MPLS帶你實現IP與二層網絡的無縫融合

隨著ASIC技術的發展，路由查找速度已經不是阻礙網絡發展的瓶頸。這使得MPLS在提高轉發速度方面不再具備明顯的優勢。

但由于MPLS結合了IP網絡強大的三層路由功能和傳統二層網絡高效的轉發機制，在轉發平面采用面꧟向連接方式，與現有二層網絡轉發方式非常相似，這些特點使得MPLS能夠很容易地實現IP與ATM、幀中繼等二層網絡的無縫融合，并為流量工程TE（Traffic Engineering）、虛擬專用網、服務質量QoS（Quality of Service）等應用提供更好的解決方案。

那今天我們就拿好小本本 認真了解MPLS多協議標簽交換MPLS：

在傳統的IP轉發機制中，路由器是基于CPU（軟轉發）和模糊匹配的方式進行數據轉發，轉發效率非常低；MPLS目的就是取代傳統IP🔥的轉發機制；通過在IP數據包前添加標簽，在路由器上形成LFIB表，路由器在數據轉發時基于ASIC精確匹配標簽進行轉發，從而大大提高了三層的轉發效率。

注：隨著ASIC技術的發展，當前路由器的硬件性能和速率都比較高了，MPLS的優勢已經不是很明顯了；現在MPLS的優勢主要體現于其擴展應用方面，如MPLS-TE流量工程和服🔯務質量QoS。

1工作原理

MPLS是一項旨在網絡中提高IP包轉發速率的技術，它需要在一個傳輸網絡中整體部署（運營商內網）。

對于部署🐻了MPLS𓆏的網絡，會在網絡入口處的路由器上對進入流量進行分類，然后為不同類別的流量打上一個標簽。

流量進入網絡后就被打上了不同的標簽；♏網絡內部的路由器在收到流量的時候，是按照標簽來進行流量轉發的，不再💧去查找IP路由表；流量發出網絡時就被移除標簽。

MPLS的報頭和報文封裝：

Layer2/MPLS*x/IPv4/DATA/FCS，可包含多重標簽

超詳細MPLS學習指南 手把手帶你實現I🧸P與二層網絡的無縫融合標簽長度：20bits，取值0-1048575,0-15是特殊標簽，其他正常使用。

EXP（試驗位）長度3bits，用于二層QOS

S（標記位）長度1bit，用于表示是外層標簽/內層標簽。

TTL長度8bits

MPLS有兩種封裝模式：幀模式和信元模式（ATM）。

幀模式封裝是直接在報文的二層頭部和三層頭部之間增加一🧔個MPLS標簽頭,🐷以太網/PPP采用這種封裝模式。

2路由器的交換機制

1.進程交換：路由器針對收到的每個數據包都需要進行三層和二層表項的查詢，其中三層表項查詢是為了確定出✨接口和下一條，二層表項查詢（ARP）是為了獲取目的MAC地址實現二層的🍃重新封裝；并且是基于CPU進行查詢，效率很低。

2.快速交換：也稱為網流式交換（一次路由多次交換或一次查表多次轉發）。

基于數據流進行轉發，路由器可以基于流量的七元組（源目IP地址、源目端口號、協議號、ToS字段、相同的入接口ಌ♉）進行數據流歸納。

將滿足相同七元組條件的數據包形成一股流，在進行數據轉發的時候提取這股流的第一個數據包查三層表確定出接口查二層表確定封裝信息，并把轉發第一個數據包使用的出接口和封裝信息整合形成♛一個cache并緩存在ASIC芯片中，針對這股流的后續數據包不再進行三層數據查詢直接基于ASIC緩存的cache進行轉發。

3.思科急速轉發CEF：思科私有轉發機制，路由器啟用CEF，會形成兩張表，保存在ASIC中。

3轉發信息庫FIB

是一張三層表，裝的是經過優化的路由條目，基于路由表進行下載得到的，主要優化了下一跳地址，在下載前將所有๊路由的非直連下♉一跳地址整合為直連的下一跳。

路由表條目發生變更的時候༒FIB表也會自適應進行改變，在確定出接口后，FIB🎉中還有資源聯動鄰接表，可以確定二層封裝信息。

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