mpls标签讲解

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思科CiscoMPLS多协议标签交换原理与配置操作详解

思科CiscoMPLS多协议标签交换原理与配置操作详解

思科CiscoMPLS多协议标签交换原理与配置操作详解本⽂讲述了思科Cisco MPLS多协议标签交换原理与配置操作。

分享给⼤家供⼤家参考,具体如下:⼀、MPLS:多协议标签交换1.1 IP数据转发⽅式1.2 标签交换与传统数据包交换对⽐1.3 MPLS的主要应⽤场景1.4 控制层⾯和数据层⾯1.5 MPLS模式1.6 MPLS术语⼆、MPLS的数据包格式三、标签分发协议3.1 标签分发时的注意点四、MPLS的⼯作过程4.1 倒数第⼆跳弹出(次末跳弹出)五、MPLS配置5.1 配置步骤⼀、MPLS:多协议标签交换⽀持多种⽹络层协议,协议(3层)⽆关性,也叫2.5层协议基于标签交换进⾏数据转发1.1 IP数据转发⽅式进程转发:每个数据包过来查找路由(与操作--->最长匹配---->递归查找),也叫基于数据包的转发快速转发:每个流量中的第⼀个数据包进⾏路由查找,后续数据基于第⼀个数据包的缓存转发,⼀次路由、多次交换,也叫基于缓存的转发(区分源IP、⽬的IP、源端⼝、⽬的端⼝、协议号)CEF:cisco私有,特快交换,所有数据包⽆需查看路由转发,直接查看CEF(FIB)表进⾏转发,该表项是⾃动适应路由表,也叫基于拓扑的转发⽅式;⽆需路由、直接交换,将路由表变为FIB表(递归完成后的表,⽬标对接⼝),ARP表变为ADJ表(接⼝+MAC),这两张表均为⼆进制表,可以被硬件直接编译,基于FIB+ADJ的综合表进⾏转发1.2 标签交换与传统数据包交换对⽐标签交换转发效率优于传统数据包交换(已不明显)MPLS⽀持MPLS VPN,⽀持MPLS TE。

