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信息与通信学院
MPLS
技术
（小论文）
学
号：
S314080096
专
业：信息与通信工程
学生姓名：曲艺卓
任课教师：安澄全
副教授
201
5
年
4
月
MPLS
技术
曲艺卓
哈尔滨工程大学
摘
要：
MPLS
是一种实现标签交换的
机制，它兼有基于二层交换的分组转发技术和第三层路由选择技术的
优点。而
MPLS
VPN
是一种基于
MPLS
技术的
IP
VPN
，是在网络路由和交换设备上应用
MPLS
技术，
简化
核心路由器的路由选择方式，
利用结合传统路由技术的标记
交换实现的护虚拟专用网络
(IP
VPN)
。
MPLS
VPN
可以充分发挥骨干网的交换和路由选择能力，降低基础
建设成本，满足用户网络应用以及提高管理的灵活
性。这在构造企业内部网络上提供了巨
大便利，同时也能更好的满足用户对信息传输实时性、安全性等方
面的需求。
关键词：
MPLS
技术
；标签；
IP
交换
1.
引言
随
着网络技术的迅速发展和信息化程度不断的深化，
各种网络应用越来越丰
富，
有越来越多的业务要在网络上运行。
应用者需要基
于应用的丰富业务，
而管
理者需要在基础设施上整合各种各样的
传统业务和
IP
业务，
不同的应用和业务
类型往往有不同的使用者、安全级别，甚至这些应用中<
/p>
IP
地址段都有重叠。传
统的
IP
网络在提供比如电子邮件、聊天、
WEB
访问等基本业务的时候，可以
实现任意点对点的服务，但这只是“尽力而为”的服务
。在面对园区甚至城域网
范围的
VPN
应用、安全内容传输、无线网络融合等应用时，传统
IP
网络并不
能很好的保证性能和安
全性。在这些需求的推动下，基于多协议标签交换
（
Multi
protocol Label Switching,
MPLS
）
的
IP
网络正逐渐成为替代传统单一
IP
网
络的新的应用平台。
2
MPLS
原理
2.1MPLS
简介
在上世纪
90
年代中期，
当时路由器技术的发展远远滞后于网络的发展速度
与规模，主要表现在转发效率低下，无法提供
QOS
保障。本质原因是所有的路
由查找算法均使用最长匹配原则，必须使
用软件查找；而
IP
的特点就是只
关心
过程，不注意结果。当时业界有这样一种议论：过于简单的
IP
技术无法承载网
络的未来，基于
IP
技术的因特网必将在几年之后崩溃。
随后
ATM
技术出现了，
ATM
技术以其完美的
QoS
保障与算法，企图完全
取代
IP
技术。但
ATM
由于其无法解决终端使用的问题，且无法与
IP
很好的
融合，在与
IP
的技术竞争中落败，逐步变成
IP
链路层，成为一种提供广域网
的
接入技术。
1996
年
Ipsilon
公司提出
IP
Switching
（
IP
交换）技术思想，其
IP
Switching
主要的观念是结合
IP
和
ATM
硬件，
底层采用
ATM
硬件，上层采用
IP
协议，这样避免了使用
ATM
控制层的复杂操作。
ATM
技术虽然在市场上逐渐被淘
汰，但技术上还是很成功的，首先它摒弃
了繁琐的路由查找，
改
为简单快速的标签交换，
转发效率高；
其次它将具有全局
意义的路由表改为只有本地意义的标签表。从另一方面讲，
IP
下的
MPLS
其实
也算是对
ATM
技术的一种延伸。
随后
Cisco
公司宣布了其标记交换技术，提出了
Tag Switching
（标签交换）
的方法，
Tag Switching
技术为路由表中的
每个目的地址分配一个短而定长的标签，
并在网络中为这个目的地址建立一条标签转发通
道。
Tag
Switching
同
IP
S
witching
相比，在技术上有较大差别，
Tag
Switching
为出现在标记交换路由器
路由表中的每个目的地址建立一条转发通道，
而
IP Switching
则由数据流来建立
标签转发表项，它是信赖于控制驱动（有一个相当于
ATM
协议的控制平面）
，
Tag
Switching
网络由
Tag
Edge Routers
和
Tag Switching Routers
组成。
IP
数据流
