MPLS-自己的经验理解通俗易懂
简述mpls的工作原理
MPLS的工作原理1. 简介多协议标签交换（Multiprotocol Label Switching，MPLS）是一种基于标签的转发技术，它将数据包与特定的标签关联，并使用这些标签来进行高效的路由和转发。
MPLS在传输层和网络层之间提供了一种灵活、可靠和高效的网络传输机制。
MPLS最初是为了解决传统IP路由协议（如OSPF、BGP）在大规模网络中存在的性能问题而设计的。
它通过引入标签来替代传统IP路由中的长地址，从而降低了路由表的大小和复杂度，提高了路由查找和转发速度。
本文将详细解释MPLS的工作原理，包括标签分配与交换、数据包转发以及MPLS VPN等方面。
2. 标签分配与交换在MPLS网络中，每个数据包都会被赋予一个唯一的标签。
这个标签是在源节点上分配并与该数据包关联的，在整个路径上保持不变，直到到达目标节点。
下面是标签分配与交换的基本原理：2.1 标签分配当一个数据包进入MPLS域时，源节点会为该数据包分配一个新的标签。
这个标签可以基于源节点的本地路由表进行分配，也可以通过与其他节点交换信息来获得。
2.2 标签交换一旦数据包被赋予了标签，它将会在MPLS网络中被交换。
每个MPLS节点都会根据数据包的标签来决定下一跳的出接口，并将该标签附加到转发的数据包上。
2.3 标签堆栈在MPLS网络中，一个数据包可能会经过多个节点。
为了跟踪数据包的路径，每个节点都会维护一个称为”标签堆栈”（Label Stack）的结构。
标签堆栈按照LIFO （后进先出）的顺序存储标签，并在每个节点上进行压入和弹出操作。
3. 数据包转发MPLS使用基于标签的转发机制来实现快速而高效的数据传输。
下面是数据包转发的基本原理：3.1 标记交换路径当一个数据包进入MPLS网络时，源节点会为该数据包选择一条适当的路径，并将这条路径上每个节点的标识信息写入到数据包中。
这些标识信息用于指导后续路由器对该数据包进行处理和转发。
3.2 标记查找与转发当一个数据包到达一个MPLS节点时，它会根据数据包的标签来查找下一跳的出接口。
MPLS协议
介绍MPLS协议的基本概念和作用MPLS（Multiprotocol Label Switching）协议是一种用于高效转发数据包的网络协议。
它基于标签交换技术，可以在网络中快速和可靠地传输数据，并提供了更好的性能和服务质量。
MPLS的基本概念MPLS协议采用了标签（Label）的概念，用于对数据包进行标记和转发。
每个数据包都被附加一个标签，这个标签包含了转发数据包所需的信息。
相比传统的IP路由协议，MPLS通过标签交换实现了更快的转发速度和更灵活的路由控制。
MPLS的标签由较短的固定长度字段组成，通常为20位，其中包括标签值、实验位、时间戳等信息。
通过在数据包中添加标签，MPLS可以在网络中快速进行数据包的转发，而无需每个路由器都对整个IP头进行解析和查找。
MPLS的作用MPLS协议在现代网络中发挥着重要的作用，具有以下几个方面的作用：1.增强网络性能和扩展性：MPLS通过标签交换技术实现了快速转发和灵活的路由控制，可以提高网络的传输效率和扩展性，减少了路由器的负担和数据包的延迟。
2.支持多协议传输：MPLS是一种多协议的转发技术，可以同时支持IP、以太网和其他协议的数据传输，使不同类型的网络能够互相通信和交互。
3.提供服务质量（QoS）支持：MPLS可以根据标签对数据包进行分类和优先处理，实现对网络流量的管理和控制。
通过为不同的数据流分配不同的服务质量等级，MPLS可以满足对延迟、带宽和可靠性有不同要求的应用需求。
4.支持虚拟专用网络（VPN）：MPLS可以用于构建虚拟专用网络，通过在数据包中添加不同的标签来实现不同VPN之间的隔离和安全传输。
这种方式可以在公共网络上创建私密的虚拟网络，为企业和组织提供安全可靠的数据传输环境。
综上所述，MPLS协议通过标签交换技术提供了更高效、灵活和可靠的数据传输方式，为现代网络提供了改进性能、支持多协议和实现服务质量控制的解决方案。
解释MPLS标签交换和转发的原理MPLS（Multiprotocol Label Switching）标签交换和转发是MPLS协议的核心机制，它通过标签的添加、转发和删除来实现数据包的快速转发和灵活路由控制。
