mpls
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
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 基础知识
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
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。
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
PE Ingress
P
P
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。
mpls工作原理
mpls工作原理MPLS（Multiprotocol Label Switching）是一种基于数据包交换技术的网络传输协议，它可以在网络层实现数据的高效传输和路由。
MPLS工作原理是通过标签交换技术来实现数据的快速传输和路由选择，下面我们来详细了解一下MPLS的工作原理。
首先，MPLS的工作原理基于标签交换技术，它在网络层对数据包进行封装和转发。
当数据包进入MPLS网络时，首先会被赋予一个标签，这个标签是根据路由选择算法确定的，然后根据这个标签来进行数据包的转发。
这个过程可以提高数据包的传输效率和网络的可靠性。
其次，MPLS的工作原理是基于标签交换路由器（LSR）来实现的。
在MPLS网络中，有两种类型的标签交换路由器，一种是边界路由器（PE），另一种是核心路由器（P）。
PE路由器负责与其他网络连接，它会为数据包添加标签，并根据目的地址来选择合适的标签，然后将数据包发送到核心路由器。
核心路由器则根据标签来进行数据包的转发，从而实现数据的快速传输和路由选择。
另外，MPLS的工作原理还包括标签分发协议（LDP）和资源预留协议（RSVP）。
LDP用于在MPLS网络中分发标签，它会为每个数据包分配一个唯一的标签，并将这个标签分发给所有的LSR。
RSVP 则用于在MPLS网络中进行资源的预留和管理，它可以确保网络资源得到合理的分配和利用，从而提高网络的性能和可靠性。
总的来说，MPLS的工作原理是基于标签交换技术和路由选择算法来实现的，它可以提高数据包的传输效率和网络的可靠性。
通过标签交换路由器和标签分发协议的配合，MPLS可以实现数据的快速传输和路由选择，从而满足不同应用场景对网络性能的要求。
综上所述，MPLS的工作原理是基于标签交换技术和路由选择算法来实现的，它可以提高数据包的传输效率和网络的可靠性。
通过标签交换路由器和标签分发协议的配合，MPLS可以实现数据的快速传输和路由选择，从而满足不同应用场景对网络性能的要求。
mpls名词解释
mpls名词解释
MPLS是Multiprotocol Label Switching的缩写，它是一种基于数据包转发的技术，用于在网络中高效地传输数据。
MPLS通过为数据包添加标签（label）来实现数据的快速转发，这些标签在网络中的路由器上进行处理，而不需要对数据包的IP地址进行复杂的查找和分析。
MPLS可以提高网络的传输效率和可靠性，同时也支持不同的网络协议，如IP、以太网等，因此被广泛应用于现代的网络架构中。
从技术角度来看，MPLS通过在数据包头部添加标签，然后在网络中的MPLS路由器上根据这些标签进行转发，从而实现了快速的数据传输。
这种基于标签的转发方式可以提高网络的传输速度和可靠性，同时也支持灵活的流量工程和服务质量控制。
从应用角度来看，MPLS在企业网络、服务提供商网络以及数据中心网络中都得到了广泛的应用。
在企业网络中，MPLS可以用于构建虚拟专用网络（VPN），实现不同办公地点之间的安全连接；在服务提供商网络中，MPLS可以用于提供数据、语音和视频等多种业务的传输服务；在数据中心网络中，MPLS可以用于构建高性能的数据传输和流量管理。
总之，MPLS作为一种高效的数据传输技术，在现代网络中发挥着重要作用，它不仅提高了网络的性能和可靠性，也为各种应用场景提供了灵活的解决方案。
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原理作用
● 性能的优化。MPLS很好地结合了第二层交换的高效以及第三层路由的灵活，既简化了IP路由的*作，也高效地利用了网络的资源，从而使网络的性能得到优化。
● 资源的控制。MPLS可以很好地控制资源，可以通过不同的服务等级(COS)，来提供原来无法提供的IP增值业务。
