多协议标签交换
多协议标签交换
多协议标签交换
（MPLS：Multi-Protocol Label Switching）
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、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。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。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
RSVP-TE 的具体内容可以参考个别文件。
协议结构
MPLS 标签结构：
20 23 24 32 bit
Label Exp S TTL
Label ― Label 值传送标签实际值。当接收到一个标签数据包时，可以查出栈顶部的标签值，并且系统知道：A、数据包将被转发的下一跳；B、在转发之前标签栈上可能执行的操作，如返回到标签进栈顶入口同时将一个标签压出栈；或返回到标签进栈顶入口然后将一个或多个标签推进栈。
Exp ― 试用。预留以备试用。
S ― 栈底。标签栈中最后进入的标签位置，该值为0，提供所有其它标签入栈。
TTL ― 生存期字段（Time to Live），用来对生存期值进行编码。
MPLS 结构协议组包括：
MPLS：相关信令协议，如 OSPF、BGP、ATM PNNI等。
LDP：标签分发协议（Label Distribution Protocol）
CR-LDP：基于路由受限标签分发协议（Constraint-Based LDP） RSVP-TE：基于流量工程扩展的资源预留协议（resource Reservation
Protocol – Traffic Engineering）
1.1.1 MPLS基本概念
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。
有关MPLS的详细介绍可参考RFC3031（Multiprotocol Label Switching
Architecture）。
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，称为转发等价类FEC（Forwarding Equivalence Class）。相同转发等价类的分组在MPLS网络中将获得完全相同的处理。
转发等价类的划分方式非常灵活，可以是源地址、目的地址、源端口、目的端口、协议类型、VPN等的任意组合。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转发等价类。
标签
标签是一个长度固定、只具有本地意义的短标识符，用于唯一标识一个分组所属的转发等价类FEC。在某些情况下，例如要进行负载分担，对应一个FEC可能会有多个标签，但是一个标签只能代表一个FEC。
标签由报文的头部所携带，不包含拓扑信息，只具有局部意义。标签的长度为4个字节，封装结构如图1-1所示。
标签共有4个域：
l Label：20比特，标签值字段，用于转发的指针；
l Exp：3比特，保留，用于试验，现在通常用做CoS（Class of Service）；
l S：1比特，栈底标识。MPLS支持标签的分层结构，即多重标签，S值为1时表明为最底层标签；
l TTL：8比特，和IP分组中的TTL（Time To Live）意义相同。
标签与ATM的VPI/VCI以及Frame Relay的DLCI类似，是一种连接标识符。
l 如果链路层协议具有标签域，如ATM的VPI/VCI或Frame Relay的DLCI，则标签封装在这些域中；
l 如果链路层协议没有标签域，则标签封装在链路层和IP层之间的一个垫层中
Frame mode：帧模式
Cell mode：信元模式
标签交换路由器
标签交换路由器LSR（Label Switching Router）是MPLS网络中的基本元素，所有LSR都支持MPLS协议。
LSR由两部分组成：控制单元和转发单元。 l 控制单元负责标签的分配、路由的选择、标签转发表的建立、标签交换路径的建立、拆除等工作；