MPLS的概念、原理与作用
MPLS的概念、原理与作用(2007-01-04 16:14:51)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。
而这，就是“标记交换”，如图1所示。
实际上，我们在以往的多个网络中，都已经使用过标记，只不过标记的重要程度不同而已。
我们很容易想起，在ATM网中，使用VPI/VCI作为标记；而在FR中，采用DLCI作为网络的标记；而X.25网中的LCN及TDM的时隙，都可以看做是标记。
那么，基于标准的标记交换应该包括哪些部分呢？从IETF的众多草案中可以看出，其组成大致可以分为以下几个部分:●框架和结构（Framework and Architecture），主要定义MPLS所涉及的范围、部件以及相互之间的联系。
mpls学习知识点总结
mpls学习知识点总结MPLS基本概念1. 转发等价类FEC（Forwarding Equivalence Class，转发等价类）是MPLS中的⼀个重要概念。
MPLS是⼀种分类转发技术，它将具有相同特征（⽬的地相同或具有相同服务等级等）的报⽂归为⼀类，称为FEC。
属于相同FEC的报⽂在MPLS⽹络中将获得完全相同的处理。
⽬前设备只⽀持根据报⽂的⽹络层⽬的地址划分FEC。
2. 标签标签是⼀个长度固定、只具有本地意义的标识符，⽤于唯⼀标识⼀个报⽂所属的FEC。
⼀个标签只能代表⼀个FEC。
图1-1 标签的封装结构如图1-1所⽰，标签封装在链路层报头和⽹络层报头之间的⼀个垫层中。
标签长度为4个字节，由以下四个字段组成：Label：标签值，长度为20bits，⽤来标识⼀个FEC。
Exp：3bits，保留，协议中没有明确规定，通常⽤作服务等级。
S：1bit，MPLS⽀持多重标签。
值为1时表⽰为最底层标签。
TTL：8bits，和IP报⽂中的TTL意义相同，可以⽤来防⽌因环路⽽产⽣的⽆限传播。
3. 标签交换路由器LSR（Label Switching Router，标签交换路由器）是具有标签分发能⼒和标签交换能⼒的设备，是MPLS⽹络中的基本元素。
4. 标签边缘路由器位于MPLS⽹络边缘、连接其他⽹络的LSR称为LER（Label Edge Router，标签边缘路由器）。
5. 标签交换路径属于同⼀个FEC的报⽂在MPLS⽹络中经过的路径称为LSP（Label Switched Path，标签交换路径）。
LSP是从MPLS⽹络的⼊⼝到出⼝的⼀条单向路径。
在⼀条LSP上，沿数据传送的⽅向，相邻的LSR分别称为上游LSR和下游LSR。
如图1-2所⽰，LSR B为LSR A的下游LSR，相应的，LSR A为LSR B的上游LSR。
图1-2 标签交换路径6. 标签转发表与IP⽹络中的FIB（Forwarding Information Base，转发信息表）类似，在MPLS⽹络中，报⽂通过查找标签转发表确定转发路径。
MPLS-自己的经验理解通俗易懂
路由表的构建
Routing table of A Network Next-hop X B
Routing table of B Network Next-hop X C
Routing table of C Network Next-hop X D
A
FIB on A Network Next hop Label X B —
MPLS及MPLS VPN基本概念
2012年3月
目录
1 MPLS的基本概念
２
MPLS VPN的基本概念
3
MPLS 及MPLS VPN举例
传统IP路由网络的缺陷
传统的IP数据转发
使用路由协议传送IP路由信息 基于IP包的目标地址进行数据转发 IP包每经过一个路由器都需要进行路由表 的查询
IP的逐跳转发，在经过的每一跳处，必须进行路 由表的最长匹配查找（可能多次），速度缓慢。
The first two functions are part of the control plane. The last function is part of the data plane.
