多协议标签交换

5）标签分发协议（LDP） ）标签分发协议（ ） • 标签分发协议 标签分发协议LDP是MPLS的控制协议，用 的控制协议， 是 的控制协议 于在LSR之间交换 之间交换FEC/标签绑定信息。 标签绑定信息。 于在 之间交换 标签绑定信息 6）标签交换路径（LSP） ）标签交换路径（ ） • 标签交换路径 标签交换路径LSP是一个从入口到出口的交 是一个从入口到出口的交 是一个 换式路径，其功能是使具有一个特定的FEC 换式路径，其功能是使具有一个特定的 的分组， 的分组，在传输经过的标签交换路由器集合 构成的传输通路。 构成的传输通路。 • 标签交换路径 标签交换路径LSP由MPLS节点建立，目的 节点建立， 由 节点建立 是采用一个标签交换转发机制转发一个特定 分组。 的FEC分组。 分组
标签位于链路层包头和网络层分组之间， 标签位于链路层包头和网络层分组之间，标签封装 如下图所示 :
2 层头部 MPLS 头部 32 比特 IP 头部 数据
标签
EXP
S
TTL
4）标签栈 ） • 标签栈是一个排序的标签集 • 在一个分组中添加，可以隐含地承载多于一个 在一个分组中添加， FEC的信息 的信息 • 一个标签栈使得 一个标签栈使得MPLS支持分级选路并且汇聚多 支持分级选路并且汇聚多 到一个单一的中继LSP上。 个LSP到一个单一的中继 到一个单一的中继 上
• MPLS采用 寻址、动态 选路和另一个标 采用IP寻址 动态IP选路和另一个 选路和另一个标 采用 寻址、 签分发协议（ ），LDP把等价转发类 签分发协议（LDP）， ）， 把 FEC映射成标签而后形成标签交换路径 映射成标签而后形成标签交换路径 映射成标签而后形成标签交换路径LSP。 。 • MPLS体系结构具备运行在任何数据链路上 体系结构具备运行在任何数据链路上 体系结构具备 而不仅仅是ATM上的能力。 上的能力。 而不仅仅是 上的能力 • MPLS技术另一个非常有用的功能就是虚拟 技术另一个非常有用的功能就是虚拟 技术另一个非常有用的功能就是 专用网(VPN)服务功能。 服务功能 专用网 服务功能。
• MPLS网络由核心部分的标签交换路由器 网络由核心部分的标签交换路由器 网络由核心部分 ）、边缘部分 （LSR）、边缘部分的标签边缘路由器 ）、边缘部分的标签边缘路由器 （LER）组成。 ）组成。 • LSR可以看作是 可以看作是ATM交换机与传统路由器的 可以看作是 交换机与传统路由器的 结合， 控制单元和交换单元组成 组成。 结合，由控制单元和交换单元组成。 • LER的作用是分析 数据报首部，决定相应 的作用是分析IP数据报首部， 的作用是分析 数据报首部 的传送级别和标签交换路径（ 的传送级别和标签交换路径（LSP）。 ）。
MPLS建议了两种标签分发方式： 建议了两种标签分发方式： 建议了两种标签分发方式
• 上游请求方式 上游请求方式——上游标签交换路由器 上游标签交换路由器LSR 上游标签交换路由器 为某个FEC向下一跳 向下一跳LSR请求分配标签； 请求分配标签； 为某个 向下一跳 请求分配标签 • 下游分配方式 下游分配方式——不需要上游请求标签直接 不需要上游请求标签直接 将标签绑定信息发送到上游。 将标签绑定信息发送到上游。 一个下游分配例子： 一个下游分配例子：
MPLS原理图 原理图
LSP
接口 接口 LSR
LER
构成的网络叫做MPLS域 由LSR构成的网络叫做 构成的网络叫做 域 位于区域边缘的LSR称为边缘 称为边缘 位于区域边缘的 称为边缘LSR（LER， （ ， Labeled Edge Router）主要完成连接 ）主要完成连接MPLS 域和非MPLS域以及不同 域以及不同MPLS域的功能，并 域的功能， 域和非 域以及不同 域的功能 实现对业务的分类、分发标签(作为出口 实现对业务的分类、分发标签 作为出口LER)、 、 作为出口 剥去标签等。 剥去标签等。 位于区域内部的LSR则称为核心 则称为核心 位于区域内部的 则称为核心LSR，核心 ， LSR可以是支持 可以是支持MPLS的安全网关，也可以是 的安全网关， 可以是支持 的安全网关 交换机等升级而成的ATM-LSR，它提 由ATM交换机等升级而成的 交换机等升级而成的 ， 供标签交换（ 供标签交换（Label Swapping）标签分发功 ） 能。
20 Label 3 1 8 TTL Exp S
标签长度为4个字节。 标签长度为 个字节。 个字节 标签值；保留用于试验；最底层标签； 标签值；保留用于试验；最底层标签；TTL
标签共有4个域： 标签共有 个域： 个域 • Label：20比特，标签值字段，用于转发 比特， ： 比特 标签值字段， 的指针 • Exp：3比特，保留，用于试验，现在通 比特， ： 比特 保留，用于试验， 常用做CoS（Class of Service） 常用做 （ ） • S：1比特，栈底标识。MPLS支持标签 比特， ： 比特 栈底标识。 支持标签 的分层结构，即多重标签， 值为 值为1时表明 的分层结构，即多重标签，S值为 时表明 为最底层标签 • TTL：8比特，和IP分组中的 比特， 分组中的TTL（Time ： 比特 分组中的 （ To Live）意义相同。 ）意义相同。
上游 LSR1 输入 K A K K Z 下游 LSR2 目的网络