l 转发单元则依据标签转发表对收到的分组进行转发。
标签发布协议
标签发布协议是MPLS的控制协议，它相当于传统网络中的信令协议，负责FEC的分类、标签的分配以及LSP的建立和维护等一系列操作。
MPLS可以使用多种标签发布协议。
l 包括专为标签发布而制定的协议，例如：LDP（Label Distribution
Protocol）、CR-LDP（Constraint-Routing Label Distribution Protocol）；
l 也包括现有协议扩展后支持标签发布的，例如：BGP（Border Gateway
Protocol）、RSVP（Resource Reservation Protocol）。
NE80E支持上述标签发布协议，并支持手工配置标签。
标签交换路径
一个转发等价类在MPLS网络中经过的路径称为标签交换路径LSP（Label Switched Path）。
LSP在功能上与ATM和Frame Relay的虚电路相同，是从入口到出口的一个单向路径。LSP中的每个节点由LSR组成，根据数据传送的方向，相邻的LSR分别称为上游LSR和下游LSR。
标签交换路径LSP分为静态LSP和动态LSP两种。静态LSP由管理员手工配置，动态LSP则利用路由协议和标签发布协议动态产生。
位于MPLS域边缘、连接其它用户网络的LSR称为边缘LSR，即LER（Label Edge Router），区域内部的LSR称为核心LSR。核心LSR可以是支持MPLS的路由器，也可以是由ATM交换机等升级而成的ATM-LSR。域内部的LSR之间使用MPLS通信，MPLS域的边缘由LER与传统IP技术进行适配。
分组被打上标签后，沿着由一系列LSR构成的标签交换路径LSP传送，其中，入节点LER被称为Ingress，出节点LER被称为Egress，中间的节点则称为Transit。
简要介绍MPLS的基本工作过程：
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Transit；
3. 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。
1.1.3 MPLS的体系结构
在MPLS的体系结构中：
l 控制平面（Control Plane）之间基于无连接服务，利用现有IP网络实现； l 转发平面（Forwarding Plane）也称为数据平面（Data Plane），是面向连接的，可以使用ATM、帧中继等二层网络。
MPLS使用短而定长的标签（label）封装分组，在数据平面实现快速转发。
在控制平面，MPLS拥有IP网络强大灵活的路由功能，可以满足各种新应用对网络的要求。
对于核心LSR，在转发平面只需要进行标签分组的转发。
对于LER，在转发平面不仅需要进行标签分组的转发，也需要进行IP分组的转发，前者使用标签转发表LFIB，后者使用传统转发表FIB（Forwarding Information Base）。
1.1.4 MPLS与路由协议
LDP利用路由转发表建立LSP
LDP通过逐跳方式建立LSP时，利用沿途各LSR路由转发表中的信息来确定下一跳，而路由转发表中的信息一般是通过IGP、BGP等路由协议收集的。LDP并不直接和各种路由协议关联，只是间接使用路由信息。
通过已有协议的扩展支持MPLS标签分发
虽然LDP是专门用来实现标签分发的协议，但LDP并不是唯一的标签分发协议。通过对BGP、RSVP（Resource Reservation Protocol）等已有协议进行扩展，也可以支持MPLS标签的分发。
通过某些路由协议的扩展支持MPLS应用
在MPLS的应用中，也可能需要对某些路由协议进行扩展。例如，基于MPLS的VPN应用需要对BGP进行扩展，使BGP能够传播VPN的路由信息；基于MPLS的流量工程TE（Traffic Engineering）需要对OSPF或IS-IS协议进行扩展，以携带链路状态信息。
LSPM: LSP Management
1.1.5 参考信息
如果要更详细了解MPLS的原理，请参考以下文档。
