MPLS（多协议标签交换）技术介绍

丁芊芊

随着网络技术的发展，人们已经认识到IP将是下一世纪网络技术的主宰。因此，如何使ATM技术融入IP技术，使IP路由与ATM交换相结合，如何解决IP无连接和ATM面向连接的矛盾以支持规模日益增长的因特网和多媒体业务，成为目前研究的热点。这一时期所提出的IP over ATM 技术模型也从传统的叠加模型转入综合模型，其中有代表性的综合模型是以Cisco公司的Tag Switch为基础的MPLS（多协议标签交换：Multi-protocol Label Switching）技术。IETF专门成立了MPLS工作组来进行有关标准的制定。

                               
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MPLS的组成
　　MPLS主要由转发和控制两大部分组成。其中，转发模块主要根据分组中携带的标签信息和LSR上存放的对应于该标签的转发信息来转发分组；而控制模块用于在互联的LSR之间传递正确的标签转发信息。

                               
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MPLS中引入了非常多的新概念和术语，其中比较关键的有
　　

                               
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Label（标签）：用于表示FEC的固定长度的标识符，仅具有局部意义；
　　

                               
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LSR（标签交换路由器）：支持第三层前传的MPLS节点；
　　

                               
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FEC（前向等价类）：以相同方式（如：通过同一条路径，受到LSR相同的前向处理）进行前传的一组IP分组；
　　

                               
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Label Stack（标签栈）：一组有序的标签，不同位置的标签代表不同的层次。一个携带标签的分组可以携带多个标签，这些标签的组织方式是后进先出的堆栈方式。对于每一个LSR来说，如何转发一个带标签的分组完全取决于栈顶的标签，而与堆栈中其他的标签无关。MPLS的标签堆栈形式是和传统网络协议的分级模式相对应的，因此MPLS支持层次化的网络结构，扩展性很好；
　　

                               
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NHLFE（下一站标签转发表项）：用来转发一个带有标签的分组。它包含以下信息：分组的下一跳、传输分组使用的数据链路封装格式、传输分组时对标签栈的编码格式、对分组标签栈的操作，包括对栈顶标签的替换、弹出一个标签或压入一个标签等等。
　　

                               
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LSP（标签交换路径）：一个特定的FEC在同一层次上经过LSR所形成的路径。
　　

                               
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LDP（标签分配协议）：一个LSR通知其他LSR关于标签/FEC绑定信息的一系列过程，以建立LSP。这些LSP的出口既可以是与目的地直接相连的某个邻居，也可以是MPLS网络的某个出口节点。LSP上的所有中间节点都可以用硬件交换的方式处理该分组。

                               
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MPLS的工作过程
　　一个LSR加入MPLS网络后，其工作过程可以归纳为如下几个步骤：
　　

                               
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执行标准路由传播协议，以获得网络拓扑；
　　

                               
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为每个FEC分配标签；
　　

                               
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执行LDP协议，并根据从其他节点获取的标签信息建立标签信息库LIB；
　　

                               
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后续分组获得LIB库中的标签，并按照指定动作处理，沿相应的LSP传输。
　　其中，LDP的传播是MPLS工作过程的主要环节，它又包括如下几个过程：
　　

                               
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发现过程
　　LDP的发现过程是用来通知其他的网络节点自己的存在，并了解网络中的其他LSR的分布情况。发现过程使得网络管理者不需要手工配置LSR之间的关系。发现过程包括两个模块：一个是基本模块，用以发现在链路级直接相连的LSR邻居。LSR在加入一个网络后，会以广播的形式发送LDP链路hello消息。当一个LSR收到另一个LSR发来的hello消息时，它就可以发现该LSR邻居；另一个模块是扩展模块，它用于发现不与本节点直接相连的LSR。与基本模块不同的是，扩展模块并不广播hello消息，而是向某个特定IP地址发送hello消息以确定该IP地址对应的节点是否是一个LSR。同时，扩展模块的hello消息是非对称的。例如，LSR A向LSR B发送hello消息，并不意味着LSR B也需要向LSR A发送hello消息。而基本模块是向其所有的邻居发送hello消息，消息发送是对称的。
　　

                               
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会话过程
　　在LSR发送LDP hello消息并被另一个LSR接收到后，便开始一个LDP会话的建立过程。在hello消息中携带消息发起者的地址及其能够分配的标签空间。随后，IP地址值比较大的一方根据这些消息建立一条端到端的TCP连接。两个LSR通过建立起来的TCP连接交换一些初始化信息，协商的参数包括LDP协议版本、标签传播方法、定时器值和标签范围等。
　　

                               
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广播过程
　　在建立起LSR之间的接续并协商好参数后，LSR可以为经过本节点的各FEC分配标签，并通过LDP协议将标签分配消息广播给邻居LSR。

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Carlchen

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Carlchen 发表于 2012-5-22 08:21

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