MPLS基本概念

什么是MPLS VPN?MPLS基本概念是什么?

MPLS(Multiprotocol Label Switching，多協議標簽交換)起源于IPv4(Internet Protocol version 4，因特網協議版本4)，最初是為了提高轉發速度而提出的，其核心技術可擴展到多種網絡協議，包括IPv6(In💫ternet Protocol versio꧟n 6，因特網協議版本6)、IPX(Internet Packet Exchange，網際報文交換)和CLNP(Connectionless Network Protocol，無連接網絡協議)等。MPLS中的“M”指的就是支持多種網絡協議。

MPLS技術集二層的快速交換和三層的路由轉發于一體，可以滿足各種新應用對網絡的要求。

MPLS基本概念

1. 轉發等價類

MPLS作為༒一種分類轉發技術，將具有相同轉發處理方式的分組歸為一類，稱為FEC(Forwarding Equivalence Class，轉發等價類)。相同FEC的分組在MP🌸LS網絡中將獲得完全相同的處理。

FEC的劃分方式非常靈活，可以是以源地址、目的地址、源端口、目的端口、協議類型或VPN等為劃༺分依據的任意組合。例如，在傳統的采用最長匹配算法的IP轉發中，到同一個目的地址的所🍃有報文就是一個FEC。

2. 標簽

標簽是一個長度固𒁏定，僅具有本地意義的短標識符，用于唯一標識一個分組所屬的FEC。一個標簽只能代表一個FEC。

標簽長度為4個字節，其結構如圖1所示。標簽共有4個域：

圖 1 標簽的封裝結構

標簽共有4個域：

Label：標簽值字段，長度為20bits，用來標識一個FEC。

Exp：3bits，保留，協議中沒有明確規定，通常用作CoS。

S：1bit，MPLS支持多重標簽。值為1時表示為最底層標簽。

TTL：8bits，和IP分組中的TTL意義相同，可以用來防止環路。

如圖 2所示，如果鏈路層協議具有標簽域，如ATM的VPI/VCI，則標簽封裝在這ꦡ些域中;否則，標簽封裝在鏈路層🔯頭和網絡層數據之間的一個墊層中。這樣，任意鏈路層都能夠支持標簽。

圖 2 標簽在分組中的封裝位置

Label：標簽，Frame mode：幀模式，Cell mode：信元模式

3. 標簽交換路由器

LSR(Label S🎉witching Router，標簽交換路由器)是MPLS網絡中的基本元素，所有LSR都支持MPLSꩲ技術。

4. 標簽交換路徑

一個轉發等價類在MPLS網絡中經過的路徑稱為LSP(Label Switched Path，標簽交換路徑)。在一條LSP上，沿數據傳送的方向，相鄰的LSꦓR分別稱為上游LSR和下游LSR。如圖 3中，R2為R1的下游LSR，相ཧ應的，R1為R2的上游LSR。

圖 3 標簽交換路徑LSP

LSP在功能上與ATM和幀中繼(Frame Relay)的虛電路相𝓰同，是從MPLS網絡的入口到出口的一個單向路徑。LSP中的每個節點由LSR組成。

5. 標簽分發協議

LDP(♛Label Distrib🎃ution Protocol，標簽分發協議)是MPLS的控制協議，它相當于傳統網絡中的信令協議，負責FEC的分類、標簽的分配以及LSP的建立和維護等一系列操作。

MPLS可以使用多種標簽發布協議，包括專為標簽發布而制定的協議，例如：LDP、CR-LDP(Constraint-Based Routing using LDP，基于約束路由的LDP);也包括現有協議擴展后支持標簽發布的，例如：BGP(Border Gateway Protocol，邊界網關協議)、RSVP(Resource Reservation Protoc🔴ol，資源預留協൲議)。同時，還可以手工配置靜態LSP。

6. LSP隧道技術

MPLS支持LSP隧道技術。

一條LSP的上游LSR和下游LSR，盡管它們之🥂間的路徑可能并不在路由協議所提供的路徑上，但是MP🍰LS允許在它們之間建立一條新的LSP，這樣，上游LSR和下游LSR分別就是這條LSP的起點和終點。這時，上游LSR和下游LSR間的LSP就是LSP隧道，它避免了采用傳統的網絡層封裝隧道。如4. 圖 3中LSP就是R2、R3間的一條隧道。

如果隧道經由的路由與逐跳從路由協議中取得的路由一致，這種隧道就稱為逐跳路由隧道(Hop-by-Hop Routed Tunnel);否則稱為顯式路由隧道(Ex💙plicitly Routed Tunnel)。

7. 多層標簽棧

如果分組在超過一層的LSP隧道中傳送，就會有多層標簽，▨形成標簽棧(Label Stack)。在每一隧道的入口和出口處，進行標簽的入棧(PUSH)和出棧(POP♚)操作。

標簽棧按照“后進先出”(🔯La💃st-In-First-Out)方式組織標簽，MPLS從棧頂開始處理標簽。

MPLS對標簽棧的深度沒ꦺ有限制。若一個分組的標簽棧深度為m，則位于棧底的標簽為1級標簽，位于棧頂的標簽為m級標簽。未壓入標簽的分組可看作標簽棧為空(即標簽棧深度為零)的分組。