当前位置：文档库 › 9 MPLS基本原理

9 MPLS基本原理

MPLS

MPLS——Multi-Protocol Label Switching

Multi-Protocol

支持多种三层协议，如IP、IPv6、IPX、SNA等

Label Switching

给报文打上标签，以标签交换取代IP转发

起源：为了将IP与ATM结合

IP MPLS

ATM

面向无连接

的控制平面

面向连接的

转发平面

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

ATM的交换过程

虚通路连接(VCC)

虚通道连接(VPC)

UNI

NNI NNI

VC 交换

交换

VPI = 1 VCI = 1

VPI = 2

VCI = 44

VPI = 26

VCI = 44

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

结合ATM与IP优点的技术

Router ATM switch = X

MPLS

Layer 3路由--可伸缩性和灵活性

Layer 2交换--高可靠性和流量工程管理

MPLS——多协议标签交换

Router

MPLS基本概念

LER

MPLS域

LER LSR

LSR

LER

LSP

LSR

MPLS

LER

LSR：Label Switch Router

LER：Label Edge Router

LSP：Label Switch Path

1.网络的边缘行为

当IP数据包到达一个LER时，MPLS第一次应用标记。首先，LER 要分析IP包头的信息，并且按照它的目的地址和业务等级加以区分。

在LER中，使用了转发等价类(FEC)的概念来将输入的数据流映射到一条LSP上。简单地说，FEC就是定义了一组沿着同一条路径、有相同处理过程的数据包。这就意味着所有FEC相同的包都可以映射到同一个标记中。

对于每一个FEC，LER都建立一条独立的LSP穿过网络，到达目的地。数据包分配到一个FEC后，LER就可以根据标记信息库(LIB)来为其生成一个标记。标记信息库将每一个FEC都映射到LSP下一跳的标记上。如果下一跳的链路是ATM，则MPLS将使用ATM VCC 里的VCI作为标记。

转发数据包时，LER检查标记信息库中的FEC，然后将数据包用

LSP的标记封装，从标记信息库所规定的下一个接口发送出去。

2．网络的核心行为

当一个带有标记的包到达LSR的时候，LSR提取入局标记，同时以它作为索引在标记信息库中查找。当LSR找到相关信息后，取出出局的标记，并由出局标记代替入局标签，从标记信息库中所描述的下一跳接口送出数据包。

最后，数据包到达了MPLS域的另一端，在这一点，LER剥去封装的标记，仍然按照IP包的路由方式将数据包继续传送到目的地。

MPLS 基本工作过程

MPLS封装格式与标签

0 20 23 24 31

ATM和FR的MPLS封装有两种：

shim封装：与其他链路层类似

信元模式：直接利用VC（ATM是VPI/VCI，FR是DLCI）作为标签

以太网 /SONET /SDH 分组

帧模式 ATM 分组

信元模式的 ATM 分组

标签栈

理论上，标签栈可以无限嵌套，从而提供无限的业务支持能力。这是MPLS技术最大的魅力所在。

MPLS标签栈

Frame

Label 1 Label 2 Label 3 IP Header Payload Header

S=1

PID=MPLS-IP S=0 S=0

链路层协议增了对MPLS的标识：

在PPP中：增加了一种新的NCP：MPLSCP，使用0x8281来标识

在以太网中：使用值是0x8847(单播)和0x8848（组播）来表示承载的是

MPLS报文（0800是IP报文）

S-bit通过0或1来标明下一个头部为MPLS的头部还是IP的头部。

接受MPLS报文的路由器只使用最外层的标签进行转发

MPLS TTL 处理

把整个MPLS 域看做一跳

IP TTL --

MPLS TTL ＝255 入口LER

把MPLS TTL 计入IP TTL

IP TTL --

MPLS TTL ＝IP TTL

入口LER

MPLS TTL --

LSR

MPLS TTL --

LSR

IP TTL -- 出口LER

MPLS TTL --

IP TTL ＝MPLS TTL

出口LER

标签空间：基于接口的标签空间

A X = 25

X = 20

D X

Network X

标签的分配在不同的接口上是独立的

相同的标签在不同的接口上可以重复使用

标签空间：基于平台的标记空间

A X = 25

X = 20

D X

Network X

标签的分配在全局是唯一的

相同的标签在不同的接口上可以不能重复使用

MPLS基本网络拓扑结构当报文在进入MPLS域时，

LER是如何将其导入一条

IP域

LER

LSR

MPLS域

LSR

唯一确定的路径呢？

首先我们介绍一些MPLS的

基本概念。

LER IP域

LSP

LSR

MPLS

LER

IP域LSR：Label Switch Router

LER：Label Edge Router

MPLS术语的缩写

●LDP（Label Distribution Protocol），标记分配协议

●LSP（Label Switched Path），标记交换路径

●FEC（Forwarding Equivalence Class），转发等价类

●LSR（Label Switching Router），标记交换路由器

●LER（Label Edge Router），标记边缘路由器

●CR-LDP（Constraint Route Label Distribution Protocol），限

制路由的标记分配协议

标签转发基本概念

FEC（Forwarding Equivalence Class）：将具有相同特性的报文导入到同一条LSP

NHLFE（Next Hop Label Forwarding Entry）：描述标签操作下一跳

标签操作类型：push/pop/swap/null

链路层封装类型等

FTN（FEC to NHLFE）：将FEC映射到NHLFE

ILM（Incoming Label Map）：将MPLS标签映射到NHLFE