RFC3031：Multiprotocol Label Switching Architecture
1.2 MPLS的应用
随着ASIC技术的发展，路由查找速度已经不是阻碍网络发展的瓶颈。这使得MPLS在提高转发速度方面不再具备明显的优势。
但由于MPLS结合了IP网络强大的三层路由功能和传统二层网络高效的转发机制，在转发平面采用面向连接方式，与现有二层网络转发方式非常相似，这些特点使得MPLS能够很容易地实现IP与ATM、帧中继等二层网络的无缝融合，并为流量工程TE（Traffic Engineering）、虚拟专用网VPN（Virtual Private Network）、服务质量QoS（Quality of Service）等应用提供更好的解决方案。
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。该协议使ATM交换机成为一台路由 器，因而具有ATM交换机的高性能，突破了传统路由器的性能限制，一时间Ipsilon 名声大震。当时路由器厂家实现标记交换的目的是为了解决IP路由查找不能达到线 速的问题，因为IP路由查找采用的是最长地址匹配的方式，在路由器端口速度达到155M或622M时软件查找路由困难。这些早期不同厂家的标签交换的实现存在互通 问题，所以在1997年IETF成立一个负责标记交换标准化的工作组——MPLS工作组，它独立于各个设备实现厂家。现有的MPLS相关协议和草案基本上来自于这个工作组和它后来派生出来的流量工程工作组和MPLS VPN工作组。随着网络处理器技术的迅速发展，甚至10G的端口的路由线速查找都已经不成问题，MPLS应 用也逐步转向MPLS流量工程和MPLS VPN等。
基于多协议标记交换实现向IPv6过渡
綦ｊ于多 谈拣 交换实现向ＩＰｖ６过渡 栗红生鹤壁职业技术学院４５８０３０
论述 多酶议标记交换（ＭＰ ＬＳ）的概念及 作羽；对利用枷 ｓ由ＩＰＶ４向ＩＰｖ６过渡的方案进 行了详细的分析；给出了过渡实施步骤，并在 最薏介魏？加速ＩＰｖ６走向实用化需要解决的 几个技术问题。 多协议标记交换；Ｉ Ｐ Ｖ ６；网络；过渡 １ 引言 ＩＰｖ４协议近２０年来得到了广泛的发展 和应用，已经成为现今网络的主宰。目 前，实现从ＩＰｖ４到ＩＰｖ６的技术具有多样 性，基于多协议标记交换（ＭＰＬＳ）的 过渡方案就是其中的一种。ＭＰＬＳ是一种 使得不同的网络传输技术在同一个平台上 统一起来的技术，它能够减少网络的复杂 度，并兼容主流的网络技术，代表了未来 网络发展的一种趋势。利用现有的ＭＰＬＳ 骨干网来向ＩＰｖ６的过渡，是将ＩＰｖ４升级／ 过渡到ＩＰｖ６的一个重要途径。 ２．什么是多协议标记交换 多协议标记交换（Ｍｕｌｔｉ—Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ￣．即ＭＰＬＳ，是一个可以在多 种第二层媒质上进行标签交换的网络技 术。这一技术综合了第二层的交换和第三 层路由的特点，将第二层的基础设施和第 三层的路由有机地结合起来，第三层的路 由在网络的边缘实施，而在ＭＰＬＳ的网络 核心采用第二层交换。它通过每一个节点 的标签交换来实现包的转发，可以不改变 现有的路由协议，在多种第二层的物理媒 质上实施。 ３．在ＭＰＬＳ骨干网中部署ＩＰｖ６ ＭＰＬＳ骨干网上的ＩＰｖ６使ＩＰｖ６域通过 ＩＰｖ４ ＭＰＬＳ核心网络彼此进行通信。不需 要修改核心基础架构。这种实施方案只要 求少量骨干网基础设施升级，不需要重新 配置核心路由器，因为转发是基于标签 的，而不是ＩＰ报头，它提供部署ＩＰｖ６的 一个经济高效的方案。除此以外，ＭＰＬＳ 环境中本身的虚拟专网（ＶＰＮ）￣Ｉ１流量工程业 务，使ＩＰｖ６网络可以通过支持ＩＰｖ４ ＶＰＮ 和ＭＰＬＳ—ＴＥ的基础架构结合到ＶＰＮ或外 联网中。 在ＭＰＬＳ骨干网中部署ＩＰＶ６的战略包 括以下几种： （１）客户边缘路由器上的ＩＰｖ６隧道 采用客户边缘（ＣＥ）路由器上的隧 道是部署ＭＰＬＳ网络上ＩＰｖ６所用的一种最 简单的方法，它对运行或基础设施均没有 影响，而且也不需要更改核心网中的服务 商（Ｐ）路由器或与客户连接的服务商边 缘（ＰＥ）路由器。ＩＰｖ６域之间采用运行 标准的隧道机制进行通信，在ＩＰｖ４隧道上 运行ＩＰｖ６。