● 网络的演进。MPLS正在演进到一个强大的骨干网络中去。在这个网络中，MPLS作为惟一一个运行在多种第二层媒质之上的协议，将成为承载第三层业务(IP)的一项关键技术。
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。
● 封装 （Encapsulation），定义在数据层面用来转发判断的包封装格式。
在描述MPLS标记交换的基本过程中，经常会出现两个名词，即上游（Upstream）标记交换路由器和下游（Downstream）标记交换路由器。IETF中的规定是：
● 如果对于从Ru传送到Rd的分组，Ru和Rd都同意将标记“L”绑定到FEC F上，则Ru为上游LSR，Rd为下游LSR；
● 绑定仅仅意味着将分组从上游节点传送至下游节点时，用特定的标记绑定特定的FEC，并不意味着该FEC中的分组一定要从两点间通过。
2．标记的封装
众所周知，多协议标记交换将第三层的分组通过一套规程转化成简单灵活的“标记分组”。这套规程既要考虑底层链路的特点，同时又要考虑如何传递第三层分组的信息，如TTL（分组存活时间）、服务质量保证等，这套规程就是“标记的封装”或者“标记的编码”。
MPLS的标记栈封装可以定义在多种不同的媒质上，栈顶的标记仍然可以沿用现有的格式，如在ATM媒质上，就可以沿用VPI、VCI作为栈顶的标记；低一些级别的标记可以使用“夹层”或者叫“垫层”标记，以消除不同媒质之间的差异。MPLS在各种媒质上的封装如图3所示，
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面试中会提到的问题
mpls面试中会提到的问题MPLS面试中常见的问题MPLS（Multiprotocol Label Switching）是一种基于标签交换技术的数据传输协议，常被用于提高网络传输效率和可靠性。
在MPLS面试中，面试官通常会提出一些与MPLS相关的问题来评估面试者的理解和经验。
本文将介绍一些常见的MPLS面试问题，并给出相应的回答。
问题1：什么是MPLS？回答：MPLS是一种基于标签交换技术的数据传输协议。
它通过为数据包添加标签，将数据包从源节点传输到目的节点。
这些标签用于指导数据包在网络中的转发路径，从而提高数据传输的效率和可靠性。
问题2：MPLS的优点是什么？回答：MPLS具有以下几个优点：- 提高网络传输效率：MPLS通过标签交换技术，避免了传统IP路由的复杂性，提高了数据传输的效率。
- 支持多种网络协议：MPLS可以支持多种网络协议，如IP、以太网、ATM等，使得不同类型的网络可以互相交互。
- 提供灵活的服务质量（QoS）支持：MPLS可以根据不同的应用需求，提供不同的服务质量保证，如带宽保证、延迟敏感等。
- 支持虚拟专网（VPN）：MPLS可以通过虚拟专网技术，实现不同用户之间的隔离和安全通信。
问题3：MPLS的工作原理是什么？回答：MPLS的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 标签分发：在数据包进入MPLS网络时，源节点会为该数据包添加一个标签。
这个标签包含了关于数据包的转发信息，如下一跳的地址。
2. 标签交换：在MPLS网络中，每个节点都维护了一个标签交换表（Label Switching Table），用于存储标签与转发信息的映射关系。
当数据包经过一个节点时，节点会根据标签交换表将标签替换成新的标签，并将数据包转发到下一跳。
3. 标签转发：数据包在MPLS网络中通过一系列的节点进行转发，每个节点都根据标签交换表将数据包转发到正确的下一跳。
这样，数据包可以按照预先定义好的路径进行转发，提高了网络的传输效率和可靠性。
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的报文参数
MPLS的报文参数1. 什么是MPLSMPLS（Multi-Protocol Label Switching），即多协议标签交换，是一种基于标签的高效数据传输技术。
它将数据包的转发不再依赖于IP地址，而是通过给数据包分配标签，实现快速转发，提高网络性能。
MPLS可以在现有的网络基础设施上无缝集成，并提供灵活的服务质量（QoS）、实时多媒体支持、重路由和故障恢复等功能。
它被广泛应用于广域网（WAN）和数据中心网络（DCN）等场景。
2. MPLS报文参数MPLS报文参数是指在MPLS网络中传输的数据报文所具备的各种属性和字段，用于实现数据包的标记和路由。
