MPLS(Multi-Protocol Label Switching)即多协议标记交换,是一种标记(label)机制的包交换技术,通过简单的2层交换来集成IP Routing 的控制。 MPLS属于第三代网络架构,是新一代的IP高速骨干网络交换标准,由IETF(Internet Engineering Task Force,因特网工程任务组)所提出,由Cisco、ASCEND、3Com等网络设备大厂所主导。 MPLS是集成式的IP Over ATM技术,即在Frame Relay及ATM Switch上结合路由功能,数据包通过虚拟电路来传送,只须在OSI第二层(数据链结层)执行硬件式交换(取代第三层(网络层)软件式routing),它整合了IP选径与第二层标记交换为单一的系统,因此可以解决Internet路由的问题,使数据包传送的延迟时间减短,增加网络传输的速度,更适合多媒体讯息的传送。因此,MPLS最大技术特色为可以指定数据包传送的先后顺序。MPLS使用标记交换(Label Switching),网络路由器只需要判别标记后即可进行转送处理。 MPLS的运作原理是提供每个IP数据包一个标记,并由此决定数据包的路径以及优先级。与MPLS兼容的路由器(Router),在将数据包转送到其路径前,仅读取数据包标记,无须读取每个数据包的IP地址以及标头(因此网络速度便会加快),然后将所传送的数据包置于Frame Relay或ATM的虚拟电路上,并迅速将数据包传送至终点的路由器,进而减少数据包的延迟,同时由Frame Relay及ATM交换器所提供的QoS(Quality of Service)对所传送的数据包加以分级,因而大幅提升网络服务品质提供更多样化的服务。
对IPOA(IP OVER ATM)的改进是MPLS产生的源动力。目前MPLS还没有成为最后正式的标准,在MPLS成为标准的过程中,许多公司都推出了自己的标记技术,比如CISCO公司的Tag交换技术。
MPLS中涉及了很多基本的概念:
1.FEC(转发等价类)
MPLS实际上是一种分类转发的技术,它将具有相同转发处理方式(目的地相同、使用的转发路径相同、具有相同的服务等级等)的分组归为一类,这种类别就称为转发等价类。属于相同转发等价类的分组在MPLS网络中将获得完全相同的处理。在LDP(后面讲到)过程中,各种等价类对应于不同的标记,在MPLS网络中,各个节点将通过分组的标记来识别分组所属的转发等价类。 2.多协议标记交换
(1)多协议 MPLS位于传统的第二层和第三层协议之间,其上层协议与下层协议可以是当前网络中的各种协议。如:IPX,APPLETALK等。 (2)标记 一个长度固定,只具有本地意思的标志。它用于唯一地表示一分组所属的FEC,决定标记分组的转发方式。 (3)交换 通过FEC的划分与标记的分配,MPLS的标记在网络中进行交换,建立一条虚电路。 3.标记栈 是一组标记的级联。 4.标记分组 包含了MPLS标记封装的分组。标记可以使用专用的封装格式,也可以利用现有的链路层封装如:ATM的VCI和VPI。 5.标记交换路由器(LSR) 支持MPLS协议的路由器,是MPLS网络中的基本元素。 6.标记交换路径(LSP) 使用MPLS协议建立起来的分组转发路径,由标记分组源LSR与目的LSR之间的一系列LSR以及它们之间的链路构成,类似于ATM中的虚电路。 7.上游LSR与下游LSR,一个分组由一个路由器发往另一个路由器时,发送方的路由器为上游路由器,接收方为下游路由器。 8.标记信息库(LIB) 类似于路由表,包含各个标记所对应的各种转发信息。 9.标记分发协议(LDP) 该协议是MPLS的控制协议,相当于传统网络的信令协议,负责FEC的分类,标记的分配,以及分配结果的传输及LSP的建立和维护等。 10.标记分发对等实体(LDP PEERS) 进行LDP*作的LSR为标记分发对等实体。 11.标记合并 对于某一相同FEC的标记分组,将不同的入标记替换为相同的一个出标记继续转发的过程,减少标记资源的消耗。 12.TLV(Type Length Value) MPLS消息中的子结构,类似于其它协议中各种消息内的对象。