Mpls是多协议标签转发&＃xff08;multiple protocol label switch&＃xff09;的缩写&＃xff0c;mpls来源于快速转发需求&＃xff0c;早期查找路由转发时&＃xff0c;使用最优匹配查找&＃xff0c;查找的效率较低。使用MPLS转发只需要根据标签转发&＃xff0c;可以有效提升转发性能。

mpls的基本原理是基于某些原则划分fec&＃xff0c;为fec分配标签&＃xff0c;这些等价转发类可以是路由&＃xff0c;可以是接口&＃xff0c;也可以是下一跳等等。分配了标签之后&＃xff0c;报文在网络上通过标签快速转发。另一方面&＃xff0c;标签转发形成了天然的隧道。

MPLS形成的标签位于二层和三层之间&＃xff0c;Mpls形成的标签格式如图所示:

Label&＃xff1a;标签值&＃xff0c;20bit,是标签转发表的关键索引

Exp&＃xff1a;用于QoS&＃xff0c;3bit&＃xff0c;作用类似于Ethernet802.1p

S :栈底标志&＃xff0c;1bit&＃xff0c;当有多层标签嵌套时&＃xff0c;表示最内层标签

TTL &＃xff1a;存活时间&＃xff0c;8bit&＃xff0c;和IP的TTL功能类似&＃xff0c;每经过一次标签转发&＃xff0c;TTL减一

MPLS标签是可以嵌套的。理论上可以无穷嵌套&＃xff0c;在实际应用中可能会形成4层标签嵌套。

随着专门的芯片处理器诞生&＃xff0c;路由转发也能够达到线速&＃xff0c;MPLS的快速转发功能随之失去了光泽&＃xff0c;但是MPLS协议并没有退出网络的舞台&＃xff0c;mpls所形成的隧道却被发扬光大&＃xff0c;多个标签嵌套的功能为L2×××和L3×××提供的一种很好的解决方案。而且转发的高可靠性满足了运营商环境的高可靠性的需求。因而得到了广泛的应用。

        mpls有几种基本标签分发协议&＃xff0c;分别是ldp协议&＃xff0c;bgp协议&＃xff0c;rsvp协议。rsvp协议非常复杂&＃xff0c;支持隧道备份&＃xff0c;支持te frr&＃xff0c;支持mpls tp双向隧道&＃xff0c;支持1:1 保护和1&＃43;1保护。在某些特殊的场景中&＃xff0c;还会形成ldp over te的情况。

mpls 自身提供了一系列的故障诊断机制&＃xff0c;包括lsp ping&＃xff0c;tracert lsp&＃xff0c;pw ping&＃xff0c;mpls oam&＃xff0c;dm&＃xff0f;lm检测。

mpls有完整的qos方案&＃xff0c;内容主要涉及dscp和exp的相互映射&＃xff0c;mpls ttl和ip ttl的值相互传递方案。

mpls的应用很广泛&＃xff0c;主要是l2***和l3***&＃xff0c;l2***有多种类型&＃xff0c;vpws&＃xff0c;vpls&＃xff0c;本地ccc&＃xff0c;远程ccc&＃xff0c;svc&＃xff0c;vll inter working&＃xff1b;pbb、spb和evi属于l2***范畴&＃xff0c;但是公网并不使用mpls隧道。l3***有很多类型的组网&＃xff0c;包括A类跨域&＃xff0c;B类跨域&＃xff0c;C类跨域&＃xff0c;CtoC&＃xff0c;分层&＃xff0c;嵌套&＃xff0c;CE双归属。

mpls协议做到了协议和转发分开。这体现在两个方面&＃xff0c;一方面协议报文处理结果形成转发信息库&＃xff0c;由转发信息库来指导报文报文转发。另一方面&＃xff0c;对于转发性能要求较高的环境&＃xff0c;往往会使用专门的网络处理器芯片转发报文&＃xff0c;而协议报文都是在通用CPU上处理的&＃xff0c;这也导致了协议和转发分开。

MPLS转发网络中存在两种不同的角色:

LSR&＃xff1a;标签交换路由器&＃xff0c;具有标签交换和标签转发能力的路由器&＃xff0c;根据报文携带的标签转发报文。

LER:标签边缘路由器&＃xff0c;位于MPLS网络的边缘。负责将进入MPLS网络的报文根据FEC映射到LSP上&＃xff0c;将离开MPLS网络的报文去掉标签还原成普通的三层报文。

MPLS基本的转发流程&＃xff1a;

INGRESS LER接收IP报文&＃xff0c;根据IP报文信息对应的等价转发类&＃xff0c;映射到某条LSP上&＃xff0c;为IP报文打上特定的标签并转发到LSP的出接口。

LSR上接收带标签的报文&＃xff0c;根据标签查找标签转发表&＃xff0c;交换标签并转发到LSP的出接口。

EGRESS LER接收带标签的报文&＃xff0c;将标签剥除&＃xff0c;然后根据IP层携带的DIP查找路由信息表转发到学习到路由的接口。

性能较好的交换机和路由器&＃xff0c;转发通过网络处理器芯片实现&＃xff0c;网络处理器的流程和软件流程并不一致&＃xff0c;表项也不一致&＃xff0c;需要LSP表项转换成芯片能够识别的表项&＃xff0c;下发相应的处理器硬件表项&＃xff0c;根据转发要求和标签栈不同&＃xff0c;需要下发不同硬件表项组合来实现平台的功能组合。这是驱动的主要工作。