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多協(xié)議標(biāo)識(shí)交換 MPLS 技術(shù)淺解

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1 概述
MPLS 技術(shù)是為了解決日益增長(zhǎng)的大型網(wǎng)絡(luò)所面臨的一系列問(wèn)題，而產(chǎn)生的新技術(shù) 。MPLS的最大特點(diǎn)就是簡(jiǎn)化傳輸?shù)囊幌盗羞^(guò)程，從而大大的提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率 。目前Mpls技術(shù)已經(jīng)被眾多網(wǎng)絡(luò)廠商所接受，即將成為新的標(biāo)準(zhǔn) 。簡(jiǎn)言之，MPLS之所以能高效率完成傳輸，是因?yàn)樗鼘?duì)數(shù)據(jù)包處理時(shí)可以同時(shí)完成layer 2 和layer3 的功能 。用固定長(zhǎng)的標(biāo)記來(lái)表示ip 包頭部信息 。
在傳統(tǒng)的ip網(wǎng)絡(luò)中,layer3 ip包包頭包含著數(shù)據(jù)包的路由信息，路由器根據(jù)layer3 ip包頭的信息來(lái)獨(dú)立完成數(shù)據(jù)包的路由(hop by hop routing）如圖1.1 。而在Mpls網(wǎng)絡(luò)中，將一個(gè)固定的長(zhǎng)度的標(biāo)識(shí)分配FEC( Fowarding Equivalence Classes) 。這個(gè)標(biāo)識(shí)將跟隨著數(shù)據(jù)包傳遞到下一跳 。在路由的過(guò)程中，具有MPLS功能的路由器（LSR）將不再分析IP數(shù)據(jù)包頭的信息，而是根據(jù)由數(shù)據(jù)包所攜帶的標(biāo)識(shí)來(lái)決定路由 。
圖1.1 傳統(tǒng)的ip 網(wǎng)絡(luò)路由圖
2. MPLS 基礎(chǔ)
在本章主要介紹MPLS的基礎(chǔ)概念 。
2.1MPLS術(shù)語(yǔ)：
1）標(biāo)記交換路由器（LSR）：根據(jù)預(yù)算交換表交換標(biāo)記包的核心設(shè)備 。這個(gè)設(shè)備可以是交換機(jī)也可以是路由器 。
2）標(biāo)記（LABLE）：一個(gè)報(bào)頭，LSR用它來(lái)傳送包 。報(bào)頭格式取決于網(wǎng)絡(luò)特性 。在路由網(wǎng)絡(luò)中，標(biāo)記是一個(gè)分離的，32比特報(bào)頭 。在ATM網(wǎng)絡(luò)中，此標(biāo)記被置于虛通路標(biāo)識(shí)器（VPI）/虛通道標(biāo)識(shí)器（VCI）的信頭中 。在核心部分，LSRs只讀取標(biāo)記，而不是網(wǎng)絡(luò)層包頭 。MPLS可伸縮性的一個(gè)要害是標(biāo)記只在交換信息的兩個(gè)設(shè)備之間有意義 。標(biāo)記的長(zhǎng)度是固定的，用來(lái)標(biāo)識(shí)特定的FEC標(biāo)識(shí)符 。通常情況下，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層的目的地址將數(shù)據(jù)包分配給某個(gè)FEC 。假如Ru和Rd 都是LSR(label switching router),假設(shè)數(shù)據(jù)包由Ru發(fā)送到Rd ,Ru將標(biāo)記綁訂L到特定的FEC f 。在這樣的情況下標(biāo)記L 作為Ru的“出標(biāo)記”代表FEC f，同時(shí)標(biāo)記L 作為Rd的“入標(biāo)記” 代表FEC f 。
3）邊界標(biāo)記交換路由器（Edge LSR）:邊界設(shè)備完成初始的包處理和分類，并且應(yīng)用第一個(gè)標(biāo)記 。這個(gè)設(shè)備可以是一個(gè)路由器，也可以是一個(gè)有路由功能的交換機(jī) 。
4）標(biāo)記交換路徑（LSP）：路徑是由在兩個(gè)端點(diǎn)的所有被指定的標(biāo)記所決定 。一個(gè)LSP可以是動(dòng)態(tài)的，也可以是靜態(tài)的 。動(dòng)態(tài)LSP是利用路由信息自動(dòng)提供的；靜態(tài)LSP是被明確指定的 。
5）標(biāo)記虛電路（LVC）：一個(gè)“一跳下一跳”的連接在ATM傳輸層被建立用以實(shí)現(xiàn)一個(gè)LSP 。不同于ATM虛電路的是，LVC不是端到端的被執(zhí)行，也不浪費(fèi)帶寬 。
6）標(biāo)記分配協(xié)議（LDP）：即通信標(biāo)記和他們?cè)贚SRs間的意義 。它在邊界指定標(biāo)記，核心設(shè)備根據(jù)路由協(xié)議（如：OSPF，IS-IS，EIGRP RIP or BGP)建立LSPs 。
首先分隔實(shí)體將數(shù)據(jù)包映射到FEC“forwarding equivalence classes"然后將每一個(gè)FEC映射到下一跳 。
所以根據(jù)有關(guān)的前面步驟，不同的數(shù)據(jù)包映射到相同的FEC是不被區(qū)分的 。所有的數(shù)據(jù)包將屬于特定的FEC，并且根據(jù)路徑傳送到特定的節(jié)點(diǎn)上 。
傳統(tǒng)的Ip Forwarding 中，一般的路由器會(huì)假如兩個(gè)數(shù)據(jù)包具有相同的address prefix，認(rèn)為它們屬于同一個(gè)FEC 。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)，每一跳后路由器都會(huì)重新檢查數(shù)據(jù)包映射到特定的FEC的情況 。
而在MPLS網(wǎng)絡(luò)重，特定的數(shù)據(jù)包分配給FEC只進(jìn)行一次 。映射到FEC的數(shù)據(jù)包都被分配有一個(gè)固定長(zhǎng)度數(shù)值的label.當(dāng)數(shù)據(jù)傳送到下一跳,這個(gè)固定長(zhǎng)度的label將跟隨到數(shù)據(jù)包一起發(fā)送.
因而在頻繁的數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中, MPLS網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備將不會(huì)分析數(shù)據(jù)包的layer信息.而是根據(jù)包上的標(biāo)記決定下一跳.當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)下一跳時(shí),舊的標(biāo)記將被新的標(biāo)記所取代.
在MPLS前傳的算法中,

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