输入 A
输出
输出 Z
返回
3 MPLS组件 组件
1) 标签交换路由器（第三层转发，第二层交 标签交换路由器（第三层转发， 换） 2) 标签边缘路由器（分析 分组头，用于 标签边缘路由器（分析IP分组头 分组头， 决定相应的传送级别和标签交换路径LSP） 决定相应的传送级别和标签交换路径 ）
7）标签信息库（LIB） ）标签信息库（ ）
标签信息库LIB是保存在一个 是保存在一个LSR（LER）中的 标签信息库 是保存在一个 （ ） 连接表， 中包含有FEC/标签绑定信息和关 连接表，在LSR中包含有 中包含有 标签绑定信息和关 联端口以及媒体的封装信息。 联端口以及媒体的封装信息。 LIB通常包括下面内容：入、出口端口；入、出 通常包括下面内容 出口端口； 通常包括下面内容： 口标签； 标识符； 口标签；FEC标识符；下一跳 标识符 下一跳LSR；出口链路层 ； 封装等。 封装等。
2. MPLS的协议栈 的协议栈
1) MPLS协议采用标签分发协议（ LDP ）、 协议采用标签分发协议（ 协议采用标签分发协议 、 基于约束的LDP（CR-LDP）、资源预留协 ）、资源预留协 基于约束的 （ ）、 ），资源预留协议扩展 议（RSVP），资源预留协议扩展（RSVP），资源预留协议扩展（ TE）。 ）。 2) MPLS的协议栈分为两个层面：控制层面 的协议栈分为两个层面 的协议栈分为两个层面： 和数据层面。 和数据层面。
3) 标签（Label） 标签（ ） • 标签 标签Label是一个包含在每个分组中的短固 是一个包含在每个分组中的短固 定的数值， 定的数值，用于通过网络转发分组 • 一对 一对LSR在标签的数值和意义上一致 在标签的数值和意义上一致 • 标签格式依赖于分组封装所在的介质 • 标签的结构如图所示: 标签的结构如图所示:
3）标签交换 ） 标签交换利用分组中所携带的标签信息和标 标签交换利用分组中所携带的标签信息和标 标签信息 签路由器维护存储的转发信息库 转发信息库（ 签路由器维护存储的转发信息库（LIB）来转 ） 发分组。 发分组。 4）标签分发 ） 标签分发是分发FEC/标签绑定信息的过程， 标签绑定信息的过程， 标签分发是分发 标签绑定信息的过程 目的是为了形成一个 是为了形成一个LSP。标签分发是通过 目的是为了形成一个 。 标签分发协议（ 标签分发协议（LDP）来完成的，或通过现 ）来完成的， 有的控制协议（ 有的控制协议（如RSVP和BGP）来传输 和 ） FEC/标签绑定信息。 标签绑定信息。 标签绑定信息
8）转发等价类（FEC） ）转发等价类（ ）
MPLS采用 采用FEC作为标签来处理 分组，转发等 作为标签来处理IP分组 采用 作为标签来处理 分组， 价类在相同路径上被转发 在相同路径上被转发， 价类在相同路径上被转发，以相同方式处理并被 一个LSR映射到一个单一标签的一组 分组。 映射到一个单一标签的一组IP分组 一个 映射到一个单一标签的一组 分组。 一个FEC可以被定义为将分组映射到一个特定径 一个 可以被定义为将分组映射到一个特定径 流的一个操作符。 流的一个操作符。
MPLS 简介
DATE：2011年10月20日 DATE：2011年10月20日
多协议标签交换（ 多协议标签交换（MPLS） ）
传统的路由器网络存在着两个致命的缺陷： 传统的路由器网络存在着两个致命的缺陷： 两个致命的缺陷 网络的扩 1.业务的服务质量难以得到保证；2.网络的扩 业务的服务质量难以得到保证； 网络的 业务的服务质量难以得到保证 展性差 展性差。 IETF在综合各厂家 交换技术的签础上提出了 在综合各厂家IP交换技术的签础上提出了 在综合各厂家 标准的IP交换技术 交换技术——多协议标签交换 标准的 交换技术 多协议标签交换 (MPLS)，从而解决了IP交换技术的标准化和 ，从而解决了 交换技术的标准化和 交换技术的标准化 各厂家IP交换设备的互操作问题 交换设备的互操作问题。 各厂家 交换设备的互操作问题。
一个典型的MPLS网络结构如图所示： 网络结构如图所示： 一个典型的 网络结构如图所示
192.4.2.0 192.5.2B LSR C
LSR D
192.6.1.1
路由器 路由器
LAN1
LAN2
3.MPLS的核心技术 的核心技术
1）标签交换路由器 ） 标签交换路由器类似一个通用IP交换机 具有第三 交换机， 标签交换路由器类似一个通用 交换机，具有第三 层转发和第二层交换的功能 它能运行传统IP选路 的功能。 层转发和第二层交换的功能。它能运行传统 选路 协议并可能执行一个特殊控制协议以与邻接LSR协 协议并可能执行一个特殊控制协议以与邻接 协 标签的绑定信息。 调FEC/标签的绑定信息。 标签的绑定信息 2）标签 ） 在传统的路由器中，分析每个分组头， 在传统的路由器中，分析每个分组头，以确定下一 站转发地点。但是在MPLS中，只需要在MPLS网络 站转发地点。但是在 中 只需要在 网络 的入口端处理一个流束的所有分组， 的入口端处理一个流束的所有分组，对属于同一个 流束的分组将被用一个固定长度的字段加以编号。 流束的分组将被用一个固定长度的字段加以编号。 这一字段在MPLS里被称为标签（Label）。 里被称为标签 这一字段在 里被称为标签（ ）。