ＣＥ路由器需要升级到双栈模 式，并配置其中一个ＩＰｖ６ ｏｖｅｒ ＩＰｖ４隧 道机制，与ＰＥ路由器的通信是ＩＰｖ４的， 业务对ＭＰＬＳ域来说也仍然是ＩＰｖ４的。ＣＥ 双栈路由器可以采用任何ＩＰｖ６地址格式， 但缺点是，ＩＳＰ无法从其地址空间中指定 ＩＰｖ６前缀，因为它根本看不到ＩＰｖ６的流 量，从其业务组合中取消了ＩＰｖ６业务的附 加值。隧道的数量将根据一个站点要匹配 的ＣＥ路由器的数量而增加。 （２）ＭＰＬＳ上的第二层电路传输 采用第二层电路传输在ＭＰＬＳ上部署 ＩＰｖ６，对ＭＰＬＳ的运行或基础设施没有影 响，它也不要求更改核心中的Ｐ路由器， 或连接客户的ＰＥ路由器，但支持采用 ＭＰＬＳ上的第二层电路传输部署ＩＰｖ６。远 端ＩＰｖ６域间的通信在专用链路上运行纯 ＩＰｖ６协议，底层的机制对ＩＰｖ６完全透明。 ＩＰＶ６业务采用ＭＰＬＳ上的任一传输或 ＭＰＬＳ上的以太网，通过隧道传输流量。 ＩＳＰ可以很轻松地从其地址空间指配ＩＰｖ６ 前缀，因为客户从其ＩＳＰ处只看到第二层 业务。 （３）服务商边缘路由器上的ＩＰｖ６ 该策略是在ＭＰＬＳ的ＰＥ路由器配置 ＩＰｖ６，即６ＰＥ技术。对于服务提供商而 言，这种策略的主要优势在于无需升级核 心网络的硬件或软件，从而消除了它对运 营和通过ＩＰｖ４创收的影响。这种策略保留 了当前的ＩＰｖ４ ＭＰＬＳ功能的优点，如 ＭＰＬＳ－ＴＥ或ＶＰＮ，同时能够为企业客户 提供本地ＩＰｖ６服务，如使用ＩＳＰ提供的 ＩＰｖ６前缀。６ＰＥ体系结构允许支持ＩＰｖ６ ＶＰＮ。ＩＰｖ６转发通过标签交换完成，而 无需使用ＩＰｖ４隧道上的ＩＰｖ６，也不需要 使用其它第二层封装，从而通过网络提供 本地ＩＰｖ６业务，并随着ＩＰｖ６用户的增长 而进行扩展，因为路由反射器等技术可在 以后配置。 （４）纯ＩＰｖ６ ＭＰＬＳ 该方案是将ＩＰｖ４的ＭＰＬＳ核心网络升 级到了ＩＰｖ６，其核心网的控制平面需要升 级￣１］ＩＰｖ６以支持在核心的ＩＰｖ６路由￥１ＩＰｖ６ 的ＬＤＰ。如果需要提供ＩＰｖ４／ＩＰｖ６共存的 服务，则需要双控制平面的支持。这可能 是未来ＩＰｖ６全面部署后的一种网络构成方 式。 要支持基于ＩＰｖ６的ＭＰＬＳ（相对于现 行的ＩＰｖ４ ＭＰＬＳ），还有一些相应的问题 需要考虑和解决，如：硬件转发需要重新 做设计、ＩＰｖ６的ＩＧＰ协议还需要完善、用 来支持ＩＰｖ６ ＶＰＮ的路由器标识需形成标 准。 ４．实施步骤 部署ＩＰｖ６将会是一个长期而渐进的过 程。一般来说，在初级阶段，通过在ＣＥ 端路由器上支持双栈协议配置隧道（方案 一或方案二），可以较为容易地在现有的 ＩＰｖ４ ＭＰＬＳ网络上透明地承载ＩＰｖ６数据， 连接Ｉ Ｐ Ｖ ６“孤岛”，同时不影响现有 ＭＰＬＳ网络上ＩＰｖ４业务／应用的开展。在 接下去的一步中，运营商可以通过部署 ６ＰＥ，在ＰＥ路由器上支持ＩＰｖ６协议，在 基本不影响核心ＭＰＬＳ网络的基础上，将 ＩＰｖ６的路由信息引入到ＰＥ路由器上，使 得ＰＥ路由器参与到ＩＰｖ６前缀的路由中。 但是，针对ＩＰｖ６的ＶＲＦ的支持，目前还 有待相关设备厂商的开发。而在网络全面 升级／迂移到ＩＰｖ６的阶段，纯ＩＰｖ６的 ＭＰＬＳ是一种必然的选择，这样可以使得 运营商能够在纯ＩＰｖ６的环境下提供ＭＰＬＳ 网络的各项服务，包括类似干原有的ＩＰｖ４ 的ＭＰＬＳ ＶＰＮ等业务，以及可能出现的 基于ＩＰｖ６的新应用，都可以在这个平台上 来提供。当然，在这一步骤中，需要涉 及核心ＭＰＬＳ网络的大量升级，包括ＩＰｖ６ 的硬件转发、ＭＰＬＳ控制协议对ＩＰｖ６的支 持等，工作量较大，相关标准的达成和产 品的开发也是一个相对长期的过程。 ５．需要解决的几个问题 ＩＰｖ６的终极目的是走向实用化，为信
MPLS协议原理与配置 华为数通HCIP
MPLS：多协议标签交换技术（工作在二层与三层之间）
IETF确定MPLS协议作为标准的协议
MPLS采用短而定长的标签进行数据转发，大大提高了硬件限制下的转发能力；而且MPLS可以扩展到多种网络协议（如IPv6，IPX等）
MPLS协议从各种链路层协议（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，路由功能强大、灵活，可以满足各种新应用对网络的要求
