mpls协议原理及配置原理hcip

MPLS VPN1 技术原理及配置MPLS传统的意义IP数据转发是基于逐跳式的，每个转发数据的路由器都是基于的IP找到包头的目的地地址路由表以获得下一个跳跃出口，这是一项繁琐而低效的工作，主要有两个原因：

1.一些路由查询必须多次搜索路由表，这就是所谓的递归搜索；

2.由于路由匹配遵循最长匹配原则，迫使几乎所有路由器的交换引擎都使用软件、软件交换引擎和ATM用硬件在交换机上实现的交换引擎无法在效率上竞争。

如今，对互联网应用的需求越来越大，对带宽和延迟的要求也越来越高。

如何提高转发效率，各个路由器生产厂家做了大量的改进工作，如Cisco提供路由器CEF(Cisco Express Forwarding)修改路由表搜索算法等。但这些修复并不能完全解决当前互联网面临的问题。IP和ATM曾经是两个互相对立的技术，各个 IP设备制造商和ATM设备制造商试图吃掉对方IP统一世界，或者ATM一家独秀！但最终是这两种技术的融合，那就是MPLS(Multi- Protocol Label Switching)技术的诞生！MPLS技术结合和IP简单的技术信令和ATM高效交换引擎的优点！MPLS实现技术细节2.1 标签结构IP设备和ATM实现设备制造商MPLS技术是在各自原有的基础上完成的IP设备制造商，它修改了原来IP直接包装在二层链路帧中的标准，而是在二层和三层包头之间插入标签(Label)，而ATM设备制造商利用了原来的ATM交换机上的VPI/VCI使用概念Label来代替了VPI /CVI，当然ATM信令控制部分必须在交换机上修改，引入路由协议，ATM 交换使用路由协议与其他设备交换三层路由信息。

20比特的标签结构LABEL字段用来表示标签值。因为标签是固定长度，所以对于路由器，可以分析固定长度标签进行数据包转发，这是标签交换的最大优势，固定长度标签意味着这可以使用硬件实现数据转发，硬件转发比必须使用软件实现路由最长匹配转发效率要高得多！3比特EXP用来实现QOS1比特S 值用于表示标签栈是否到底VPN，TE将两个以上的标签插入二层和三层之间，形成标签栈。8比特TTL该值用于防止数据在互联网上形成环路。这样，带标签的完整二层帧就变成了以下形式： 在ATM在信元模式下，信元的结构如下：

2.2 LSR通过修改设备的系统结构，可以支持标签交换的路由器为LSR(Label Switch Router)，而支持MPLS功能的ATM我们通常称之为交换机ATM-LSR.LSR设备的系统结构如下：

LSR系统结构分为两部分：

1. 控制平面(Control Plane)该模块的功能是用来和其他LSR交换三层路由信息，换三层路由信息；用交换标签绑定路由信息Label Information Table(LIB)标签信息表。根据路由表和LIB生成Forwarding Information Table(FIB)表和Label Forwarding Information Table(LFIB)表。控制平面就是我们通常所说的路由引擎模块！

2. 数据平面(Data Plane)数据平面的功能主要是基于控制平面FIB表和LFIB表转发IP包和标签包。对于控制平面中使用的路由协议，可以使用以前的任何一种，如OSPF、RIP、 BGP等等，这些协议的主要功能是与其他设备交换路由信息，生成路由表。这是标签交换的基础。在控制平面上引入了新的协议-LDP，该协议的功能是为当地路由表中的每个路由条目生成本地标签LIB表，再把路由条目和本地标签的绑定通告给邻居LSR，同时把邻居LSR通知的路由条目和标签将被接收并放入LIB最后，在网络路由收敛的情况下，参考路由表和LIB生成表信息FIB表和LFIB表。

2.上面描述了3 标签的分配和分发，MPLS技术是IP技术和ATM技术融合。LSR和ATM-LSR标签的生成和分发有点不同。

2.3.1 包模式(Packet Mode)实现包装模式的标签分配和分发MPLS在网络中，是下游LSR独立生成路由条目和标签的绑定，并主动分发。如上图所示LSR 上启动了LDP协议。以LSR-B例如，它已经通过路由协议获得了网络X一旦开始，路由就开始了LDP协议，LSR-B如果X 是网络的路由IGP路由协议学到的，则在LIB表中为通向X由于网络路由生成本地标签25LSR-B和LSR-A、LSR-C、LSR-E形成了LDP邻居关系，所以下游LSR-B会主动把这个发给所有邻居X=绑定绑定路由条目和标签！LSR-A、LSR-E、LSR-C当地将绑定路由条目和标签LIB在表中，结合当地路由表，在FIB与表中生成有关X网络网络地址-》在LFIB中生成有关X网络进标签 -》出标签”条目。所有的LSR都是这样操作的。最终的结果使整个MPLS网络内部所有LSR到达路由表，LIB表、FIB表、LFIB表的动态平衡LSR-A接收到要去X网段数据，由于LSR-A处在MPLS必须找到网络的边缘FIB表，对接收到的IP包，做标签插入操作LSR- B，LSR-C纯粹是分析标签包，转换包头标签，转发标签包。数据到了LSR-D，该边缘LSR将标签包中的标签去掉，然后恢复IP包做转发

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 DistributionProtocol)，标记分配协议限制路由