2.1 标签（Label）MPLS网络中的数据包将被分配一个标签，用于标识该数据包的转发路径。
标签通常由32位二进制数字表示，并在标头中进行传输。
标签可以根据需要进行分级，以实现灵活的路由和负载均衡。
2.2 标签交换表（Label Forwarding Table）标签交换表是MPLS网络中的关键组件，用于记录每个数据包标签的转发规则。
它包含了标签与下一跳路径的映射关系，可以根据标签的值快速查找到下一个路由器。
2.3 上行接口（Ingress Interface）上行接口是指数据包进入MPLS网络的接口。
在数据包进入MPLS网络之前，需要对数据包进行标记，并将其分配到相应的转发路径。
2.4 出口接口（Egress Interface）出口接口是指数据包从MPLS网络离开的接口。
当数据包到达目的地时，它将离开MPLS网络，然后通过出口接口传递给目标设备或网络。
2.5 TTL（Time to Live）TTL是数据包的生存时间，用于防止数据包在网络中无限循环。
当数据包经过一个路由器时，TTL值减1，当TTL值为0时，数据包将被丢弃。
2.6 EXP（Experimental）EXP字段是MPLS标签头中的一个字段，用于指示数据包的处理优先级。
它用于实现QoS功能，可以按照业务的需求对数据包进行优先级排序和处理。
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。
MPLS
MPLS BasicsMPLS简介MPLS（Multiprotocol Label Switching，多协议标签交换）起源于IPv4（Internet Protocol version 4，因特网协议版本4），最初是为了提高转发速度而提出的，其核心技术可扩展到多种网络协议，包括IPv6（Internet Protocol version 6，因特网协议版本6）、IPX（Internet Packet Exchange，网际报文交换）和CLNP （Connectionless Network Protocol，无连接网络协议）等。
MPLS中的“M”指的就是支持多种网络协议。
MPLS技术集二层的快速交换和三层的路由转发于一体，可以满足各种新应用对网络的要求。
MPLS结构的详细介绍可参考RFC 3031（Multiprotocol Label Switching Architecture）。
MPLS基本概念1. 转发等价类MPLS作为一种分类转发技术，将具有相同转发处理方式的分组归为一类，称为FEC（Forwarding Equivalence Class，转发等价类）。
相同FEC的分组在MPLS 网络中将获得完全相同的处理。
FEC的划分方式非常灵活，可以是以源地址、目的地址、源端口、目的端口、协议类型或VPN等为划分依据的任意组合。
例如，在传统的采用最长匹配算法的IP转发中，到同一个目的地址的所有报文就是一个FEC。
2. 标签标签是一个长度固定，仅具有本地意义的短标识符，用于唯一标识一个分组所属的FEC。
一个标签只能代表一个FEC。
标签长度为4个字节，其结构如图1所示。
标签共有4个域：图 1 标签的封装结构标签共有4个域：●Label：标签值字段，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CoS。
●S：1bit，MPLS支持多重标签。
值为1时表示为最底层标签。
宽带网络技术第5章 MPLS技术
第5章 MPLS技术
Label POP：Label POP是标签转发的基本动作之一， 是组成标签转发信息表的一部分。作用：在于将一个 MPLS报文去除标签，以下一层协议转发。POP动作一 般用于MPLS域的边缘设备，当MPLS报文出MPLS域， 进入IP转发域时，需要将标签弹出。 数据流（Stream）：沿着同一路径、属于同一FEC的一 组包被视为一个数据流。数据流通常是一个或多个业务 流的集合。在不支持流合并（Stream Merge）的网络 中，一个数据流也将对应一个标签。 业务流（Flow）：一个应用到应用的数据流称为业务 流。早期的IP Switching技术就是根据业务流决定转发 的路由。很显然，业务流的数量远远大于数据流数量， 因而其网络扩展性大大低于基于数据流的技术。