作用：加快IP网络转发速度
缺点：硬件不行，FIB，
现今应用：
MPLS VPN
MPLS TE：流量工程
MPLS概述
MPLS基本网络结构（工作在运行商）
路由器的角色：
1.LER（Label Edge Router）： 标签边界路由器，在MPLS网络中，具备标签分配功能，用于标签的压入或弹出，并且同时连接IP与MPLS网络的路由器，如上图中的RTB，RTD。
入站LER：负责对接收到的IP报文压入标签
出站LER：负责给离开MPLS网络的报文弹出标签
2.LSR（Label Switched Router）：标签交换路由器，在MPLS网络中，具有标签分配和标签转发能力的路由器，用于标签的交换，如图中的RTC LSP（Label Switched Path）：标签交换路径，即到达同一目的地址的报文在MPLS网络中经过的路径（单向路径）
入节点（Ingress）：LSP的入口LER
中间节点（Transit）： 位于LSP中间的LSR
出节点（Egress）：LSP的出口LER
FEC（Forwarding Equivalent Class）：转发等价类，一般指具有相同转发处理方式的报文。在MPLS网络中，到达同一目的地址（网络前缀相同的IP地址）的所有报文就是一个FEC （FEC：华为默认32位的主机路由）
mpls+vpn典型事例
英文全名 中文解释
MPLS Multiprotocol Label
Switching 多协议标签交换
VPN Virtual Private
Network 虚拟私有网
BGP Border Gateway
Protocol 边界网关协议
PE Provider Edge 运营商边缘
P Provider 运营商网络
CE Customer Edge 用户网络边缘
LSP Label Switched Path 标签交换路径
LDP Ldp DIstributIion
Protocol 标签分发协议
1 特性介绍
MPLS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、VPN、QoS等方面。
MPLS为VPN的实现提供了一种简单、灵活、高效的隧道机制，在VPN的不同站点(site)之间建立LSP，用来传递VPN报文。每个站点将到达自己的路由发送给骨干网，这些路由在骨干网中加上标签以及VPN的成员信息进行分布。
BGP/MPLS VPN是利用BGP为信令协议在运营商骨干网上传播VPN的私网路由信息，用MPLS为转发通道运行私网流量。
BGP/MPLS VPN提供与通过IP Tunnel组成的点到点面向连接的VPN相同的安全等级。VPN的安全通过如下措施保障：
在户接收到的报文进入正确的VPN。
2 特性的优点骨干网中，分离VPN的数据流；
在运营商骨干网边缘，确保从用
MPLS在VPN中的应用，使一个运营商的网络可以同时支撑多个不同客户的IP VPN,在每一个客户看来都是一个专门的私有网络，并且易于管理、扩充性好、同基于点到点面向连接的VPN具有相同安全级别、具有QoS保障及可实现任意节点互连。 3 使用指南
LDP协议基础
第一部分，MPLS定位的思考
MPLS是多协议标签交换的缩写，那么，MPLS在网络世界中是怎样的一种存在呢，即就是该如何定位MPLS多协议标签交换。
首先，她仿佛是一堆协议，一个特殊的报文，从A到B，仿佛tcpip协议在网络层和传输层中的存在。她首先定义了一个标签，
然后从一个标签迤逦拓展开来，在MPLS中，通过对标签进行分发（LDP协议），标签操作（交换，添加，移除），标签查找（LIB或LFIB完善并提供标签信息）和对一些特殊标签的定义，建立了一个宏伟的体系。
在这个宏伟的体系之中，我们在此只会学习了解LDP标签分发协议的方方面面，现在就开始吧！
第二部分，标签
一MPLS标签是由32个比特组成，是有一个统一的标准结构，如下图，
其可以被分为四个部分：
标签：前20bit是标签位，但是前16比特是不可以随便定义的，他们都有特定的含义，具体什么含义我也不知道呀！
