MPLS多协议标签交换技术介绍

交换多协议标签(MPLS)它是一种用于快速转发数据包的技术，其出现是为了提高转发效率IP转发主要依靠软件进行，每次转发的跳跃至少进行一次最长匹配搜索，复杂的操作导致转发速度相对较慢。一些制造商从中学习ATM简化转发方法IP由此产生了转发过程的结合IP和ATM新技术的优的优势—MPLS。这可以说是当时条件下的一大创举，其优势也很明显，但后来IP硬件转发和网络处理器等转发领域有许多新技术MPLS无法体现速度优势，纯MPLS转发在实际应用中几乎没有用处。

虽然MPLS在实际转发应用中使用较少，但由于其灵活性和可扩展性，有许多基础MPLS例如，新技术BGP/MPLS VPN、流量工程等技术。当前，MPLS越来越受到重视，成为当今网络技术的热点，一些新的应用需求也在使用MPLS来实现。

MPLS一些概念

FEC：转发等价类，MPLS将具有相同特征值的报文(相同目的地址或相同服务等级)分为一类。

标签：本地意义上的标识符，用于唯一的标识属于报纸FEC，一个标签代表一个FEC。

LSP：相同的标签转换路径FEC在MPLS通过网络的路径。

转发标签：和IP网络中的FIB(转发信息库)类似，称为LFIB，LFIB中的信息有InLabel(标签)，OutLabel(标签)、出口接口、操作类型(Pop/Swap)、下一跳等。

MPLS控制平面和转发平面负责标签分配，EFC建立标签映射和标签转发表，LSP建立等，相关协议LDP、MP-BGP等等；转发平面依据LFIB转发报文。

MPLS网络的基本单元是LSR。LSP建立的过程是标签和FEC的绑定，在LSR上建立LFIB的过程。LSP分为静态LSP和动态LSP，静态LSP手动配置LSP进出标签、下一跳等，适用于网络拓扑简单稳定的小网络；动态建立LSP就是基于LDP或者MP-BGP协议建立的LSP，建设过程为：下游LSR按目的地址划分FEC，为特定FEC将标签分配，将FEC通知上游标签绑定关系LSR，上游LSR建立绑定关系LFIB，所有报纸转发路径LSR都为该FEC转发项目建立后，转发成功建立FEC的LSP。

基于MPLS的L2VPN可以包装用户二层数据MPLS网络或IP通过网络传输的分组IP路径或MPLS从用户的角度来看，隧道转发包装后的分组，MPLS或IP网络是二层交换网络。

一个MPLS可以有多个报文Label，靠近二层Label为栈顶Label，靠近IP报文的Label为栈底Label，LSR执行Label交换总是基于栈顶Label。有多个Label时，每个Label包括上述完整的32bit，不是别的Label只包括20bit的Label值。

MPLS该技术结合了第二层交换和第三层路由的功能，将第二层快速交换与第三层路由有机结合。MPLS网络边缘的LER主要完成以下工作：三层路由分析IP用于决定的包头FEC与标签交换路径(LSP)，然后标记报纸MPLS网络核心的LSR基于标签的第二层交换相对简单。从这里可以看出MPLS虽然好处在MPLS网络边缘的LER工作复杂，但核心LSR只需要像FR或ATM交换机可以执行二层交换，不需要最长匹配和多次搜索。

典型的MPLS转发过程如下：

Step 1： 所有LSR使用传统的路由协议(OSPF、IS-IS等)，在LSR中建立IP路由表

Step 2： 由LDP结合IP建立路由表LSP

Step 3： Ingress LER接收IP包，分析IP并对应包头FEC，然后给IP根据标签转发包中的标记LSP将标记的报纸发送到相应的出口接口。

Step 4：LSR收到有标记的报纸时，只分析标记头，不注意标记头上方的部分Label头查找LSP，替换Label，送到相应的出口接口(中间转发过程和Step 4类似)

Step n-1.倒数第二跳LSR收到带有标记的报纸，查找标记并转发，发现相应的出口标签为隐式空标签或显式空标签，弹出标签并发送IP报文到最后一跳LSR

Step n：在最后一跳Egress LER根据报纸的目的，执行三层路由功能IP地址转发