MPLS基础知识
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_概述讲解
MPLS_概述讲解
MPLS技术的优势主要表现在以下几个方面：
1.虚拟专用网络（VPN）支持：MPLS技术可以实现虚拟专用网络的建立，不同的VPN可以共享一条物理链路，减少了网络资源的浪费，提高了网络的利用率。
2.负载均衡：MPLS网络支持多路径的传输，可以根据网络的实时负载情况动态分配数据包的传输路径，实现负载均衡，提高系统性能和可靠性。
3.快速恢复：MPLS网络具有快速恢复功能，如果网络中的一些节点或链路出现故障，可以快速地选择备用路径进行数据传输，从而保证网络的连通性和稳定性。
4.服务质量（QoS）支持：MPLS技术可以根据不同的数据流量设置不同的传输优先级和带宽，提供了良好的服务质量保证。
5.扩展性：MPLS技术具有较好的扩展性，可以支持大规模的网络和复杂的拓扑结构，满足不同规模和需求的网络部署。
MPLS技术的应用场景主要集中在大型企业和服务提供商的网络中。
在企业网络中，MPLS可以用于构建跨地域的虚拟专用网络，实现多个分支机构之间的数据通信和资源共享。
在服务提供商的网络中，MPLS可以用于建立多个客户之间的虚拟专用网络，提供安全可靠的数据传输服务。
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）。
MPLS基础培训ppt课件
精选课件ppt 46
提纲
基本概念和工作原理 流量工程基础 MPLS VPN基础 内容回顾
流量工程的组成部分
精选课件ppt 35
拓扑信息收集
收集网络拓扑信息，包括各链路的约束信息、带宽使用状况 等，形成流量工程数据库（TEDB），以供约束路由计算使 用。
相应协议： • OSPF-TE • ISIS-TE
精选课件ppt 36
约束路由计算—CSPF
根据TEDB信息，计算带约束的最佳路由。 路由计算中，考虑如下约束条件： • 带宽 • 优先级 • 颜色 • 部分明确路由 • 禁止路径
标签操作：swap
ILM->NHLFE
标签操作：pop
标签操作：swap
ILM->NHLFE 分析IP头 分配FEC 映射到下一跳
ILM->NHLFE
入口LER
LSR
LSR
出口LER
• 只在入口节点分析IP头，中间节点使用标签交换，效率高
• QoS易于部署，效率高
• LSR只需知道MPLS域内部路由，无需了解外部路由
命令行/网管
流量工程建模与设计 配置
精选课件ppt 40
提纲
基本概念和工作原理 流量工程基础 MPLS VPN基础 内容回顾
精选课件ppt 41
MPLS/BGP VPN
精选课件ppt 42
MPLS/BGP VPN工作过程
精选课件ppt 43
mpls基本概念
mpls基本概念
MPLS（多协议标签交换）是一种将数据包标记和路由的网络技术。
MPLS不仅支持IP协议，还支持其他协议，例如ATM和Frame Relay。
MPLS在网络传输中使用标签，而不是常规的IP地址。
这些标签用于标识数据包的路径和优先级，从而提高网络性能和可靠性。
MPLS网络由多个标签交换路由器（LSR）组成。
这些路由器使用标签来确定数据包的路径，并将其发送到正确的目的地。
MPLS还支持虚拟专用网络（VPN），这使得企业可以在公共互联网上安全地传输数据。
MPLS中的标签有两个部分：标签值和标签操作。
标签值是一个唯一的标识符，用于标识数据包的路径。
标签操作是路由器对标签的处理方式，包括压缩、交换和弹出标签。
MPLS还支持不同的服务质量（QoS）级别，包括实时流（如视频和语音）和非实时流（如电子邮件和文件传输）。
通过使用不同的QoS 级别，MPLS可以确保对实时应用程序的优先处理，并防止它们受到网络延迟或丢失的影响。
总之，MPLS是一种高效、可靠且安全的网络技术，可以帮助企业提高其网络性能和可靠性。
- 1 -。
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。
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Thank You
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结合ATM与IP优点的技术
R
Router
+
X
ATM switch
=
X
MPLS Ro缩性和灵活性 Layer 2 交换 -- 高可靠性和流量工程管理
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MPLS的优点
以短的、固定长度的标签代替IP头作为转发依据，提高转发速度 IP与ATM更好地结合 提供增值业务，同时不损害效率：
VPN 流量工程 QOS
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为什么使用MPLS
MPLS 结合了网络层的灵活连接和可扩展性，以及ATM的标签转发的可靠传输和QoS
支持多种标准的路由协议，如BGP、OSPF
支持多种标签生成协议，如LDP、RSVP
支持多种网络层协议，包括IPv4、IPv6、IPX等 有效解决QoS问题 具有标签转发的高性能 LSP本身就是公网上的隧道，用MPLS来实现VPN有天然的优势，避免了L2TP、 GRE等传统VPN在配置和管理上的N平方问题。
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MPLS
MPLS——Multi-Protocol Label Switching
Multi-Protocol：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。
Label：是一种短的、等长的、易于处理的、不包含拓扑信息、只具有
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起源：为了将IP与ATM结合
IP
面向无连接 的控制平面 面向无连接 的转发平面
MPLS
面向无连接 的控制平面 面向连接的 转发平面
ATM
面向连接的 控制平面 面向连接的 转发平面
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ATM的交换过程
虚通路连接 (VCC) 虚通道连接(VPC)
UNI UNI
NNI
VC 交换 VPI = 1 VCI = 1
NNI
VP 交换 VPI = 2 VCI = 44 VPI = 26 VCI = 44 VC 交换 VPI = 20 VCI = 30
面向连接，有N2 问题 靠链路层选路，基于VPI/VCI或标签 业务质量有保证，可保证实时业务
局部意义的信息内容。
Switching： MPLS报文交换和转发是基于标签的。针对IP业务，IP包在 进入MPLS网络时，入口的路由器分析IP包的内容并且为这些IP包选择合 适的标签，然后所有MPLS网络中节点都是依据这个简短标签来作为转发 依据。当该IP包最终离开MPLS网络时，标签被出口的边缘路由器分离。
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MPLS 基本工作过程
Core LSR 边缘LSR 边缘LSR
IP
IP
L1
IP
L2
IP
L3
IP
传统IP转发
标签转发
传统IP转发
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2013-6-24
Security Level: Internal Use Only
MPLS基础知识
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内容介绍
MPLS简介
MPLS技术细节和工作原理
MPLS的实际应用
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支持二层和三层的MPLS VPN
VPN 的控制在PE上实现，管理和扩展非常方便。
每个VPN单独构成一个独立的地址空间，即VPN之间可以重用地址。 方便的控制VPN 各业务之间的隔离和互通。
支持流量工程（Traffic Engineering） MPLS是面向无连接的控制平面和面向连接的转发平面。
MPLS——多协议标签交换
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MPLS基本概念
LER IP
MPLS域
LSR LER
LER
LSR
LSP
MPLS
LSR LER
LSR：Label Switch Router
LER：Label Edge Router LSP：Label Switch Path
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传统IP转发
分析IP头 映射到下一跳 分析IP头 映射到下一跳
分析IP头 映射到下一跳
每一跳分析IP头，效率低
QoS难于部署，而且效率低
所有路由器都要知道整个网络的所有路由
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