1.3 MPLS的主要应⽤场景解决BGP的路由⿊洞问题MPLS VPNMPLS TE(流量⼯程)使⽤MPLS的前提是设置均基于CEF⼯作,还要保证IGP收敛。

启动CEF后,表格可以被ASIC(硬件芯⽚)直接调⽤CEF解决了递归的问题,便于MPLS⽣成标签转发表格CEF⼯作后⽣成FIB表,只有FIB可以存储标签表1.4 控制层⾯和数据层⾯控制层⾯:通过IGP或EGP交互路由条⽬,⽣成路由表,然后CEF基于路由表⽣成FIB表;MPLS使⽤TDP/LDP基于FIB表中的每⼀条信息(本地所有的路由条⽬)⽣成⼀个标签号,然后告知所有邻居;数据层⾯:普通的数据包将基于FIB表转发,若数据包中存在标签号基于LFIB进⾏转发,标签的impose和pop也是在数据层⾯⽣成1.5 MPLS模式Frame:帧模式,电路交换,⼆层协议为Ethernet、HDLC、PPP、FR(⾮ATM)Cell:信元模式,ATM模式,带有标签的数据信元1.6 MPLS术语FEC:转发等价类,具有相同的处理⽅式的⼀类数据称为⼀个转发等价(基于⽬标IP,源IP,VPN地址,QoS⾏为,出接⼝)LSR:标签交换路由器,标签交换(swap),查看数据包中的标签号然后基于LFIB表进⾏转发E-LSR:边界标签交换路由器(PE),标签压⼊(impose)和弹出(pop)LSP:标签交换路径LIB:标签信息数库,存放本本路由器上针对所有FEC所分配的标签以及所有LDP邻居分配⾃⼰学习到的标签LFIB:标签转发信息库,真正转发标签,由FIB和LIB共同⽣成,包含⼊标签和出标签CE:客户端路由器,不⼯作于MPLS域,使⽤FIB表转发流量⼆、MPLS的数据包格式Label:20bit,范围(16-2^20),0-15为保留标签EXP:3bit,⽤于在label中标记标签中优先级,⽤来做QoSS:1bit,栈底位,代表标签是否到达栈底S=0表⽰未到达栈底;S=1表⽰到达栈底,最多可以存在3层标签⼀层标签为普通MPLS,主要⽤于解决BGP路由⿊洞⼆层标签为MPLS VPN使⽤三层标签为MPLS TE使⽤TTL:8bit⽣存时间,⽤于MPLS label交换中防环,当标签号被impose时,将复制三层包头的TTL值,然后每经过⼀个路由器减1,当标签号被pop时,复制回IP包头中使⽤MPLS后,⼆层若依然为以太⽹封装,那么类型号将变化0x8847 MPLS 单播0x8848 MPLS 多播三、标签分发协议1.LDP和TDPLDP:⼯业标准,基于TCP或UDP封装,使⽤端⼝号646,组播发送224.0.0.2(所有⽀持组播功能的路由器都接收该地址),⽀持认证LDP邻居发现阶段:使⽤LDP的hello包建⽴邻居,不分配标签使⽤UDP⽅式,进⾏TCP三次握⼿LDP的会话建⽴阶段:进⾏LDP初始化报⽂的发送,发送keepalive,并发送LDP的标签分发信息TDP:cisco私有,应⽤层协议,基于TCP或UDP封装,使⽤端⼝号711,⼴播发送255.255.255.255,不⽀持认证2.MP-BGP3.RSVP3.1 标签分发时的注意点标签分发仅具有本地意义标签分发是异步的标签分发只会给本地直连、静态以及IGP路由分发标签,不会为BGP路由分发标签。

简述mpls的工作原理

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名词解释

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基本原理

mpls基本原理

mpls基本原理
MPLS(Multiprotocol Label Switching)是一种用于增加网络传输性能和控制流量的技术。

其基本原理如下:
1. 标签交换:MPLS通过在数据包头部添加一个标签来进行流量的控制。

每个数据包都被分配一个唯一的标签,以便在网络中进行标识和路由。

2. 标签分类:MPLS使用标签分类来确定数据包的路径。

这意味着每一个标签都对应于一个特定的路径或服务。

3. 标签压缩:MPLS可以将多个数据包的标签压缩在一起,以减小数据包的大小,提高传输效率。

4. 交换节点:在MPLS网络中,存在专门的交换节点(Label Switching Routers,LSRs),负责接收和转发数据包。

LSR根据标签来确定数据包的路径,并进行相应的转发。

5. 虚拟专用网络:MPLS可以创建虚拟专用网络(Virtual Private Network,VPN),以提供安全和可靠的数据传输。

VPN能够将不同的用户数据流进行隔离,确保数据的机密性和完整性。

总的来说,MPLS通过标签交换和分类来实现流量的控制,提高网络传输性能和可靠性。

它的主要优点包括提供高效的数据传输、简化网络管理和配置、支持多种服务质量(QoS)和虚拟专用网络(VPN)。

多协议标签交换(MPLS)

多协议标签交换(MPLS)

多协议标签交换一、概述多协议标签交换(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、路由地址、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。

、简介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,如帧中继、资源预留协议(RSVP、开放IP、ATM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。

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RSV P-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 (In ter net P acket Excha nge )、 App letalk 、DEC net CLN P(Conn ectio niess Network P rotocol )等。