MPLS不被限制于任何特殊的链路层协议，利用节点 现有的路由机制决定转发路径，它本身包含一系列简单 的核心机制。 （1）对一个流指定标签的语义。将一个标签与一个特殊 的数据流相关联。 （2）转发方法。通过定长的短标签来简化转发，转发时 仅需要简单的功能，如标签查找、标签替换以及对TTL （分组传输生命期）值的操作，在某些情况下，还可以 直接使用第二层交换技术实现快速转发。 （3）标签分配方法。允许节点决定为特定的流分配某一 种标签，可以使用一些专门的控制协议，或附在路由协 议上来完成标签分配。
第5章 MPLS技术
2．MPLS组件 从基础架构的角度来看，MPLS将传统的路由选 择机制划分为控制平面和数据平面。 控制平面一一负责处理相邻设备的路由选择和标签 信息的交换。 数据平面一一根据目的地址或标签转发流量（也称 为转发平面）。
第5章 MPLS技术
5.2.2 MPLS工作原理
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_协议
MPLS_协议MPLS（Multiprotocol Label Switching）是一种流程导向的通信协议。
它使用标签对数据包进行路由转发，以提高网络性能和可靠性。
MPLS可以同时支持多个通信协议，包括IP （Internet Protocol）和ATM（Asynchronous Transfer Mode）。
MPLS已广泛应用于企业网络、电信网络和互联网服务提供商（ISP）网络中。
一、MPLS的起源MPLS最初由CISCO公司开发，旨在解决IP网络中的路由问题。
在传统的IP网络中，路由器通常基于目的IP地址来决定如何转发数据包。
这种基于IP地址的转发方法只能使网络变得越来越复杂，无法满足不同的服务质量需求。
MPLS协议通过引入标签，使路由器能够快速地识别数据包，提高了路由转发效率，并支持多种QoS服务质量等级。
MPLS的标签机制以及基于标签的流程导向转发使得MPLS可以更好地支持不同类型的流量和应用，并为IP网络的服务提供商提供了一个更可靠和灵活的路由解决方案。
二、MPLS的特点1.标签交换MPLS协议基于标签交换技术，将标签添加到数据包头中来标识数据包的来源和目的地。
每个标签都有独特的标识符，只要标签路由器能够识别这些标签，它就可以根据这些标签快速地转发数据包。
这种基于标签的转发机制使得MPLS比传统IP网络更加灵活和高效。
2.基于流的转发MPLS协议可以根据流量的类型和需求来分配不同的标签，以便对不同的流量进行最优转发。
基于流的转发机制可以帮助网络管理员更好地管理网络流量，并满足不同的服务质量（QoS）需求。
3.支持多种协议MPLS协议支持多种通信协议，包括IP和ATM等，因此它可以适用于多种类型的网络。
MPLS的支持多种协议的能力让它成为了一个通用的路由解决方案。
4.可扩展性MPLS协议是一种高度可扩展的协议，可以实现接入到公共IP网络的企业网络和其他网络之间的无缝连接。
其中，MPLS VPN技术可以为企业提供更安全的互联网连接，从而减少了安全隐患。
MPLS_概述资料
1.1? MPLS 概述MPLS （ Multiprotocol Label Switching ）最初是用来提高路由器的转发速度而提出的一个协议，但由于其在流量工程（ Traffic Engineering ）和 VPN （ Virtual Private Network ）这两项目前在 IP 网络中非常关键的技术中的表现， MPLS 已日益成为扩大 IP 网络规模的重要标准。
MPLS 协议的关键是引入了标签（ Label ）的概念。
它是一种短的易于处理的、不包含拓扑信息、只具有局部意义的信息内容。
在 MPLS 网络中， IP 包在进入第一个 MPLS 设备时， MPLS 边缘路由器就用这些标签封装起来， MPLS 边缘路由器分析 IP 包的内容并且为这些 IP 包选择合适的标签。
相对于传统的 IP 路由分析， MPLS 不仅分析 IP 包头中的目的地址信息，它还分析 IP 包头中的其他信息，如 TOS 等；之后所有 MPLS 网络中的节点都是依据这个简短标签来作为转发判决依据。
当该 IP 包最终离开 MPLS 网络时，标签被边缘路由器分离。
1.2? MPLS 原理如图 1-1 所示， MPLS 网络的基本构成单元是标签交换路由器 LSR （ Label Switching Router ），由 LSR 构成的网络叫做 MPLS 域。
位于 MPLS 域边缘和其它用户网络相连的 LSR 称为边缘 LSR （ LER ， Labeled Edge Router ），位于区域内部的 LSR 则称为核心 LSR 。