Architecture of LSRs
LSR Control Plane Exchange of Routing Protocol routing information
X = 25
MPLS Forwarding (Frame-Mode)
MPLS 域
10.1.1.1
3 10.1.1.1
5 10.1.1.1
10.1.1.1
路由表
10.0.0.0/8 label 3
路由表
10.0.0.0/8 label 5
华为- MPLS - 原理简介
7
控制平面：MPLS标签管理 标签赋值与分配 通过下游节点 按需分配 (on demand)(每次请求) 主动的 (unsolicited)(不需要请求) 命令控制（Ordered control) – 从出口到上游 独立的 (Independent) – 独立的标签赋值和分配 标签保持 严格方式 (Conservative)(标签资源缺乏，在不需要时才被释放 自由方式 (Liberal)(标签资源丰富，保持充足资源供使用) 标签空间 平台方式 – 标签在整个平台/路由器上是唯一的 接口方式 – 标签在每个接口上是唯一的，多个接口可以使用相 同的 标签
MPLS 原理简介
1
MPLS起源
MPLS – MultiProtocol Label Switching IETF的MPLS工作组制定标准 标签交换的范例(就像ATM/FR交换） MPLS 是各个厂商共同研究的产物 IP 交换(Ipsilon) 标示交换 (Cisco) ARIS (IBM) 信元交换路由器(Toshiba) IP 导航器 (Ascend)
6
MPLS操作部分
控制平面 通过信令协议（LDP/CR-LDP, RSVP-TE）配置和维护LSP 在标签信息库（Label Information Base,LIB) 上维护标签捆绑信息 每一条目包括: 入标签和入接口 出标签和出接口 LIB由入标签和入接口索引 实现流量工程、QoS和VPN 数据平面 在入口标识IP数据流（压入标签），通过标签交换转发数据流（压入 ＋弹出＝交换），在出口处去除标签（标签弹出） 根据LIB和入标签工作
13
控制平面: 采用常规的IGP路由表
Address Next Prefix Hop 192.56 C/1 189.24 D/2 Address Next Prefix Hop 192.56 C/1
全面理解MPLS.
MPLS的发展历史 – IP和ATM的限制
90年代初，随着Internet的快速普及，IP技术由于简单， 成本低，迅速得到推广。然而，由于当时硬件技术的限 制，采用最长匹配算法、逐跳转发方式的路由器日益成 为限制网络转发性能的一大瓶颈，快速路由器技术成为 当时研究的一个热点。 而与此同时，ATM技术因为采用定长标签，并且只需维 护比路由表小得多的标签表，可以提供比IP路由方式高 得多的转发性能。ATM组织也梦想一统江湖， 然而，由 于ATM的完美主义倾向，由此导致的复杂的控制信令和 高昂的部署成本让人望而却步。
目录
MPLS的前世今生 MPLS的一些概念 MPLS VPN MPLS OAM MPLS TE/FRR MPLS-TP
MPLS概念
MPLS，全称是Multiple Protocol Label Switch， 翻译成中文及多协议标签交换 直接从字面意思来理解MPLS，即MPLS是通过一 个叫label的东西来做交换转发的，这个label里 面可以承载多种协议payload，所以可以理解成 一个适应于多个协议的统一的转发平面
MPLS的发展历史 – MPLS重获新生
随着数据网络的爆发式增长，IP设备功能越来越强大，成本越来越 低，数据需求越来越大。 运营商的很多企业用户的VPN业务，都是租用的私有专线，都是基 于Frame Relay, ATM等技术，成本昂贵，且业务可扩展性差，不能 满足新的数据需求。 在这种情况下，有没有新的技术可以在IP网络里面很好的支持VPN 业务自然成了人们关心的一个话题。这个时候大家发现，由于MPLS 支持多重label stack，天生就适合做tunnel，也就是天生就适合承载 VPN业务。所以MPLS迎来了第二春。 再到后来，城域承载网络在数据业务的驱动下，都开始向 IP/Ethernet迈进，即考虑用价格低廉，业务灵活的IP/Ethernet设备 取代成本相对高，数据业务不灵活的SDH/Sonet设备，于是Packet Transport Network的概念被引入，在PTN网络的边缘，要考虑多种 接入方式，包括Ethernet, IP, ATM, SDH/Sonet，Frame Relay等。 如何把这些技术都统一到PTN里面，一个选择就是MPLS。
MPLS配置原理解析
最近摆弄MPLS，发现很多人配置MPLS只是写了个简单的命令，对具体的原理解释说的很少。