< br>被封装在标签中，下一跳的路由确定信赖标准路由算法（如
OSPF
、
BGP
< br>等）
。
标记的绑定和分布采用标记分布协议（
Tag
Distribution
Proto
col
，
TDP
）
。标签交
换的构想是
ATM
Switch
或路由器放在骨干网络的核心部分（
Core
）
，成为标
签交换路由器（
Tag
）
，路由器放在骨干网络的边缘部分成为边
缘标签路由器（
Tag
Edge
Router
）
，整个
Tag
Switch
的观念在于使用标签（
Tag
）
来进行交换，数据包进入标签交换（
< br>Tag
Switch
）网络后先打上标记，再根据标<
/p>
签在交换机或路由器的交换，把数据包传送出去，在出标签交换（
Tag
Switch
）
网络前再把标
记剥掉，
Tag
Switching
为
MPLS
的最终产生建立了坚实的基础。
综上所述，
MPLS
最初是用来提高
路由器的转发速度而提出的一个协议，但
是由于其具备许多其他的优点，
目前它的用途已不仅仅局限于此，
还在流量工程
（
Traffic Engineering
）
、
VPN
、
QOS
等方面得到广泛的应用，
从而日益成为大规模
IP
网络的重要标准。
2.2
MPLS
基本概念
MPLS
（
Multi-
Protocol Label Switching
）即多协议标签交换，是一种可提
供高
性价比和多业务能力的交换技术，
MPLS
属于第三代网络架构，
它解决了传统
IP
分组交换的局限性，
是新一代的
IP
高速骨干网络交换标准。
采用
MPLS
技术可
以提供灵活的流量工
程、虚拟专网等业务，同时，
MPLS
也是能够完成涉及多层
网络集成控制与管理的技术。
2.3
MPLS
一些常用的术语：
（
1
）
标签
（<
/p>
Label
）
：是一个比较短的，定长的
，通常只具有局部意义的
标识，
这些标签通常位于数据链路层的
二层封装头和三层数据包之间，
标签通过
绑定过程同
FEC
相映射。
（
2
）
转发等价类
（
FEC
）
：
Forwarding Equivalence Class
，是在转发过程中
以等价的方式处理的一组数据分组，
可以通过地址、
隧道、
COS
等来标识创建
FEC
；
通常在一台设备上，对一个<
/p>
FEC
分配相同的标签。
（
3
）
标签交换路径
（
LSP
）
：一个
FEC
的数据流，在不同的节点被赋予
确定的标签，数据转发按照这些标签进行。数据流所走的路径就是
LSP
。
（
4
）
标签分发协议
（
LDP
）
：
LDP
（
Label Distribution
Protocol
，标签分发
协议）是
MPLS
的控制协议，它相当于传统网络中的信令协议，负责
FEC
的分
类、标签的分配以及
LSP
的建立和维护等一系列操作。
MPLS
可以使用多种标签发布协
议，
包括专为标签发布而制定的协议，
例如：
< br>LDP
、
CR-
LDP
（
Constraint-Based Routing
using LDP
，基于约束路由的
LDP
）
；也包
括现有协议扩展后支
持标签发布的，例如：
BGP
（
Bor
der Gateway Protocol
，边界
网关协议）
、
RSVP
（
Resource Reservation Protocol
，资源预留协议）
。同时，还可
以手工配置静态
LSP
。
（
5
）
标签交换路由器
< br>（
LSR
）
：
< br>Label
Switching
Router
，
LSR
是
MPLS
的
网络的核心路由器，它提供标签交换和标签分发功能。
（
6
）
边缘标签交换路由器
（
LER
）
：
Label Switching Edge
Router
，
在
MPLS
的网络边缘，进入到
MPLS
网络的流量由
LER
分为不同的
FEC
，并为这些
FEC
请求相应的标签。它提供流量分类和标签的映射、标签
的移除功能。
2.4
MPLS
的基本原理
MPLS
是一种第三层路由结合第二层属性的交换技术，
引入了基于标签的机
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