标签分组沿着由一系列 LSR 构成的标签交换路径 LSP （ Label Switched Path ）传送，其中入口 LSR 叫 Ingress ，出口 LSR 叫 Egress 。
图1-1 MPLS 基本原理1.2.1? 基本概念首先介绍几个 MPLS 中特有的基本概念。
1. 标签及其结构标签（ label ）是一个短的、长度固定的数值，由报文的头部所携带，不包含拓扑信息，只具有局部意义。
第二章 MPLS基本概念
• MPLS域（MPLS Domain）：一组连通的节 点集合，这些节点执行MPLS路由选择和转发， 并属于同一个路由选择域或管理域。 • MPLS边界节点（MPLS Edge Node）：连 接一MPLS域和一个不属于该域的节点的 MPLS节点，它所连接的域外节点可能不运行 MPLS，也可能只是不属于本MPLS域。而当 MPLS MPLS 某个LSR的邻节点主机为非MPLS节点时，该 LSR就是MPLS边界节点。 • MPLS出节点（MPLS Edge Node）：处理 离开该MPLS域的业务量的MPLS边界节点。
• 在传统的IP转发中，路由器通常将目的地址与 路由表中某一个地址前缀都具有最长匹配的两 个包归为同一FEC，从而据此进行转发。并且 在一个数据包传过网络时，每一跳上的路由器 都对这个数据包所携带的信息进行重新分析并 将它归为某个网络的时候进行 一次分析并将数据包归为某个FEC的操作。数 据包所归属的FEC与一个称为“标签”的较短 的定长的编码值对应起来，即FEC由其对应的 标签来标识。这个标签被加到数据包上，当数 据包转发到下一条时，标签随它一起到达下一 跳。在其后的各跳上，路由器可以不对数据包 的网络层头部进行进一步分析，标签被当做一 种索引，在一个表中检索得到下一跳转发方向 和一个新的标签值，旧的标签被新的标签所替 代，然后数据包被转发到下一跳，如此直到网 络另一端的边缘，数据包在离开网络的边缘 LSR上。
• MPLS入节点（MPLS Ingress Node）：处理进入 该MPLS域的业务量的MPLS边界节点。 • MPLS节点（MPLS Node）：运行MPLS的节点。该 节点识别MPLS协议，可以运行一种或多种第三层路 由选择协议，并能基于标签来转发包。MPLS节点也 可以具有转发一般的第三层包的能力。 • VC合并（VC Merge）：MPLS标签携带在ATM的 VCI域（或VPI/VCI联合域）中时的标签合并，在某 个LSR上使多个入VC合并到一个出VC。 • VP合并（VP Merge）；MPLS标签携带在ATM的 VPI域中时的标签合并，使得多个入VP合并到一个出 VP。此时只有源自相同节点的信元才可能具有相同 的VCI值，从而通过VCI可以分辨来自不同源节点的 信元。
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MPLS Basic Config
拓扑如上图所示，中间的网云是运营商骨干网络，R2、R4路由器是运营商边缘路由器，R1、R5是客户边缘路由器。
为了达到快速转发客户数据流，运营商在骨干网中部署了MPLS，并使用OSPF来交换路由信息。
实验步骤：
1. 先按图中的信息，将各接口的IP地址配置好，检验相连端口是否可达；
2. 在R2、R3、R4上运行OSPF协议，使相应的接口处于Area0，宣告处于area0的本地网络。
完成后，检查相应的网络地址是否出现在路由表中，并检查处于area0中的端口是否全部可达；
3. 在R2、R3、R4上开启CEF，并在全局下配置MPLS，使用LDP作为标签交换协议，指定LDP的router-id。
为了便于检查，为各个运行MPLS的路由器指定相应的标签分发范围；
4. 在R2、R3、R4相应的接口上激活MPLS（使用ip mpls命令）并启用标签转发（tag-switching ip）；
5. 验证MPLS的运行状况，使用Traceroute命令检查去往某个网络粘贴的标签，查看MPLS路由器上运行MPLS的接口、LDP邻居信息、MPLS转发表、Mpls与IP的绑定情况等
R2关键配置：
ip cef
mpls label range 1000 1999
mpls label protocol ldp
tag-switching tdp router-id Loopback0 force
!
interface Loopback0
ip address 2.2.2.2 255.255.255.255
!