试验用比特：即就是EXP，总共有3位，高位专用于服务质量QOS，服务质量是啥呢，其实就是利用一种方法使在相对于不太重要流量的基础上提高相对比较重要的流量的优先级以保证该流量的传输，那流量是啥呢？我想流量也就可以望文生义，只不过流是数据流而已，并且在有限带宽的网络上有目的的流动 栈底位：只有一位，用来表示本标签是不是栈底标签，如果是，则该位置1，否则，该位为0，
TTL：有8位，叫做生存周期，和IP报文中的TTL功能上是一样一样的，没经过一跳，改值就会减1，主要为了防止路由环路。
在MPLS体系中，一个报文顶部可能会添加不止一个标签，并且标签数目无上限，如果有多个标签，哈哈，就会深刻体会到一个东西的存在，就是标签栈，标签栈：就是一堆标签的有序集合，先来都走（先贴上的标签，最后剥离），除了栈底标签的标签栈栈底位为1以外，其他标签栈栈底位都为0.在一个MPLS报文中，标签栈通常被放在二层报文头之后，三层报文头（被传输协议头部）之前。
多协议标记交换技术及其扩展性问题分析
多协议标记交换技术及其扩展性问题分析
杜华
（安阳师范学院教育信息技术与传媒学院，河南安阳４５５００２）
摘 要：多协议标记交换技术（ＭＰＬＳ）采用集成模型的方法将ＩＰ技术与ＡＴＭ技术结合在一起，具有高速交换、服 务质量（ＱｏＳ）、流量控制的性能，是一种较为理想的ＩＰ网技术，并将成为公用网使用中的一项重要技术。介绍了ＭＰＬＳ 的产生过程、基本概念及实现和应用领域等内容，论证了ＭＰＬＳ的扩展性限制以及相应的解决方案，需要解决的关键
问题是ＭＰＬＳ的扩展性，主要有４种方案：基于要求请求建立标签交换通道，“热点”扩展法，ＶＰ合并和ＶＣ合并。 关键词：异步传输模式；多协议标记交换；ＡＴＭ技术 中图分类号：Ｇ４３４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２．７８００（２０１２）０５ ００８７．０３
１ 多协议标记交换技术产生的背景
１．１ ＡＴＭ技术面临的挑战 异步传输技术（ＡＴＭ）在理论上非常完美，但在实际应用中
仍存在一些问题，使其难以大规模推广。表现在：（￣ＡＴＭ的成 本比较高，ＡＴＭ硬件比千兆位以太网或其他高速网络所使用的
硬件要更加昂贵。此外，安装和支持ＡＴＭ网络日常运行所需 要的费用也很高，而且是一个经常性的支出项目。最后往往会
造成配得起，但用不起的尴尬局面；②技术支持问题，ＡＴＭ比其
他网络技术复杂的多，安装和配置都比较困难；③局域网仿真 （ＬＡＮＥ）问题，ＬＡＮＥ虽然可以在ＡＴＭ网络上仿真ＬＡＮ，但这
是以高昂的硬件成本和复杂的软件为代价的，需要考虑是否划 算；④网络主干的选择问题，通常认为，ＡＴＭ最适合于需要支持
实时语音和视频信息传输的机构，如医院和大学等，在这些机构
中，医疗诊断和远程教学的应用需要专用的高带宽和ＱｏＳ支持， 在这方面ＡＴＭ比其它技术性能要好得多。但如果在网络中没
有实时语音和视频之类的高带宽应用，那么千兆位以太网主干 应该更为切实可行且经济实惠的方案。… １．２ ＩＰ协议存在的问题
MPLS多协议标签交换技术解析
２００６年第ｌ１期 计算机与现代化 ＪＩＳＵ Ⅱ ＹＵ ＸＩＡＮＤ 堋ＵＡ 总第１３５期
文章编号：１００６－２４７５（２００６）１１．０Ｏ４Ｏ．０３
ＭＰＬＳ多协议标签交换技术解析
蔡滨 ，付康２，钟少华。
（１．江西机电职业技术学院，江西南昌 ３３０００１；２．江西省计算技术研究所，江西南昌 ３３０００２；
３．上高县人民银行，江西宜眷 ３３６４００）
摘要：ＭＰＩ．Ｓ网络技术的数据转发依赖于标签。本文通过深入分析标签的结构、位置、值及标签的映射，转发工作的转移
及局部路径，进而深入了解ＭＰＬＳ思想、转发机制及其原理。最后分析了ＭＰＬＳ ＶＰＮ的技术优势及其应用前景。
关键词：标签；映射；转发；局部路径
中图分类号：Ｔ１Ｂ９３ 文献标识码：Ａ
Ｔｏ Ａｎａｌｙｓｅ ｉｎ Ｄｅｐｔｈ ＭＰＬＳ Ｔｈｏｕｇｈｔ，Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ａｎｄ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ
ＣＡＩ Ｂｉｎ ，ＦＵ Ｋ ，ＺＨＯＮＧ Ｓｈａｏ．ｈｕａ３
