MPLS简介

多协议标签交换(英语：Multi-Protocol Label Switching，缩写为MPLS)是一种在开放的通信网上利用标签引导数据高速、高效传输的新技术。多协议的含义是指MPLS不但可以支持多种网络层层面上的协议，还可以兼容第二层的多种数据链路层技术。
多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，MPLS)是新一代的IP高速骨干网络交换标准，由因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)提出。MPLS是利用标记(label)进行数据转发的。当分组进入网络时，要为其分配固定长度的短的标记，并将标记与分组封装在一起，在整个转发过程中，交换节点仅根据标记进行转发。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。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。MPLS 主要设计来解决网路问题，如网路速度、可扩展性、服务质量(QoS)管理以及流量工程，同时也为下一代IP 中枢网络解决宽带管理及服务请求等问题。在这部分，我们主要关注通用MPLS 框架。有关LDP、CR-LDP 和RSVP-TE 的具体内容可以参考个别文件。多协议标签交换MPLS最初是为了提高转发速度而提出的。与传统IP路由方式相比，它在数据转发时，只在网络边缘分析IP报文头，而不用在每一跳都分析IP报文头，从而节约了处理时间。MPLS起源于IPv4(Internet Protocol version 4)，其核心技术可扩展到多种网络协议，包括IPX(Internet Packet Exchange)、Appletalk、DECnet、CLNP(Connectionless Network Protocol)等。“MPLS”中的“Multiprotocol”指的就是支持多种网络协议。

基于MPLS的VPN传统的VPN一般是通过GRE(Generic Routing Encapsulation)、L2TP(Layer 2 Tunneling Protocol)、PPTP(Point to Point Tunneling Protocol)、IPSec协议等隧道协议来实现私有网络间数据流在公网上的传送。而LSP本身就是公网上的隧道，所以用MPLS来实现VPN有天然的优势。基于MPLS的VPN就是通过LSP将私有网络的不同分支联结起来，形成一个统一的网络。基于MPLS的VPN还支持对不同VPN间的互通控制。CE(Customer Edge)是用户边缘设备，可以是路由器，也可以是交换机或主机。PE(Provider Edge)是服务商边缘路由器，位于骨干网络。在骨干网络中，还存在P(Provider)，是服务提供商网络中的骨干路由器，不与CE直接相连。P设备只需要具备基本MPLS转发能力，可以将其配置为M-BGP的路由反射器，不维护VPN信息。基于MPLS的VPN具有以下特点：PE负责对VPN用户进行管理、建立各PE间LSP连接、同一VPN用户各分支间路由分派。PE间的路由分派通常是用LDP或扩展的BGP协议实现。支持不同分支间IP地址复用和不同VPN间互通。减化了寻路步骤，提高了设备性能，加快了报文转发。基于MPLS的QoS由于全网实施流量工程的难度比较大，因此，在实际的组网方案中往往通过差分服务模型来实施QoS。Diff-Serv的基本机制是在网络边缘，根据业务的服务质量要求将该业务映射到一定的业务类别中，利用IP分组中的DS(Differentiated Service)字段(由ToS域而来)唯一的标记该类业务;然后，骨干网络中的各节点根据该字段对各种业务采取预先设定的服务策略，保证相应的服务质量。Diff-Serv对服务质量的分类和标签机制与MPLS的标签分配十分相似，事实上，基于MPLS的Diff-Serv就是通过将DS的分配与MPLS的标签分配过程结合来实现的。

1. LDP和传统路由协议(如OSPF、ISIS等)一起，在各个LSR中为有业务需求的FEC建立路由表和标签映射表2. 入节点Ingress接收分组，完成第三层功能，判定分组所属的FEC，并给分组加上标签，形成MPLS标签分组，转发到中间节点Transit3. Transit根据分组上的标签以及标签转发表进行转发，不对标签分组进行任何第三层处理4. 在出节点Egress去掉分组中的标签，继续进行后面的转发。由此可以看出，MPLS并不是一种业务或者应用，它实际上是一种隧道技术，也是一种将标签交换转发和网络层路由技术集于一身的路由与交换技术平台。这个平台不仅支持多种高层协议与业务，而且，在一定程度上可以保证信息传输的安全性。