多协议标签交换供参习.docVIP

多协议标签交换(MPLS) 近年来, Internet 网络通信迅猛发展,通信业务从没有服务质量(QoS) 要求的低速数据传送业务向音频、视频、多媒体等对QoS 有严格要求的交互性宽带业务方向发展,迫切需要一个高带宽、业务发展受限少的宽带网络传输交换技术。传统的Internet 采用“尽力而为(best - effort) ”的无连接的分组交换IP 技术,对时延、抖动等没有要求,其无法保证用户QoS 的缺点制约了IP 技术在宽带网络中的进一步发展。 IETF 于20 世纪90 年代中期提出的多协议标签交换技术(MPLS ,Multi - Protocol Label Switching) 是用于IP 主干网的高效技术,实现了高速交换能力和灵活路由能力的高效融合,在Internet 这样的无连接网络中创建面向连接型业务的通路,被公认是当前最有发展前景的网络解决方案。 MPLS 基本原理 （1） MPLS 的起源 多协议标签交换MPLS)最初是为了提高转发速度而提出的。与传统IP路由方式相比，它在数据转发时，只在网络边缘分析IP报文头，而不用在每一跳都分析IP报文头，从而节约了处理时间。 MPLS起源于IPv4（Internet Protocol version 4），其核心技术可扩展到多种网络协议，包括IPX（Internet Packet Exchange）、Appletalk、DECnet、CLNP（Connectionless Network Protocol）等。“MPLS”中的“Multiprotocol”指的就是支持多种网络协议。多协议标签交换（MPLS）是一种用于快速数据包交换和路由的体系，它为网络数据流量提供了目标、路由、转发和交换等能力。更特殊的是，它具有管理各种不同形式通信流的机制。它提供了一种方式，将 IP 地址映射为简单的具有固定长度的标签，用于不同的包转发和包交换技术。MPLS是一种高效的网间路由技术。它以一种简便的“标签”互换算法来取代传统的“最长地址匹配”转发方式,将第2层交换能力和第3层路由技术完美地结合起来,在无连接的网络中引入连接模式的特性,在异构网络互联环境下利用标签引导数据高速、高效传输。 其中“多协议”是指MPLS可以支持第3层上的多种协议,如IPv4 、IPv6、IPX、Appletalk 、DECnet 、CLNP等,同时MPLS也可以支持第2 层上的多种协议,如路由器、ATM 交换、帧中继交换等。它可以支持任何能够在网络层实体间传送网络层分组的第2 层媒体,而并非针对任何一种链路层技术。这样,MPLS 能够适应于多种承载网络,各种不同的网络传输技术可统一在同一MPLS 平台上,保护了现有网络的投资和资源,促进了网络的互联和融合。 “标签交换”是MPLS的核心技术,是把网络层的信息与标签捆绑,用标签进行多层分组交换的技术。MPLS综合利用网络核心的交换技术和网络边缘的IP路由技术,将路由移到网络边缘,网络核心作标签转发。MPLS对一个连接请求实现一次路由、多次交换,故加快了数据分组转发的速度,减少了时延和抖动,增加了网络的吞吐能力。 MPLS 主要设计来解决网路问题，如网路速度、可扩展性、服务质量（QoS）管理以及流量工程，同时也为下一代 IP 中枢网络解决宽带管理及服务请求等问题。MPLS的特点是可以运行在任一网络：ATM、FR等，目前主要解决支持IPv4和IPv6协议，逐步扩展到其它协议 利用现有成熟的路由协议，简化了网络设计过程、保证了网络的可靠性； 改善了传统IP网络中的N2问题，增强了扩展性； 采用集成模型，将路由、寻址、控制放在一起，简化控 制过程、避免技术地址解析的复杂性； 能够支持各种传输层协议与链路层协议，是一种标准的解决方案，保证互联互通； 2．MPLS中的关键技术 在 MPLS 中，数据传输发生在标签交换路径（LSP）上。LSP 是每一个沿着从源端到终端的路径上的结点的标签序列。现今使用着一些标签分发协议，如标签分发协议（LDP）、RSVP 或者建于路由协议之上的一些协议，如边界网关协议（BGP）及 OSPF。因为固定长度标签被插入每一个包或信元的开始处，并且可被硬件用来在两个链接间快速交换包，所以使数据的快速交换成为可能。(1) 转发等价类(Forwarding Equivalence Class ,FEC) 。FEC 是一系列具有某些共性的第3 层数据包集合,在转发的过程中将以相同的方式处理这些数据。其共性包括:地址前缀(Address Prefix) 、主机地址(Host Address) 等。FEC 只具有本地意义,LSR 根据第3 层数据包所属的FEC 对其进行分类转发。 (2) 标签(Label) 。标签是