（１．Ｊｉａｎｇｘｌ Ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎ Ｔｅｅｈｎｄｏｇｌｅａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｅｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｅａｌ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３０００１，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｊｉａｎｇｘｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３０００２，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｂｒａｎｃｈ ｏｆ Ｓｈｍ￣ｏ Ｃｏｕｎｔｙ，Ｔｈｅ Ｐｅｏｐｌｅ’Ｓ Ｂａｎｋ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｙｉｃｈｕｎ ３３６４００，Ｃｈｉｎａ）
／￣：Ｔｈｅ ＭＰＬＳ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｄａｔａ ｒｅｔｒａｍｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｌｌｅｓ ｏｎ ｌａｂｅ１．ｎｌＩＤｕｇｈ ｔｈｏｒｏｕｇｈｌｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｌａｂｅｌ ｓＬｒｕｃｔｔｌｒｅ，ｔｈｅ ｌａｂｅｌ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ。ｔｈｅ ｌａｂｅｌ ｖａｌｕｅ，ｔｈｅ ｌａｂｅｌ ｍａｐｐｉｎｇ，ｔｈｅ ｓｈｉｆｔ ｏｆ ｒｅｌｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｗｏｒｋ，ｔｈｅ ｐａｒｔｉａｌ ｗａｙ，ｔｈｅ ＭＰＬＳ ｔｈｏｕｇｈｔ，ｒｅｔｒａｍｍｉｓｓｉｏｎ ｍｅｃｈａ・
多协议标记交换(mpls)
多协议标记交换(mpls)
多协议标记交换（MPLS南邮通信工程系叶玲多协议标记交换（MPLS)?MPLS简介?MPLS网络结构?MPLS工作过程?MPLS体系结构?MPLS的流控和QoS?MPLS的应用?MPLS的软件结构MPLS是什么？?MPLS－多协议标签交换?MPLS是采用集成模型，将第三层IP技术与第二层的硬件交换技术结合在一起，并且使用一个定长的标签作为分组在MPLS网络中传输时所需处理的唯一标志。
MPLS并不是一种业务或者应用，而是一种将标签交换转发和网络层路由技术集于一身的标准化的路由与交换技术平台。
?兼具了IP的灵活性、可扩展性与ATM等硬件交换技术的高速性能、QOS性能、流量控制性能
2、MPLS的MP和LS?MPLS的多协议即指其向上可支持IPv4/IPV6/IPX/Apple talk,向下支持X.25/FR/ATM/PPP/Eth/SDH/DWDM(MPLS协议栈)－2.5层技术?MPLS的标签交换是指所交换的内容是标签,其实质是IP包在核心路由之间交换标签,而在边缘路由器和普通路由器之间交换IP包MPLS的应用价值?MPLS MultiprotocolLabel 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 VPI/VCI交换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；?随着网络技术的迅速发展MPLS应用也逐步转向MPLS流量工程和MPLS VPN等，在IP网中MPLS流量工程技术成为一种主要的管理网络流量减少拥塞一定程度上保证IP网络的QoS的重要工具；?在解决企业互连提供各种新业务方面MPLS VPN也越来越被运营商看好成为在IP网络运营商提供增值业务的重要手段MPLS概念图示LSR LERLSR LERMPLS IPPacket