我们这篇文章就好好说下。
这是基本的拓扑图1.为什么开发MPLS技术，它和传统的ip技术的区别？我们知道传统的ip转发技术是基于路由表的，也就是说一个从入口来的数据包路由要检查ip 路由表才能做转发，这样的IP数据包网络，在网络设备传递数据包时，是根据数据包的IP包头信息进行交换的，也就是网络设备根据包头中的目标IP地址，来决定从哪个接口转发出去。
所以在数据包当中，指导设备正确转发数据包的就是IP地址信息，而IP地址只是数据包的一个标识而已！那么我们为什么不能直接打个标签让路由通过硬件识别这个tag，从进行转发，这样岂不大大节省路由器处理数据包的时间，这就是MPLS产生的原因。
不过那时还木有CEF MLS 这样的技术。
2：MPLS标签其中EXP是关于qos相关的，一会说到这个bos值是指示标签栈的，一个flow可以有多个标签，值为0，如果是栈底，就为1，在标签交互过程中只看顶部标签，这点注意3.MPLS基本概念入站LSR：接收没有标签的数据包，打上标签并发出出站LSR：接收带有标签的数据包，移除标签，并发出，出站和入站LSR都是边缘LSR，所以它们同时连接了IP网络和MPLS网络。
链路中LSR：接收到带标签的数据包，对其进行操作，然后按正确的接口交换出去，所以链路中的LSR只进行标签转发LSR操作过程LSR可以执行三种操作：提取，添加和交换提取，即从标签栈的顶部移除一个或多个标签，移除全部标签是出站LSR必须做的。
添加，向报文添加标签，如果没有标签，就加新的，入站LSR必须做的。
交换，收到一个有标签的报文，用新的标签交换到顶部，再发出，是链路中的LSR做的。
4.LDP工作流程LDP是负责标签转发的协议，（1）运行LDP的LSR发现（2）会话的建立和维护（3）标签映射通告（4）使用通知来进行管理LDP是需要像OSPF那样建邻居的，使用 hello包发现和维护邻居关系，LDP会在启用了的接口上发送hello来找邻居，发送hello用UDP 646，目的地为224.0.0.2，hello时间和保持时间分别是5秒15秒。
MPLS
第一部分：MPLS大体框架MPLS实际应用中是ISP级别，即运营商级别MPLS---Multi-Protocol Label Switching, 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，他是一种交换机制，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：所谓多协议，主要指的是网络层，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。
不管网络层运行何种协议，MPLS都是可以工作的。
纯MPLS协议应该说是工作在数据层面一、最初设计的目的：取代传统IP抓发机制（说明传统IP转发特点？）但是现在一些硬件，包括路由器、交换机转发速率都比较高了，MPLS针对这一点的优势体现不出来了，无论是IP转发还是标签交换，硬件处理速度都比较快了，那MPLS现在存在的价值是什么？二、MPLS目前存在的价值：主要是他的扩展应用MPLS VPN/MPLS TE，这是MPLS体现他最大价值的地方。
以上先给大家一个大致的框架的的定义，下面涉及到几个名词：一、路由器不查IP地址，查标签，那这个标签是怎么形成的呢：、标签通常是根据IP的目标前缀，也就是路由表来形成的，当然形成标签不一定非要根据路由表来形成，还可通过以下几种方式：1、三层VPN路由（这个后面会涉及到）2、二层的地址（根据不同的目标MAC形成）2、根据出接口（若有相同的出接口，可以为这些所有分配标签）4、QOS(有相同的优先级的，可以分配标签)5、还可以根据源地址。
所以说我们分配标签的依据非常多，只不过在IP环境中呢，我们通常依赖于路由，每一条路由都会是这个标签，那么我们把这个称为转发等价类，下面引出转发等价类FEC的概念。
FEC是。
（补充。
我们经常用到的就是目标地址）(对于一条fec来说，沿途所有的设备都必须具有相同的路由（前缀和掩码必须完全先同）才可以建成一条lsp。
MPLS详解
MPLS详解MPLS详解一.IP vs ATM1. IP危机90年代中，路由器技术发展滞后于网络发展，主要表现在转发率低、无法提供QOS保证。
原因：路由查找算法使用最长匹配原则，必须使用软件查找；而IP的本质就是“只关心过程，不注重结果”的“尽力而为”。
当时流行一种论调：过于简单的IP技术无法承载网络未来，基于iP技术的Internet必将在几年后崩溃。
通俗的说在传统IP 网络中，路由查询都是基于3层RT表,在核心网络中,这样路由器需要维护庞大的路由表，这样就大大的减低了设备的性能;这样，转发的效率就非常的低了。
