MPLS

MPLS (Multi-Protocol Label Switching、多协议标签交换) 是一种在 IP 骨干网上利用标签来指导数据报文高速转发的协议

IP 路由与 MPLS 转发对比：
– 将查找庞大的 IP 路由表转化为简洁的标签交换，显著减少指导报文转发的时间
– 当报文进入 MPLS 区域之后，只需在位于边缘的入、出节点解析 IP 报文头，封装或解封装标签，而在中间的所有节点上都无需解析 IP 报文头，只进行标签交换，进一步节约了转发报文的处理时间

FEC

MPLS 是一种分类转发技术，它将具有相同转发处理方式的数据分组归为一类，称为 FEC (Forwarding Equivalence Class，转发等价类)。MPLS 对相同 FEC 的数据分组采取完全相同的处理方式

FEC 的划分方式非常灵活，可以是源地址、目的地址、源端口、目的端口、协议种类、业务类型等要素的任意组合。例如，在采用最长匹配算法的IP路由转发中，去往同一个目的地址的所有报文就是一个 FEC

MPLS 标签

标签封装位置

MPLS 标签封装在链路层和网络层之间，能够被任意的链路层协议所支持

MPLS 标签栈 (Label stack) 也称为 MPLS 多层标签。靠近二层首部的标签称为栈顶标签或外层标签；靠近 IP首部的标签称为栈底标签，或内层标签。MPLS 标签栈按后进先出 (Last In First Out) 方式组织标签，从栈顶开始处理标签

标签操作过程

• Push : 指当 IP 报文进入 MPLS 域时，MPLS 边界设备在报文二层首部和 IP 首部之间插入一个新标签；或者 MPLS 中间设备根据需要，在标签栈顶增加一个新的标签 (即标签嵌套封装)
• Swap : 当报文在 MPLS 域内转发时，根据标签转发表，用下一跳分配的标签，替换 MPLS 报文的栈顶标签
• Pop : 当报文离开 MPLS 域时，将 MPLS 报文的标签去掉；或者 MPLS 倒数第二跳的节点处去掉栈顶标签，减少标签栈中的标签数目

LSP

LSP (Label Switched Path，标签交换路径) 是指属于同一 FEC 的报文 (即封装了 MPLS 标签的报文) 在 MPLS 域内转发所经过的路径

• Ingress (入节点)，一条 LSP 只能有一个 Ingress。Ingress 的主要功能是给 IP 报文压入一个新的 MPLS 标签，将其封装成 MPLS 报文
• Transit (中间节点)，一条 LSP 可能有 0 个或多个 Transit。Transit 的主要功能是查找标签转发信息表，通过标签交换完成 MPLS 报文的转发
• Egress (出节点)，一条 LSP 只能有一个 Egress。Egress 的主要功能是弹出标签，恢复成原来的报文进行相应的转发

在最后一跳节点，标签已经没有使用价值。这种情况下，可以利用倒数第二跳弹出特性 PHP (Penultimate Hop Popping)，在倒数第二跳节点处将标签弹出，减少最后一跳的负担。最后一跳节点直接进行 IP 转发或者下一层标签转发

默认情况下，设备支持 PHP 特性，支持 PHP 的 Egress 节点分配给倒数第二跳节点的标签值为 3

静态 LSP : 管理员通过手工为各个 FEC 分配标签而建立的 LSP。手工分配标签需要遵循的原则是：上游 LSR 出方向的标签的值等于下游 LSR 入方向的标签值

动态 LSP : 各 LSR 通过标签发布协议动态的生成和发布标签而建立的 LSP，下游 LSR 向上游 LSR 发送标签时需要依赖 IP 路由。MPLS 支持多种标签发布协议，例如 : LDP (Label Distribution Protocol)、RSVP-TE (Resource Reservation Protocol Traffic Engineering) 和 MP-BGP (Multiprotocol Border Gateway Protocol)

MPLS 网络结构

在 MPLS 网络中，任何两个 LER 之间都可以建立 LSP，用来转发进入 MPLS 域的报文，中间可途径若干个 Core LSR。因此，一条 LSP 的 Ingress 和 Egress 都是 LER，而 Transit 是 Core LSR

• 支持 MPLS 功能的网络设备称为 LSR (Label Switching Router，标签交换路由器)，它是 MPLS 网络的基本组成单元。由一系列连续的 LSR 构成的网络区域称为 MPLS 域
• MPLS 域内部的 LSR 称为 Core LSR，如果一个 LSR 的相邻节点都运行 MPLS，则该 LSR 就是 Core LSR
• 位于 MPLS 域边缘、连接其它网络的 LSR 称为 LER (Label Edge Router，标签边缘路由器)，如果一个 LSR 有一个或多个不运行 MPLS 的相邻节点，那么该 LSR 就是 LER

相关文档

Huawei-MPLS

rfc3031

rfc3032