“ MP LS 中的“ Mult ip rotocol ”指的就是支持多种网络协议。

mpls工作原理

mpls工作原理

mpls工作原理
MPLS(多协议标签交换)是一种用于增强网络传输效率和优化数据流的协议。

它通过引入标签来替代传统的IP(Internet Protocol)地址,实现了更高效的数据转发和路由选择方式。

MPLS的工作原理可以简单地分为标签分发和标签交换两个主要阶段。

在标签分发阶段,网络设备(通常为路由器)对传入的数据包进行处理。

首先,设备会根据IP头部的目标IP地址进行路由选择,确定数据包的下一个跳。

然后,设备为该数据包附加一个唯一的标签,并将其发送给下一个跳。

这个标签代表了特定的路径和服务要求。

在标签交换阶段,网络设备根据收到的标签信息进行转发。

当数据包到达下一个跳时,该设备会检查标签并根据预先设定的转发表将数据包转发到适当的输出接口。

这样,数据包就能顺利地沿着预先设定的路径到达目的地。

MPLS的一个重要特点是标签交换的速度非常快,因为设备只需要查找标签并根据转发表进行转发决策,而无需对IP头部进行深度解析。

这种基于标签的转发方式能够大大提高网络的转发效率和吞吐量。

此外,MPLS还支持对数据流进行区分和优化。

通过在标签中添加特定的服务质量(Quality of Service, QoS)信息,网络设备可以根据不同的数据流要求进行优化处理。

例如,可以为实
时音视频流分配更高的带宽和更短的传输延迟,以确保流畅的播放和通信质量。

总的来说,MPLS的工作原理基于标签分发和标签交换的方式,通过有效地利用标签和转发表,提高了网络的传输效率和数据流优化能力。

华为- MPLS - 原理简介

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

MPLS详解

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。

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翻译:jiehunzhengБайду номын сангаас
MPLS v1.0—3-24
按平台分配标签的优缺点
X 的标签只通告给 A。 X = 25
传出 IP 数据包 带标签的 传出数据包
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翻译:jiehunzheng
MPLS v1.0—3-6
MPLS 单播 IP 路由选择示例
LSR 控制面
OSPF: 10.0.0.0/8 1.2.3.4 10.0.0.0/8 1.2.3.4 OSPF: 10.0.0.0/8
翻译:jiehunzheng
MPLS v1.0—3-4
MPLS 单播 IP 路由选择技术
• MPLS 引入了一个新字段,用于作出转发决策。 • 尽管标签只具本地意义,但必须将标签通告给可直达的 对等体。 • 一种选择是将此参数添加到现有的 IP 路由选择协议 中。 • 另一选择是创建新协议以交换标签。 • 采用第二种选择的原因是,若要携带标签,必须修改太 多的现有 IP 路由选择协议。
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翻译:jiehunzheng
MPLS v1.0—3-5
MPLS 单播 IP 路由选择技术 的体系结构
LSR
路由选择信息 的交换
控制面
路由选择协议 IP 路由选择表
标签的 交换
LDP
传入 IP 数据包 带标签的 传入数据包
数据面
IP 转发表 标签转发表
• 阐释标签分发协议(Label Distribution Protocol,LDP)在单播 IP 路由选择 MPLS 应 用中的必要性。
• 描述 LDP 与其它标签交换路由器(Label Switch Router ,LSR)组件之间的交互作用。
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MPLS v1.0—3-9
复习题
• 为何需要 LDP/TDP?
• MPLS 单播 IP 转发过程中有何转发等效类?
• 此转发等效类是从何处收到的? • LDP/TDP 有何输出?
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MPLS v1.0—3-10
• LSR 将其已指派的标签通告给所有其它 LSR。
• 所有 LSR 基于收到的标签生成其 LIB、LFIB 和 FIB 数据结构。
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翻译:jiehunzheng
MPLS v1.0—3-13
生成 IP 路由选择表
Routing table of A Network Next-hop X B
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翻译:jiehunzheng
MPLS v1.0—3-8
小结
学完本节之后,您将能够执行下列任务:
• 阐释 LDP 在单播 IP 路由选择 MPLS 应用中的必 要性。
• 描述 LDP 与其它 LSR 组件之间的交互作用。
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路由器 B 将标签 25 指派给 目的网络 X。
A
B
C
网络 X
D
E
• 所有 LSR 都对 IP 路由选择表中的所有目的网络分配标签 。 • 标签具有本地意义。 • 标签分配是异步的。
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MPLS v1.0—3-15
LIB 和 LFIB 的建立