2. ATM的野心ATM出来，不辛的是信奉唯美主义的ATM走向了另一个极端，过于复杂导致没有任何厂商能够完全支持，而且无法与IP很好的融合，在与IP的决战中最终落败，ATM只能寄人篱下，沦落到作为IP链路层的地步。
ATM技术虽然没成功，但又几点传新：1）屏弃了繁琐的路由查找，改为简单快速的标签交换2）将具有全局意义的路由表改为只有本地意义（本路由）的标签表这些都可以大大提高一台路由器的转发能力3. MPLSMPLS充分吸取了ATM的精华，但也同时认识到IP又无法取而代之，所以成为IP的承载层。
但为了与一般链路层有所区别，将地位在2.5层的位置。
可以承载其他协议的报文，故称为"multiprotocol"于1997年正式形成标准MPLS（Multiprotocol Lable Switch)。
MPLS实际上就是一种分类转发的技术，它将具有相同转发处理方式（目的地相同FEC—Forwarding Equivalence Class 转发等价类),给具有相同属性的一类报文分配标签。
对于一条FEC来说，沿途所有的设备都必须具有相同的路由（前缀和掩码必须完全先同）才可以建成一条LSP。
也就是说，使用MPLS转发的所有沿途的路由器都不能做聚合或者汇总。
Cisco IOS的三种交换方式:①Routing Table-driven switching: process switching 进程交换②Cache-driven switching: fast switching 路由器接口默认是这种交换–ip route cache（启用命令）③Topology-drivern switching: CEF switching(prebuilt FIB table)MPLS必须先启用CEF,因为只有在CEF的FIB表中才能插入标签. CEF是唯一一种提供MPLS标签插入的转发机制, cef主要靠三层的路由表和邻接表生成一张转发库(FIB和ADJ)，CEF主要的作用是完成3层和二层转发表的映射。
MPLS详解分解
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
第十二章MPLS技术12.1 MPLS介绍MPLS（Multiprotocol Label Switching）是多协议标签互换的简称, 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规定。
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系列互换机和路由器产品上已经实现MPLS特性。
12.2 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规定。
人们希望IP网络不仅可以提供E- Mail上网等服务, 还可以提供宽带实时性业务。
ATM曾经是被普遍看好的可以提供多种业务的互换技术, 但是由于实际的网络中人们已经普遍采用IP技术, 纯ATM网络已经不也许, 现有A TM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同样多种类型的服务。
MPLS Multiprotocol Label Switch多协议标签互换就是在这种背景下产生的一种技术。
它吸取了ATM的VPI/VCI互换的一些思想, 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网络中增长了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网增长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, 其目的重要是解决ATM互换机如何更好地支持IP。
宽带网络技术第5章 MPLS技术
第5章 MPLS技术
5.1.2 MPLS标准 MPLS技术的标准化工作仍在进行之中，许多电信和计算机 厂家都非常关心MPLS的标准化进程，并参与了该标准的制 订，如IBM，Cisco，爱立信，北电网络，Juniper，朗讯， Ascend，阿尔卡特，NEC，富士通和东芝等。 主要的组织有IETF、ITU和MPLS Forum。 IETF MPLS工作组确定了MPLS的工作机制（底层转发、 支持多种网络层协议），解决多种交换式路由技术的兼容性问 题，提供弹性、扩展性好的交换式路由技术，同时加强了 MPLS应用技术的研究（提供增值服务、与光纤传输网的融合、 流量工程等）；ITU-T将工作重点由ATM MPLS转移到IP MPLS的标准化；MPLS Forum则将工作重点在放在流量工程、 服务类型、服务质量以及VPN方面。
第5章 MPLS技术
