MPLS是什么技术?

MPLS简介

多协议标签交换MPLS(Multiprotocol Label Switching)是一种IP(Internet Protocol)骨干网技术。MPLS在无连接的IP网络上引入面向连接的标签交换概念,将第三层路由技术和第二层交换技术相结合,充分发挥了IP路由的灵活性和二层交换的简捷性。

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IPv6(Internet Protocol version 6)、IPX(Internet Packet Exchange)和CLNP(Connectionless Network Protocol)等。MPLS中的“Multiprotocol”指的就是支持多种网络协议。

由此可见,MPLS并不是一种业务或者应用,它实际上是一种隧道技术。这种技术不仅支持多种高层协议与业务,而且在一定程度上可以保证信息传输的安全性。

MPLS基本结构

网络结构

MPLS网络的典型结构如下图所示。MPLS基于标签进行转发,下图中进行MPLS标签交换和报文转发的网络设备称为标签交换路由器LSR(Label Switching Router);由LSR构成的网络区域称为MPLS域(MPLS Domain)。位于MPLS域边缘、连接其他网络的LSR称为边缘路由器LER(Label Edge Router),区域内部的LSR称为核心LSR(Core LSR)。

IP报文进入MPLS网络时,MPLS入口的LER分析IP报文的内容并且为这些IP报文添加合适的标签,所有MPLS网络中的LSR根据标签转发数据。当该IP报文离开MPLS网络时,标签由出口LER弹出。

IP报文在MPLS网络中经过的路径称为标签交换路径LSP(Label Switched Path)。LSP是一个单向路径,与数据流的方向一致。


如上图,LSP的入口LER称为入节点(Ingress);位于LSP中间的LSR称为中间节点(Transit);LSP的出口LER称为出节点(Egress)。一条LSP可以有0个、1个或多个中间节点,但有且只有一个入节点和一个出节点。

根据LSP的方向,MPLS报文由Ingress发往Egress,则Ingress是Transit的上游节点,Transit是Ingress的下游节点。同理,Transit是Egress上游节点,Egress是Transit的下游节点。

体系结构:

MPLS的体系结构如下图所示,它由控制平面(Control Plane)和转发平面(Forwarding Plane)组成。


控制平面:负责产生和维护路由信息以及标签信息。

1)路由信息表RIB(Routing Information Base):由IP路由协议(IP Routing Protocol)生成,用于选择路由。

2)标签分发协议LDP(Label Distribution Protocol):负责标签的分配、标签转发信息表的建立、标签交换路径的建立、拆除等工作。

3)标签信息表LIB(Label Information Base):由标签分发协议生成,用于管理标签信息

转发平面:即数据平面(Data Plane),负责普通IP报文的转发以及带MPLS标签报文的转发。

1)转发信息表FIB(Forwarding Information Base):从RIB提取必要的路由信息生成,负责普通IP报文的转发。

2)标签转发信息表LFIB(Label Forwarding Information Base):简称标签转发表,由标签分发协议在LSR上建立LFIB,负责带MPLS标签报文的转发。

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