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MPLS

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中文名稱:多協(xié)議標(biāo)簽交換 英文名稱:multi-protocol label switching

MPLS 多協(xié)議標(biāo)簽交換

中文名稱:多協(xié)議標(biāo)簽交換 英文名稱:multi-protocol label switching;MPLS 定義:核心路由器利用含有邊緣路由器在IP分組內(nèi)提供的前向信息的標(biāo)簽(label)或標(biāo)記(tag)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層(3層)交換的一種交換方式。

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簡(jiǎn)介
協(xié)議結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)協(xié)議組
基于MPLS的VPN
 

轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類標(biāo)簽標(biāo)簽交換路由器標(biāo)簽發(fā)布協(xié)議標(biāo)簽交換路徑參考信息MPLS的應(yīng)用MPLS環(huán)路處理展開 多協(xié)議標(biāo)簽交換 (MPLS:Multi-Protocol Label Switching)

簡(jiǎn)介

  多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)是一種用于快速數(shù)據(jù)包交換和路由的體系,它為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量提供了目標(biāo)、路由、轉(zhuǎn)發(fā)和交換等能力。更特殊的是,它具有管理各種不同形式通信流的機(jī)制。MPLS 獨(dú)立于第二和第三層協(xié)議,諸如 ATM 和 IP。它提供了一種方式,將 IP 地址映射為簡(jiǎn)單的具有固定長(zhǎng)度的標(biāo)簽,用于不同的包轉(zhuǎn)發(fā)和包交換技術(shù)。它是現(xiàn)有路由和交換協(xié)議的接口,如 IP、ATM、幀中繼、資源預(yù)留協(xié)議(RSVP)、開放最短路徑優(yōu)先(OSPF)等等。

   在 MPLS 中,數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生在標(biāo)簽交換路徑(LSP)上。LSP 是每一個(gè)沿著從源端到終端的路徑上的結(jié)點(diǎn)的標(biāo)簽序列?,F(xiàn)今使用著一些標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議,如標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議(LDP)、RSVP 或者建于路由協(xié)議之上的一些協(xié)議,如邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)及 OSPF。因?yàn)楣潭ㄩL(zhǎng)度標(biāo)簽被插入每一個(gè)包或信元的開始處,并且可被硬件用來在兩個(gè)鏈接間快速交換包,所以使數(shù)據(jù)的快速交換成為可能。   

MPLS 主要設(shè)計(jì)來解決網(wǎng)路問題,如網(wǎng)路速度、可擴(kuò)展性、服務(wù)質(zhì)量(QoS)管理以及流量工程,同時(shí)也為下一代 IP 中樞網(wǎng)絡(luò)解決寬帶管理及服務(wù)請(qǐng)求等問題。   

在這部分,我們主要關(guān)注通用 MPLS 框架。有關(guān) LDP、CR-LDP 和 RSVP-TE 的具體內(nèi)容可以參考個(gè)別文件。多協(xié)議標(biāo)簽交換MPLS最初是為了提高轉(zhuǎn)發(fā)速度而提出的。與傳統(tǒng)IP路由方式相比,它在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí),只在網(wǎng)絡(luò)邊緣分析IP報(bào)文頭,而不用在每一跳都分析IP報(bào)文頭,從而節(jié)約了處理時(shí)間。 MPLS起源于IPv4(Internet Protocol version 4),其核心技術(shù)可擴(kuò)展到多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,包括IPX(Internet Packet Exchange)、Appletalk、DECnet、CLNP(Connectionless Network Protocol)等。“MPLS”中的“Multiprotocol”指的就是支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

協(xié)議結(jié)構(gòu)

  MPLS 標(biāo)簽結(jié)構(gòu): 20 23 24 32 bit   Label Exp S TTL   Label ― Label 值傳送標(biāo)簽實(shí)際值。當(dāng)接收到一個(gè)標(biāo)簽數(shù)據(jù)包時(shí),可以查出棧頂部的標(biāo)簽值,并且系統(tǒng)知道:A、數(shù)據(jù)包將被轉(zhuǎn)發(fā)的下一跳;B、在轉(zhuǎn)發(fā)之前標(biāo)簽棧上可能執(zhí)行的操作,如返回到標(biāo)簽進(jìn)棧頂入口同時(shí)將一個(gè)標(biāo)簽壓出棧;或返回到標(biāo)簽進(jìn)棧頂入口然后將一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽推進(jìn)棧。Exp ― 試用。預(yù)留以備試用。   

S ― 棧底。標(biāo)簽棧中最后進(jìn)入的標(biāo)簽位置,該值為0,提供所有其它標(biāo)簽入棧。 正因?yàn)檫@個(gè)字段表明了 MPLS的標(biāo)簽理論上可以無限嵌套, 從而提供無限的業(yè)務(wù)支持能力。這是MPLS技術(shù)最大魅力所在。TTL ― 生存期字段(Time to Live),用來對(duì)生存期值進(jìn)行編碼。與IP報(bào)文中的TTL值功能類似,同樣是提供一種防環(huán)機(jī)制

結(jié)構(gòu)協(xié)議組

  MPLS:相關(guān)信令協(xié)議,如 OSPF、BGP、ATM PNNI等。LDP:標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議(Label Distribution Protocol) CR-LDP:基于路由受限標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議(Constraint-Based LDP)   RSVP-TE:基于流量工程擴(kuò)展的資源預(yù)留協(xié)議(resource Reservation Protocol – Traffic Engineering)

基于MPLS的VPN

  傳統(tǒng)的VPN一般是通過GRE(Generic Routing Encapsulation)、L2TP(Layer 2 Tunneling Protocol)、PPTP(Point to Point Tunneling Protocol)、IPSec協(xié)議等隧道協(xié)議來實(shí)現(xiàn)私有網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)流在公網(wǎng)上的傳送。而LSP本身就是公網(wǎng)上的隧道,所以用MPLS來實(shí)現(xiàn)VPN有天然的優(yōu)勢(shì)。   

基于MPLS的VPN就是通過LSP將私有網(wǎng)絡(luò)的不同分支聯(lián)結(jié)起來,形成一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò),如圖1-6所示?;贛PLS的VPN還支持對(duì)不同VPN間的互通控制。l CE(Customer Edge)是用戶邊緣設(shè)備,可以是路由器,也可以是交換機(jī)或主機(jī); l PE(Provider Edge)是服務(wù)商邊緣路由器,位于骨干網(wǎng)絡(luò)。 在骨干網(wǎng)絡(luò)中,還存在P(Provider),是服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)中的骨干路由器,不與CE直接相連。P設(shè)備只需要具備基本MPLS轉(zhuǎn)發(fā)能力,不維護(hù)VPN信息?;贛PLS的VPN具有以下特點(diǎn):l PE負(fù)責(zé)對(duì)VPN用戶進(jìn)行管理、建立各PE間LSP連接、同一VPN用戶各分支間路由分派。 l PE間的路由分派通常是用LDP或擴(kuò)展的BGP協(xié)議實(shí)現(xiàn)。l 支持不同分支間IP地址復(fù)用和不同VPN間互通。


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