各种IP与ATM融合的技术，如LANE，IPOA， MPOA，ARIS，TAG，SWITCH等都只能解决局部的 问题，这些技术虽然利用了ATM高速交换的特性， 但要么没有充分利用ATM的QOS特性，要么过于复 杂和标准不完善。 LANE只能应用于较小规模的网络，不能支持像 Internet这样的大型网络； IPOA在不同子网间的互连仍需使用传统的路由器。 因而吞吐量和时延问题仍然存在，此外，它只限于 处理ATM上的IP业务，只支持较小规模的网络； MPOA经实验证明也只能支持中小型网络。
第5章 MPLS技术
列举MPLS的相关协议： RFC 3031：Multiprotocol Label Switching Architecture RFC 3032：MPLS Label Stack Encoding RFC 3034：Use of Label Switching on Frame Relay Networks Specification RFC 3035：MPLS using LDP and ATM VC Switching RFC 3036：LDP Specification RFC 3037：LDP Applicability RFC 3107：Carrying Label Information in BGP-4 RFC 2547：BGP/MPLS VPNs RFC 2283：Multiprotocol Extensions for BGP4 RFC 2430：A Provider Architecture for Differentiated Services and Traffic Engineering RFC 2702：Requirements for Traffic Engineering Over MPLS RFC 4090：Fast Reroute Extensions to RSVP-TE for LSP Tunnel
全面理解MPLS
路由是由路由协议发布的 ， label 是由每个LSR 赋给直连的上游路由器的
Egress PE需要做IP route lookup来找到具体的下一跳
用一个IP/MPLS例子来说明各个概念 (2)
在这个例子中， 171.68/16就是FEC PE1里面创建label 4, oif 1等下一跳的信息就是NHLFE entry PE1里面创建的171.68/16跟NHLFE的对应关系就是 FTN entry P1里面创建的label 4, P2里面创建的label 7的转发表 就是ILM entry PE1->P1的Label 4, P1->P2的Label 7所形成的这样 一条转发路径就是一条LSP，LSP是单向的，后来有新 的标准专门定义了Co-routed LSP，是双向LSP 在PE1->PE2的LSP上，PE1是ingress LER, PE2是 egress LER, P1和P2是transit LSR
MPLS的发展历史 – MPLS诞生
在上面提到的三种标签交换技术之外，还有其他各种类 似技术，如 3COM FASTIP、Cascade Navigator等，均 能提供支持IP的二层交换功能。当时的情形是，各厂商 纷纷提出自己的标签交换技术，如果没有一个标准化工 作组，将会出现更多的互不兼容的标签交换技术，从而 使市场变得更为混乱。 为了协调各方利益，形成一个统一的标准，1996年底， IETF成立了一个工作组，对集成路由和交换技术的标签 解决方案进行标准化。到1997年初，这个工作组形成了 IETF认可的章程，工作组的第一次会议在1997年4月召 开。经过多次商讨，最终MPLS（Multiprotocol Label Switching）这个术语被确定下来，作为独立于各个厂家 私有标准的一系列标准的名称。
MPLS详细解读
MPLS详细解读随着网络经济的发展，企业对于自身网络的建设提出了越来越高的要求，主要表现在网络的灵活性、经济性、扩展性等方面。
在这样的背景下，VPN以其独有的优势赢得了越来越多企业的青睐。
利用公共网络来构建的私有专用网络称为虚拟私有网络（VPN，Virtual Private Network）。
在公共网络上组建的VPN像企业的私有网络一样提供安全性和可管理性等。
在所有的VPN技术中，MPLS VPN具有良好的可扩展性和灵活性，是发展最为迅速、最为成功的VPN技术之一。
1. 什么是MPLS/VPN1.1 简单介绍MPLS VPN是一种基于MPLS技术的IP-VPN，是在网络路由和交换设备上应用MPLS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。
本文主要介绍了MPLS VPN技术概述和主要应用。
1.2 MPLSMPLS(Multiprotocol Label Switching, 多协议标记交换)使用标签(Label)进行转发，一个标签是一个短的、长度固定的数值，由报文的头部携带，不含拓扑信息，只有局部意义。
