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MPLS Multiple Protocol Label Switching
多协议标签交换
MPLS
是一种标签转发技术，它采用无连接的控制平面和面向连接的数据平面，无连接的控
制平面实现路由信息的传递和标签的分发，
面向连接的数据平面实现报文在建立
的标签转发
路径上传送。
从实际来讲，它应该属于
OSI
的
2.5
层，即不是
数据链路层也不是网络层
,
为
数据链路
层和网络层提供服务。
MPLS
封装模式：
1.
帧模式。帧模式封装直接在报文的二层头部和三层头部之间增加一个
MPLS
标签头，以太
网和
< br>PPP
采用这种封装格式。
2
.
信元模式。
ATM
中使用信元模式。
MPLS Header(4B)
LABEL
EXP
S
TTL
|
20b |3b |1b | 8b
|
LABEL(20b):
该标签用于报文转发。
2^20=1024*1024=1,048,576
EXP(3b)
Experimental Use:
承载
IP
报文中的优先级。
(IP
头部中的
TOS
）
S(1b)Bottom of Stack:
用来表明是否为
最后一个标签。
（
MPLS
标签可以多
层嵌套）
TTL
（
< br>8b):
用来防止报文环路。
（类似
IP
头部的
TTL
，只有帧封装的
MPLS
有这个字段）
以太网中的
Type
标识二层后面的报文类型：
Ethernet
0x0800 IPv4
0x8847
MPLS
单播报文
0x8848
MPLS
多播报文
< br>PPP
链路中的
Protocol
标识二层后面的报文类型：
0x8021IPv4
0x8281MPLS
单播报文
0x8283MPLS
多播报文
MPLS
网络模型常见概念：
LER Label Edge
Router
：
位于
MPLS
域边用于连接
IP<
/p>
网络或其他非
MPLS
网络的交换机或<
/p>
ATM
交换机称为
LER
。
LER
负责从
IP
网络接收
IP
报文并给报文打上标签，然后送到
LSR
，同样，也负责从
LSR
接收带
标签的报文并去掉标签然后转发到
IP
网络。
LSR Label
Switch Router
：
位于
MPLS
域内的交换机。
负责按照标签
进行转发。
LSP Label
Switch Path
：
报文在<
/p>
MPLS
域内进行转发时经过的路径。
M
PLS
要依靠
IGP
建立
LSP
。
FEC
（
Forwarding
Equivalence Classes
）
转发等价类
在转发过程中以等价方式
处理的一组数据分组（目的地址前缀相同的数据分组）
，通常为其
分配唯一的标签。
NHLFE
（
Next Hop
Label Forwarding
Entry)
下一跳标签转发表项
在
进行标签转发时用到。
NHLEF
包含了：
1.
报文下一跳
2.
标签操作（<
/p>
Push
压入
,Swap
替
换
,Pop
弹出
)
FTN (FEC To NHLFE)
FEC
到
NHLEF
FEC
代表同一类报文，
NHLFE
包含了下一跳和操
作信息等内容。
只有
FEC
和
NHLFE
关联起来，
才能实现对于同一类报文
进行特定的标签转发。
（当
LER
将一
个不带
MPLS
标签的
IP
报文转
发给
MPLS LSR
时需要使用
FTN
）
ILM
（
Incoming Label Map)
入标签映射
ILM
< br>将每个入标签映射到
NHLFE
。
（当
LSR
转发带有标签的报文时使用
ILM
）
PHP
（
Penultimate
Hop Popping)
倒数第二跳弹出
< br>使得标签在倒数第二跳
LSR
上弹出，最后一跳
LSR
（分配了一个特殊标签
3
）收到此报文即
是传统的ＩＰ报文
（因为最后一跳收到
的标签对转发来讲没有任何意义，
为了提高效率则有
了ＰＨＰ）
。
MPLS
结构模块
1.
控制平面（
Control
Plane
）
路由协议模块（
Routing Protocol
）
：传递路由信息并生成路由信息表。
路由信息表（
Ip
Routing Table)
标签分发协议模块（
Label
Distribution
Protocol
）
：完成标签交换，建立标签转发路
径。
2.
数据平面（
Data
Plane
）
IP
转发表（
IP Forwarding Table)
标签转发表（
Label
Forwarding Table
）
MPLS
转发流程：
收到普通
IP
报文
时（
Incoming
IP
Packets)
，如果是普通
IP<
/p>
转发，则查找
IP
路由表转发，
如果需要标签转发，
则按照标签转发表转发；
当
收到带有标签的报文
时
（
Incoming
Labeled
Packet
s)
时，如果需要按照标签转发，则根据标签转发表转发，如果需要转发到
IP
网络，
则去掉标签后根据
IP
路由表转发。
MPLS
标签转发流程
Ingress LER
（入口
LER
）
:
根据目的地址前缀分析（查找
IP
转发表）决定给该报文封装哪个标
签（
PUSH
）及应该从哪个接口转发给下一跳（查找标签转发表）
。
（
FEC
）
LSR
：查
MPLS
头部，用新标签来替换旧标签（
SWAP
）
，并向下一个
LSR
发送
。
Egress
LER
（出口
LER
）
：查找标
签转发表，弹出标签（
POP
）
，然后
查找
IP
转发表转发
IP
报
文
MPLS
的环路检测：
MPLS
对于
TTL
处理的两种方式：
报文在进入
MPLS
网络的时候
MPLS
头部的
TTL
拷贝<
/p>
IP
TTL
的值。
（华为缺省下如此）
<
/p>
2.
在入口
LER
将
MPLS
头部的
TTL
统一设置为
255.
不管两种处理方式如何变化，在
MPLS
域内只改变
MPLS
中的
TTL
，和
IP
中的
TTL
半毛钱关
系都没有，当
MPLS
的<
/p>
TTL
为
0
后会
被丢弃。
标签分发协议
LDP
概述：
MPLS
需要使用标签分发协议完成标签的分配控制和保持，常用的为
LDP
，
LDP
是用来
LSR
之间建立
LDP Session
并交换
Lable/FEC
映射信息的协议。
LD
P
承载在
TCP
和
UDP
之上，
端口
号为
646.
LDP
消息类型及作用：
消息类型的
4
大类：
Discovery Message:
宣告和维护网络中一个
LSR
的存在。
承载在
UDP
报文之上。
Session
Message
：建立，维护和终止
LDP
Peers
之间的
LDP Session
。
承载在
TCP
之上
。
Advertisement Message
：生成，改变和删除
FEC
的标签映射
。
承载在
TCP
之上
< br>。
Notification Message
：宣告告警和错误信息。
承载在
TCP
之上。
简称
DM
SM
AM
消息类型
Hello
Initialization
KeepAlive
Address
Address
Withdraw
Label Mapping
Label Request
Label
作用
LDP
发现机制中宣告本
LSR
并发现邻居
在
LDP
Session
建立过程中协商参数
监控
LDP Session
的
TCP
连接的完整性
宣告接口地址
撤消接口地址
宣告
< br>FEC/Label
映射信息
请求
FEC
的标签映射
Abort
终止未完成的
Label
Request
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