MPLS是什么?MPLS解决了什么问题?

从发展历史的角度来看，MPLS不是很新的技术，可以追溯到1997年，相应的IETF工作组成立。2001年，相应的RFC3031发布。字面意思，MPLS全称是Multi-Protocol Label Switching，直译是多协议标签交换技术。维基百科是这样定义的MPLS在通信网络上，一种高性能的数据传输技术。

MPLS解决了哪些问题？

在传统的路由网络中，当一个(无状态)网络层协议数据包(例如IP协议报告）在路由器之间徘徊时，每个路由器都独立地对数据包做出路由决策。路由决策是路由器决定如何转发数据包的过程。路由决策将在后面多次提到，这意味着每个路由器都需要分析包头，根据网络协议层的数据进行操作，然后根据这些分析和操作独立选择数据包的下一个跳跃(next hop)，最后通过next hop发送数据包。

以IP例如，路由决策是基于目的IP地址，路由器根据目的IP地址，选择路由条目，然后转发。路由决策可分为两部分：分类，将特定数据包归类为等价转发类(Forwarding Equivalence Classes，FECs)查找，查找FEC对应的next hop。

对于同一个路由器，同一个FEC必然对应同一个next hop，所以属于同一个FEC所有的网络数据包必然会通过同一条路径转发。(注，多链路负载均衡时，一个FEC也可对应一组next hop，但逻辑上还是可以看作是一个next hop)

具体到IP协议报文，当多个IP协议报告的目的地地址对应于路由器的路由，这是所有路由中最长的匹配(longest match)的路由，那么对于这个路由器来说，就会认为这两个IP协议报文属于一个FEC。因此，这两个数据包将走同一条路出路由器。这是我们最常见的路由转发。需要注意的是，在这里FEC对路由器而非全局。例如，目的地地址为192.168.31.1和192.168.31.100的两个IP协议报文，第一个路由器具有192.168.31.0/24这条路由，在第一个路由器中属于同一条路由FEC，都会转发到第二个路由器。第二个路由器有192.168.31.0/26和192.168.31.0/24两条路由，两条路由next hop不一样。因为192.168.31.0/26可以更准确地匹配192.168.31.1，所以192.168.31.第一条路由192匹配.168.31.100匹配第二条路由，最终，这两个IP在第二个路由器中，协议报文被认为是不同的FEC，走出不同的路径。这就是为什么每个路由器都需要独立做路由决策。

因为每个路由器都需要独立的路由决策（尽管会有缓存机制来加速决策），一旦路由器的收发队列满，包就会丢失。因此，在一个高流量、高容量的网络中，无疑对每个路由器都有很高的要求（否则会丢失包！）针对这个问题，MPLS提出了另一种类似但更简单的路由决策方法。对于传统的路由决策，路由器需要根据目的解包网络数据包IP地址计算归属FEC。

而MPLS提出当网络数据包进入时MPLS网络时，解包网络数据包，计算归属FEC，生成标签(Label)。网络数据包MPLS路由决策是基于网络中的传输Label，路由器不再需要解包网络数据包Label是以整数为基础的整数key，可以达到O(1)搜索时间。路由决策时间大大降低。在这里Label就是MPLS里面的L。需要注意的是Label在MPLS作为网络数据包的一部分，在网络数据包中传输。

也就是说，在MPLS在网络中，数据被包装在盒子里，并贴上标签。每个处理它的人只需要阅读标签就可以知道盒子应该送到哪里。在传统的路由网络中，每个处理它的人都需要打开盒子，看看内容，然后决定把它送到哪里。这里提到了MPLS这是一个由连接和支持的网络MPLS由设备组成的网络MPLS该网络可以传输标签数据。MPLS一旦进入，核心就是MPLS网络，那么网络数据包的内容就不再重要，路由决策(包括)FEC归属计算，next hop搜索)都是基于的Label来进行的。

从目前看，MPLS好处是，在MPLS在网络中，除边界路由器外，其他路由器也可以得到一些支持Label找到替换的低性能交换机或路由器。一方面降低了网络组装成本，另一方面提高了相同性能设备的转发效率。然而，随着路由器的发展，这方面的优势已经减弱，类似的问题不一定需要MPLS来解决。MPLS其他方面更有价值。相信大家都明白为什么MPLS是一种高效的数据传输技术。