MPLS包头的结构包含20比特的标签，3比特的EXP(通常用作Cos)，1比特的S，用于标识此标签是否为最底层标签，8比特的TTL。
MPLS可以看做是一种面向连接的技术。
通过MPLS信令(如LDP，Label Distribute Protocol，标签分配协议)建立好MPLS标记交换通道(Label Switched Path，简称LSP），数据转发时，在网络入口对报文进行分类，根据分类结果选择相应的LSP，打上相应的标签，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LSP出口（或倒数第二跳），弹出MPLS标签，还原为IP包。
MPLS心得
MPLS心得
MPLS:32位头，其中20位用作标签、3个bit用作EXP本意为扩展之用，现在用作于IP类似的COS，优先级之用
1个bit的S，S标识为栈的意思，MPLS有嵌套能力
理论来说MPLS的标签可以无穷嵌套，但实际上受限于MTU值，一般为2层到4层
FEC：转发等价类-对一组报文有相同的动作，则以FEC对待，FEC为相同的动作，而相同的动作所走的路为LSP
跑了MPLS的路由器：LSR
在MPLS的域边界有的：LER
对LER来说，有建立MPLS标签和拆解MPLS包的任务，给IP报文打标签的操作称之为PUSH，在Ip报文出MPLS域时对标签报文进行弹出操作，POP 标签交换路径：LSP
0x8847单播
0x8848组播为此2种值的话则被链路层设备认可为MPLS
LDP回话的建立和维护
邻居发现：通过互发hello报文，UDP/port：646/ip：224.0.0.2组播地址，面向网络设备的。
MPLS的工作原理及MPLSVPN技术的特点
MPLS的工作原理及MPLSVPN技术的特点MPLS VPN是一种基于MPLS技术的IP VPN，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的工作原理MPLS是基于标记的IP路由选择方法。
这些标记能被用来代表逐跳式或显式路由，并指明效劳质量〔QoS〕、虚拟专网及影响一种特定类型的流量〔或一个特别用户的流量〕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。
他能提供每个IP数据包一个标记，将之和IP 数据包封装于新的MPLS数据包，由此决定IP数据包的传输路径及优先顺序，而和MPLS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数据包的包头标记，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。
目前的路由协议都是在一个指定源和目的地之间选择最短路径，而不管该路径的带宽、载荷等链路状态，对于缺乏平安保障的链路也没有一种显式方法来绕过他。
利用显式路由选择，就能灵活选择一条低延迟、平安的路径来传输数据。
MPLS协议实现了第三层的路由到第二层的交换的转换。
MPLS能使用各种第二层协议。
MPLS工作组到目前为止已把在帧中继、ATM和PPP链路及IEEE802．3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他为这些面向连接的技术带来了IP的任意连通性。
目前MPLS的主要开展方向是在ATM方面。
这主要是因为ATM具有非常强的流量管理功能，能提供QoS方面的效劳，ATM和MPLS技术的结合能充分发挥在流量管理和QoS方面的作用。
标记是用于转发数据包的报头，报头的格式那么取决于网络特性。
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LDP: 10.0.0.0/8, L=3
Data Plane
10.1.1.1 L=5 10.1.1.1 FIB: LFIB: 10.0.0.0/8 L=5 L=3 1.2.3.4 , L=3 L=3 10.1.1.1 L=3 10.1.1.1
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标签的分配和分发过程
IP路由协议构造IP路由表 LSR对路由表中每一目标网段独立地 分配标签 LSR把所分配的标签公告给其他LSR 根据所受到的标签，LSR构建LIB， LFIB和FIB
Incoming labeled packets
Data Plane
Label Forwarding Table
Outgoing labeled packets
LSRs primarily forward labeled packets.
