MPLS標簽轉發基本原理

MPLS簡述

MPLS(multi-protocollabelswitch)是Internet核心多層交換計算的最新發展。MPLS將轉發部分的標記交換和控制部分的IP路由組合在一起，加快了轉發速度。而且，MPLS可以運行在任何鏈接層技術🌞之上，從而簡化了向基于SONET/WDM和IP/WDM結構的下一代光Internet的轉化。在這里，主要描述一下標簽轉發表的產生過程及IP包如何通過MPLS轉發。

MPLS標簽棧頭

圖1 MPLS標簽棧頭

32位的MPLS棧頭包括以下區域(如圖1所示)：

承載MPLS標記實際值的標記區域(20位);

CoS區域(3位)，用于在分組通過網絡時施加在分組上的排隊和丟棄算法;

堆棧區域(S區域，1位)，用于支持標記堆棧序列;

TTL區域(8位)，提供傳統的IPTTL功能。

標簽轉發表產生過程

1. 路由器之間通過路由協議或靜態路由產生路由表。

圖2 路由器之間通過路由協議或靜態路由產生路由表

如圖2所示，假設途中A、B、C、D四臺路由器之間運行了OSPF協議﷽，A路由器學習到D路由器網段211.91.168.0/24的路由。

2. 運行MPLS的路由器為路由表中的路由分配標簽。

圖3 運行MPLS的路由器為路由表中的路由分配標簽

圖3A、B、C、D四臺路由器的路由表中都有211.91.1ꦜ68.0/24網段的路由🐠，假設各路由器都已運行MPLS協議，則每臺路由器都會為該路由分配一個標簽。

3. 通過LDP/RSVP協議發現其MPLS鄰居。

假設在各路由器接口啟動LDP協議。通過♏LDP發現協議，A路由器知道B路由器為其MPLS鄰居，B路由器知道A、C為其MPLS鄰居，C路由器知道B、D為其MPLS鄰居，D的MPLS鄰居為C。

4. 將打標簽的路由通告給其MPLS鄰居。

各路由器⭕將其打了標簽的路由通告給其MPLS鄰居，而不管是否已從其鄰居學習到該路由的標簽。這樣對于路由211.91.168.0/24在各路由器中的標簽情況如圖4所示。

圖4 各路由器中的標簽情況

5. 路由器將其下一跳路由器通告的標簽加到其轉發表中。通常在實際應用中路由器將目的地不是本地的IP包轉發給其下一跳。因此在MPLS中，路由器只將其下一跳路由器通告的標簽加到其轉發表中。對于211.91.168.🎉0/24網段對應的轉發如圖5所示。

圖5 路由器將其下一跳路由器通告的標簽加到其轉發表中

IP包在MPLS網絡中轉發過程

1. MPLS入口路由器根據目的地址查找路由表。

如圖5例，假設一目的地址為211.91.168.0/24的IP包到達路由器A。此時路由器A將查找其路꧟由表，發現該路由下𝔍一跳為路由器B。

2. 將該IP包打上標簽，轉發給下一跳路由器。

上例中，路由器A將目的地址為211.🍨91.168.0/24的IP包打上標簽20，轉發給其下一跳路由器B。

3. 下一跳路由器查找其轉發表，替換標簽，繼續轉發。

上例中，當打有標簽的IP包到達B路由器時，路由器不再根據目的地址查找路由表了，而是根ꦡ據標簽查找標簽轉發表。從A來的出站標簽對應于B的入站標簽，也就是B通告給A的標簽。B路由器通過標簽替換，將其入站標簽替換成出站標簽，即用標簽30替換掉標簽20，然后轉發給其下一跳路由器C。C路由器同樣進行標簽交換，將帶有標簽40的IP包送給D路由器。

4. 出口路由器查找其轉發表，發現其就是目的地網絡，彈出標簽，送給相應端口處理。

上例中D路由器將查找標簽轉發表，發現該IP包目的地為自己，則彈出標簽。標簽交換過程結束。

VPN在MPLS中的實現

RFC2547bis定義了允許服務提供商使用其IP骨干網為用戶提供VPN服務的一種機制。RFC2547bis也被稱為BGP/MPLS VPN，因為BGP被用來在提供商骨干網中發布VP꧑N路由信息，而MPLS被用來將VPN業務從一個VPN站點轉發至另一個站點。首先對MPLS VPN中用到的常用術語作一說明，然后介紹一下MPLS VPN實現的基本原理及常見組網。

MPLS/VPN中常用術語

PE路由器：又稱作提供商邊緣路由器。該路由器負責用戶端網絡到提供商網絡的接入。

P路由器：又稱提供商路由器。P路由器是提供商網絡中不連接任何CE設備的路由器。

CE路由器：又💙稱用戶邊緣設備。CE路由器通過連接至一個或多個🍰提供商邊緣(PE)路由器的數據鏈路為用戶提供對服務提供商的接入。

VꦆPN-IPV4地址：VPN用戶通常使❀用私有地址來規劃自己的網絡。當不同的VPN用戶使用相同的私有地址規劃時就會出現路由查找問題。

以上就是MPLS VPN標簽轉發基本原理的介紹。

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