Routing table of B Network Next-hop X C
路由器 B 将标签 25 指派给 目的网络 X。
A
B
LFIB on B Action Next hop E pop C
C
D
Label 25
传出操作为 POP(早释),因 网络 X 为 B 未从 C 收到 X 的标签。 本地标签存储在 LIB 中。
数据包式 MPLS 中的典型 标签分发
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MPLS v1.0—3-11
目标
学完本节之后,您将能够执行下列任务:
• 描述数据包式 MPLS 环境中的标签分配。 • 描述数据包式 MPLS 环境中的 TDP/LDP 标签分 发。 • 阐释如何基于标签分配和标签分发建立 MPLS 数 据结构。
RT:
LIB:
数据面
10.1.1.1 L=5 10.1.1.1 FIB: LFIB: 10.0.0.0/8 1.2.3.4 10.1.1.1
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MPLS v1.0—3-7
MPLS 单播 IP 路由选择示例
LSR 控制面
X = 25 A
X = 25
B
C
网络 X
D
E
对于目的网络,无论邻居是上游 LSR 还是下游 LSR,都会 将已分配的标签通告给所有相邻的 LSR。
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MPLS v1.0—3-17
接收标签通告
LIB on A Network LSR label X B 25 LIB on C Network LSR label X B 25
标签:25
B
标签:47
C
E
Label 47
LFIB on C Action Next hop pop D
IP 查询是在 FIB 中进行的, 数据包带有标签。 标签查询是在 LFIB 中进行的, 已移除标签。 翻译:jiehunzheng
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MPLS v1.0—3-23
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翻译:jiehunzheng
MPLS v1.0—3-18
过渡式数据包传播
标签查询是在 LFIB 中进行的: 标签已被移除。
Label 25
LFIB on B Action Next hop pop C
IP: X
A
标签:25
B
IP: X
C
FIB on A Network Next hop Label X B 25
按平台分配标签
Label 25 LFIB on B Action Next hop 75 D
X = 25 A
B
网络 X
D
C
• 路由器上的 LFIB 通常不控制传入接口。 • 可在所有接口上使用同一标签——按平台分配标签。 • 即使 LSR 及其邻接的 LSR 之间有并行链路,LSR 也只向 邻接的 LSR 通告一次标签。
• 阐释倒数第二跳早释的功能和优点。
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MPLS v1.0—3-2
LDP 在单播 IP 路由选择 过程中的作用
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MPLS v1.0—3-3
目标
学完本节之后,您将能够执行下列任务:
X = 47 A
B
C
D
路由器 C 将标签 47 指派 网络 给目的网络 X。 X
E
Label 47
LFIB on C Action Next hop pop D
所有 LSR 最终都将对所有目的网络指派标签。
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MPLS v1.0—3-20
D
网络 X
E
• IP 路由选择协议用于在所有 LSR 上生成 IP 路由选择表。 • FIB 是基于其中没有标签分配信息的 IP 路由选择表生成的 。
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MPLS v1.0—3-14
分配标签
Routing table of B Network Next-hop X C
接收标签通告
FIB on B Network Next hop X C Label 47
LIB on B Network LSR label X local 25 C 47
X = 47 A
B
C
网络 X
D
FIB on E Network Next hop X C
E
Label 47
• 所有 LSR 都将收到的信息存储在其 LIB 中。 • 从其下一跳 LSR 收到标签的 LSR 也会向 IP 转发表 (FIB) 中添加条目。
LIB on B Network LSR label X local 25
必须在分配标签的 LSR 上初始化 LIB 和 LFIB。
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MPLS v1.0—3-16
标签分发
LIB on B Network LSR label X local 25
MPLS v1.0—3-22
跨越 MPLS 网络传播数据包
标签查询是在 LFIB 中进行的, 已切换标签。 出口 LSR IP: X
入口 LSR IP: X
FIB on A Network Next hop X B
Label 25
LFIB on B Action Next hop 47 C
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