interface FastEthernet1/0.23
encapsulation dot1Q 3
ip address 23.0.0.2 255.255.255.0
tag-switching ip
router ospf 110
log-adjacency-changes
network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0
network 23.0.0.0 0.0.0.255 area 0
R3关键配置:
ip cef
mpls label range 2000 2999
mpls label protocol ldp
tag-switching tdp router-id Loopback0 force !
interface Loopback0
ip address 3.3.3.3 255.255.255.255
!
interface FastEthernet1/0.23
encapsulation dot1Q 3
ip address 23.0.0.3 255.255.255.0
tag-switching ip
!
interface FastEthernet1/0.34
encapsulation dot1Q 4
ip address 34.0.0.3 255.255.255.0
tag-switching ip
R4关键配置：
ip cef
mpls label range 3000 3999
mpls label protocol ldp
tag-switching tdp router-id Loopback0 force
!
interface Loopback0
ip address 4.4.4.4 255.255.255.255
!
interface FastEthernet1/0.34
encapsulation dot1Q 4
ip address 34.0.0.4 255.255.255.0
tag-switching ip
！
router ospf 110
log-adjacency-changes
network 4.4.4.4 0.0.0.0 area 0
network 34.0.0.0 0.0.0.255 area 0
验证MPLS：
R2上：show mpls ldp nei
Peer LDP Ident: 3.3.3.3:0; Local LDP Ident 2.2.2.2:0
TCP connection: 3.3.3.3.52391 – 2.2.2.2.646
State: Oper; Msgs sent/rcvd: 22/20; Downstream
Up time: 00:11:21
LDP discovery sources:
FastEthernet1/0.23, Src IP addr: 23.0.0.3
Addresses bound to peer LDP Ident:
23.0.0.3 34.0.0.3 3.3.3.3
R2成功与R3建立LDP邻居
R3上：show mpls forwarding-table
Local Outgoing Prefix Bytes
tag Outgoing Next Hop
tag tag or VC or Tunnel Id switched interface 2000 Pop
tag 2.2.2.2/32 0 Fa1/0.23 23.0.0.2 2001 Pop
tag 4.4.4.4/32 276 Fa1/0.34 34.0.0.4
R3为4.4.4.4/32的网络分配了标签2001,对于收到标签为2001的数据将弹出标签（PHP，倒数第二跳弹出）
R2#traceroute 4.4.4.4
1 23.0.0.3 [MPLS: Label 2001 Exp 0] 28 msec 28 msec 28 msec
2 34.0.0.4 20 msec * 64 msec
可以看见23.0.0.3使用了由R3为4.4.4.4分配的标签2001了，证明R2为去往4.4.4.4的包贴上了正确的标签，该包也成功到达了4.4.4.4所在的路由器，数据转发正常。
R2上： show mpls ip binding
2.2.2.2/32
in label: imp-null
out label: 2000 lsr: 3.3.3.3:0
3.3.3.3/32
in label: 1001
out label: imp-null lsr: 3.3.3.3:0 inuse
4.4.4.4/32
in label: 1002
out label: 2001 lsr: 3.3.3.3:0 inuse
由MPLS与IP的绑定情况可以看出，R3为3.3.3.3网络分配了隐含空的标签（imp-null），究竟从R2发出的到达3.3.3.3网络的数据有没有被打上标签呢？我尝试在R2跟R3连接的端口上抓包，同时ping 3.3.3.3网络，结果发现发往3.3.3.3的ICMP包并没有MPLS 头！而ping 4.4.4.4时，ICMP报文在IP头与二层头间插入了MPLS 头。
为什么去往3.3.3.3的报文不打标签？因为3.3.3.3网络并不运
行MPLS，R2已经是去往3.3.3.3网络的（MPLS）倒数第二跳了，不用打标签，避免增加R3的负荷。
至此，MPLS已经成功部署了，骨干网络可以通过MPLS正常转发数据。
而来自客户的数据，显然还没正常转发，在没有VRF的支持下，客户之间转发数据需要PE路由器在C网络与P网络间进行双向重分发，这无疑会使客户的路由进入运营商内部，如果PE路由器连接了多个客户，而这些客户间的地址发生了重叠，以现在的方案是没发解决的，所以我们必须要在PE路由器上为各个客户建立一个虚拟路由表，使他们之间的路由互不干扰。