛弃复杂的ATM信令，无缝地将IP技术的优点融合到ATM的高效硬件转发中；?MPLS网络的数据传输和路由计算分开，是一种面向连接的传输技术，能够提供有效的QoS保证；?MPLS不但支持多种网络层技术，而且可以同时支持X.25、FR、ATM、PPP、SDH、DWDM等，保证了多种网络的互连互通；?MPLS 支持大规模层次化的网络拓扑结构，具有良好的网络扩展性；MPLS 的优势?MPLS的标签合并机制支持不同数据流的合并传输；?MPLS支持流量工程、CoS、Qos和大规模的虚拟专用网；?在MPLS网中可以直接使用显式路由，这使得流量工程的应用变得简单；?MPLS能够以逐跳路由方式或显式路由的方式提供面向连接的业务，此使得MPLS 适用于动态隧道技术，并保证数据传输的QoS需求；?MPLS技术进一步促进了网络功能的划分，它将复杂的事物处理推到网络的边缘去完成，核心网只负责完成传送功能；此有利于在一个大的网络中维护IP协议的扩展性；?MPLS的标准化进程十分迅速，这是它能迅速普及成功的关键；?与ATM相比，MPLS标准能更快地被接受是因为它是以软件为主，运行在各种不同的网络上，而ATM网则需要极大的软、硬件投资。
MPLS所存在的问题?由于MPLS要支持多协议，另外在MPLS标准的制定过程中，其控制协议也还面临着对LDP与RSVP两种方式的取舍问题，这些问题若解决不好，将带来复杂的互联互通问题。
?在出现合适的用户终端设备以前，真正的端到端的QoS支持尚难以实现，目前只能支持Diff-serv的CoS业务。
?VC-merge还有待进一步研究，解决其带来的信元交织问题将消耗更多的缓冲资源，这将不可避免地带来对现有ATM设备的硬件升级投资。
?当MPLS应用于ATM交换机时，由于ATM交换机VC、VP数量的限制，目前只能支持两级标记栈，该问题正在研究中。
MPLS RFCs(1)?*[rfc3031]MPLS Architecture?[rfc3034]Use ofLabel Switchingon FrameRelay NetworksSpecification?[rfc3035]MPLS usingLDP andATM VCSwitching?[rfc3063]MPLS LoopPrevention Mechanism?[rfc3353]Overview ofIP Multicastin aMulti-Protocol Label Switching(MPLS)Environment MPLSRFCs(2)?[rfc3429]Assignment ofthe'OAM AlertLabel'for MultiprotocolLabelSwitchingArchitecture(MPLS)Operation andMaintenance(OAM)Functions?[rfc3443]TimeToLive(TTL)Processing inMulti-ProtocolLabelSwitching(MPLS)Networks MPLS的标记封装第二层封装（链路层技术）MPLS封装第三层封装ATM VCI/VPI FRDLCI PPPEther ShimLable IPPacket MPLS的标签结构标记EXP STTL020232431Shim DataIP头MPLS头二层头MPLS的包?MPLS包头的位置界于二层和三层之间俗称2.5层;?MPLS可以承载的报文通常是IP包;?当然也可以改进直接承载以太包ATM的AAL5包甚至ATM信元等;?这在MPLSVPN中有详述,可以承载MPLS的二层协议，也可以是PPP、以太网、ATM和帧中继等MPLS的网络结构?组成MPLS网络的路由器逻辑上可分为边缘路由器LER和LSR核心路由器–LER是MPLS网络同其他网络的边缘设备，它提供流量分类和标签的映射（作为Ingress）、标签的移除功能;–LSR是MPLS网络的核心交换机，它提供标签交换（Label Swapping）标签分发功能MPLS的概述?MPLS可以看做是一种面向连接的技术。
?通过MPLS信令或手工配置的方法建立好MPLS标记交换连接(Label SwitchedPath)简称LSP以后，在标记交换路径的入口把需要通过这个标记交换路径的报文打上MPLS标签，中间路由器在收到MPLS报文以后直接根据MPLS报头的标签进行转发，而不用再通过IP 报文头的IP地址查找。
?在MPLS标记交换路径的出口或倒数第二跳弹出MPLS包头还回原来的IP包，在VPN的时候可能是以太网报文或ATM报文等。
MPLS网络结构MPLS的功能结构1a.路由协议(e.g.OSPF,IS-IS)得到网络路由表1b.核心信令（LDP/RSVP）建立到目的网络的标签映射2.入口边缘路由器接受到IP包，并将IP包加上标签IP4.出口边缘路由器剥离标签，继续转发数据包IP MPLS操作3.LSR交换标签，完成转发几种标记分发协议?标准的标记分发协议(LDP)(IETF.LDP draft-ietf-mpls-ldp-11.txt,02/xx)?RSVP信令协议的扩展(IETF.draft-ietf-mpls-rsvp-lsp-tunnel-02.txt,03/1999)?基于约束参数的LDP协议(IETF.CR-LDPdraft-ietf-mpls-cr-ldp-03.txt,03/1999)标记分发协议(LDP)的功能?MPLS的信令与控制协议?发布映射?传递路由信息?建立与维护标记交换路径LDP的基本规程?发现阶段?会话建立与维护?标记交换路径建立与维护?会话的撤消LDP的发现机制?基本发现机制,用于发现通过链路层直接相连的LSR.?扩展发现机制,用于发现不通过链路层直接相连的LSR.?此两种不同发现机制的区别扩展RSVP对RSVP的改进?在基本RSVP规范的基础上增加许多功能，以支持显式路由的建立和管理；?使RSVP的信令过程发生在流量中继的输入和输出点之间，而非主机之间；?扩展的RSVP实现一组新的状态集，可应用于一组共享同路径与网络资源的业务流。
相对RSVP为每一业务流建立一套状态的方式，节省了网络核心路由器的RSVP信息量，有利于网络的可扩展性；?RSVP的转发状态是分布式的，与MPLS标记的分发方式是相同的；?扩展RSVP作为一种软状态技术，在其扩展方案中采用了一些扩展技术，提高了可扩展性、时延性能、减低开销、减少信息量；?扩展RSVP建立的路由可在一对LSR之间实现多个或多组业务流的资源预留，而非象传统的RSVP，是针对所有的业务流的资源预留?扩展RSVP建立的路由将不是面向目的地的路由，而是基于各种约束条件的显式路由；CR-LDP的简介?CR-LDP采用的是显式路由来支持QoS，在建立过程中明确地指定LSP所经过的全部或部分节点；?为不同的LSP制定不同的优先级，路由的选择将受到各种业务要求的限制，而非Best Effort式的路由；?可以通过TLV与消息的扩展来实现一些性能；CR-LDP可以实现的性能?严格路由与松散路由?业务量QoS参数支持能力?路由锁定（Pinning)能力?通过建立与保持优先级机制，提供CR-LSP的替代能力?差错处理能力?标记交换路径标记（LSP-ID)?资源分级CR-LDP与扩展RSVP的比较?RSVP只能使用属于下游按需方式的标记分配.分发与映射机制,功能多样性不如CR-LDP,但其成熟完善,对于实现组播有利.?扩展RSVP消息用IP传输,不具备可靠性和流控,LSP的刷新需30秒,清除需90秒,此30—90秒的时延对骨干网是不可忍受的.?如果两种信令机制并存,则违反了集成模型的初衷.且使网络控制复杂,规划难度加大,运营成本增加.?与扩展RSVP不同,CR-LDP独立于传输层协议,在信令消息传输机制的选择上,也有很大的灵活性.如可使用TCP,也可使用UDP.CR-LDP是由源端发起的协议。