宽带网络技术讲座 第5讲 多协议标签交换(MPLS)技术(上)
宽带网络技术讲座
第５讲多协议标签交换（ＭＰＬＳ）技术（上）
王海王涛郑少仁
（解放军理工大学交换技术与ＡＴＭ研究中心南京２１００１６）
摘要本文综合论述了多协议标签交换（ＭＰＬＳ）技术的产生、发展的历史，解释了ＭＰＬＳ各组成要素的含 义、举例说明了ＭＰＬＳ的工作原理和工作流程，介绍了ＭＰＬＳ在流量工程、虚拟专网（ＶＰＮ）、Ｑｏｓ、光传输控 制等领域的应用，简要介绍了近年来ＭＰＬＳ研究的进展情况及实现ＭＰＬＳ要注意的一些问题。 关键词多协议标签交换ＩＰ／ＡＴＭ互联标签交换通道标签交换路由器流量工程
１绪论
近几年来，因特网已经逐渐发展成为一个一体 化网络平台，刺激了各种新的业务，如话音、图像、
传统的数据的迅速发展。业务的迅速膨胀给网络的
传输能力、ＱｏＳ保瘴能力提出了更高、更新的要求。 现有因特网的资源迅速耗尽，为了应对新业务的需
求，各网络运营商均在调整、更新他们的网络基础 结构。干线网络的更新方向从单一的确定性ＩＰ网向
分组网、信元网（ＡＴＭ网）两个方向发展，从而给
未来的宽带网发展带来了更多的变数。 多协议标签交换（ＭＰＬＳ）技术就像一座桥梁，
４．１语音／数据访问点
语音／数据访问点是最早提出的应用模型，它 的目的是通过安全的无线设备和通信设备连接起
来。比如，一台装备了蓝牙芯片的计算机连接到一个
装备了蓝牙芯片的手机上以收取ｌｎｔｅｒｎｅｔ上的Ｅ－
ｍａｉｌ，这时手机就是数据访问点。换句话说，如果口 袋里放了手机，那么受理的笔记本电脑就可以上网。 蓝牙规范允许装备了蓝牙芯片的任何设备只要位于
数据访问点的有效范围内，就可以轻易地上网。
４’２外设连接 由于蓝牙链路被嵌人到计算机内部，根本元需 电缆接口，因此外设的成本会下降。另外，不少外设 还可以有不同的使用环境（而只需一个统一的蓝牙
接口）。
４．３个人网络 个人网络重点解决特制个人网络的建立和解
除。假设两个人在机场会面并交换机密文件，这时只 要建立一个两人之间的特制网，他们就可以快速安
多协议交换标签技术及其应用
工程技术与管理ＮＯ・１０・２００６・２９・
多协议交换标签技术及其应用
张建华 王学梅（河南工业大学信息科学与工程学院郑 ＩＩ ４５００５２）
摘要：多协议标签交换 Ｌ 是—种可以在多种第二层协议Ｌ进行标签交换的网络技术，本文主要介绍了多协议标签交换技术的
网络结构、工作原理及在实践中的应用
关键词：多协议标签交换流量工程虚拟专用网
传统的路由器是通过逐步查找路由／转发表来转发数 了基于标签（Ｌａｂｅ１）交换的机制。Ｌａｂｅｌ是一种短的，易于
据的，基本上是通过ＣＰＵ完成，所以转发速率受到很大限 处理的、不包含拓扑信息、只具有局部意义、便于分配的信
制。多协议标签交换（ＭＰＬＳ：Ｍｕｌｔｉ．ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈ） 息内容。标签位于数据链路层的数据链路层封装头和ＰＤＵ
技术综合了一些主要数据通信公司和话音通信公司的多 之间。数据分组在路由器中被转发时，无须像传统路由器
种技术方案。是为了提高路由器的转发速率而提出的一个 那样对每个数据分组进行路由查找，而只需利用标签来确
协议，是新一代的ＩＰ骨干网络交换标准。 定转发。由于标签具有定长。短小的特点，所以标签的查找
１ ＭＰＬＳ工作原理 可以采用数组的下标来实现，无论用硬件还是用软件都可
ＭＰＬＳ协议结合第二层和第三层的交换技术，引入 实现较高的转发速率。图１是ＭＰＬＳ的协议栈，ＭＰＬＳ是 ………一………～～……～～…一一……一……………………一…………● 有效方法之一。 （２）计算原则。当前的建筑市场是一个尚未完全规范
①为保证项目施＿Ｉ＿＝时的资金周转顺利，在总报价不变 的市场，信用机制尚未建立，盲目压价，低于成本中标，结
的情况下，对早期计量的工程项目的单价，适当提高单价， 算扯皮严重的情况较为常见。因此强化工程量清单的计算
有利于资金周转。 原则和方法十分重要。工程量清单的计算要遵循简捷明
②估计施工中可能变更或增加工程量的项目，可适当 了、准确合理的原则、易于企业编制综合单价及成本价的