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19
Architecture of Edge LSRs
Exchange routing information Exchange labels Forward packets (LSRs and edge LSRs)
The first two functions are part of the control plane. The last function is part of the data plane.
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4
IP的逐跳转发，在经过的每一跳处，必须进行路 由表的最长匹配查找（可能多次），速度缓慢。
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5
在传统的IP转发中的流量工程问题 在传统的 转发中的流量工Biblioteka 问题Large Site A
Primary OC-192 link
Large Site B
Backup OC-48 link
Outgoing action is pop, as B has received no label for X Network X from C. Local label is stored in LIB.
LIB on B Network LSR label X local 25
LIB and LFIB structures have to be initialized on the LSR allocating the label.
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23
MPLS 网络 路由示例 网络IP路由示例
LSR Control Plane
OSPF: 10.0.0.0/8 1.2.3.4 OSPF: 10.0.0.0/8
RT:
10.0.0.0/8
1.2.3.4
LDP: 10.0.0.0/8, L=5
LIB:
10.0.0.0/8
Next-hop L=3, Local L=5
B
C
Routing table of E Network Next-hop X C
D Network X
E
IP routing protocols are used to build IP routing tables on all LSRs. FIBs are built based on IP routing tables with no labeling information.
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25
路由表的构建
Routing table of A Network Next-hop X B
Routing table of B Network Next-hop X C
Routing table of C Network Next-hop X D
A
FIB on A Network Next hop Label X B —
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LIB 和 LFIB 的建立
Routing table of B Network Next-hop X C
Router B assigns label 25 to destination X.
A
B
LFIB on B Action Next hop E pop C
C
D
Label 25
Router functionality is divided into two major parts: control plane and data plane
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14
Label Format
LABEL 0
EXP 1920
S
TTL 31
22 23 24
MPLS uses a 32-bit label field that contains the following information:
Small Site C
Most traffic goes between large sites A and B and uses only the primary link. Destination-based routing does not provide any mechanism for load balancing across unequal paths. Policy-based routing can be used to forward packets based on other parameters, but this is not a scalable solution.
Edge LSR Control Plane Exchange of Routing Protocol routing information
IP Routing Table
Exchange of labels
Label Distribution Protocol
Incoming IP packets Incoming labeled packets
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分配标签
Routing table of B Network Next-hop X C
Router B assigns label 25 to destination X.
A
B
C
D Network X
E
Every LSR allocates a label for every destination in the IP routing table. Labels have local significance. Label allocations are asynchronous.
Data Plane
IP Forwarding Table Label Forwarding Table
Outgoing IP packets Outgoing labeled packets
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MPLS 转发
LSR功能: 插入（Insert）标签 交换（Swap）标签 删除（Pop）标签
OSPF: 10.0.0.0/8 LDP: 10.0.0.0/8 Label 17
OSPF
OSPF: 10.0.0.0/8 LDP: 10.0.0.0/8 Label 4
LDP
Data Plane
Labeled packet Label 17
LFIB 4 17
Labeled packet Label 4
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6
Review Questions
列出主要的传统IP路由缺点. IP包的传发是基于那一种信息? 为什么这种转发机制不适用于大型网络?
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可
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7
MPLS架构及相关技术 架构及相关技术
世
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可
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MPLS数据转发 数据转发
MPLS的标签转发，通过事先分配好的标签，为报文建立 了一条标签转发通道（LSP），在通道经过的每一台设备 处，只需要进行快速的标签交换即可（一次查找）。
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可
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11
MPLS/IP网络 网络
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可
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MPLS 架构
控制层面（Control plane）
运用路由协议进行路由信息的交换 运用标签分发协议进行标签交换
数据层面（Data plane）
基于标签进行数据转发
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13
MPLS Architecture
Control Plane
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Architecture of LSRs
LSR Control Plane Exchange of Routing Protocol routing information
IP Routing Table
Exchange of labels
Label Distribution Protocol
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可
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MPLS Forwarding (Frame-Mode)
MPLS 域 10.1.1.1 3 10.1.1.1 5 10.1.1.1
10.1.1.1
路由表
10.0.0.0/8 label 3
路由表
10.0.0.0/8 label 5
路由表
10.0.0.0/8 next hop
标签转发表LFIB 标签转发表