MPLS（多协议标签交换）技术原理的基本实现

丁芊芊

首先，我们需要5台路由器（4台也可以），因为MPLS是主要运用于大型的网络之中的一种快速转发协议，例ISP的网络基本采用MPLS来提高数据包的转发速度。
分别编号R1-R5，接口地址见topology，全网起OSPF协议，AREA 0，目的是达到全网互通，以便于LABEL信息的传递。


MPLS在网络中的实现很简单（因为是简单的配置嘛）：
1、  把属于MPLS网络的接口划入MPLS网络
2、  启用MPLS




下面简单说一下具体配置，首先，进入R1的s1/3端口，做如下命令：
R1(config)#int s1/2
R1(config-if)#mpls ip      把接口划入MPLS网络
R1(config-if)#exi




至于R2-R4的S1/2 ，S1/3，以及R5的s1/3在这里不一一赘述，原理和上面的一样。


这时，我们会看到如下提示：
*Mar  1 00:13:37.163: %LDP-5-NBRCHG: LDP Neighbor 23.0.0.1:0 (1) is UP
说明MPLS邻居建立成功，可以相互发送LABEL信息。


我们查看一下目前路由器的LABEL 转发表，也就是和每条路由一一对应的标签编号。
R1#sh mpls forwarding-table
Local  Outgoing    Prefix            Bytes tag  Outgoing   Next Hop   
tag    tag or VC   or Tunnel Id      switched   interface              
16     16          34.0.0.0/24       0          Se1/2      point2point  
17     Pop tag     23.0.0.0/24       0          Se1/2      point2point  
18     18          192.168.1.1/32    0          Se1/2      point2point  
19     19          45.0.0.0/24       0          Se1/2      point2point  
R1#
我们可以看到，LOCAL列，表示这条路由条目在本路由器的label编号，也是它通告给邻居LSR的编号。
OUTGOING列，表示送往邻居LSR时应该打上的标签编号，也就是说，在把包交给邻居LSR之前，已经打上的TAG其实是对方LSR 转发表里关于这条路由的TAG编号。Pop tag表示拆除TAG，因为目的网络是下一条的直连网络，所以不用TAG继续进行转发。
我们注意到， bytes tag switched这一列全部为0，这是因为我们还没有进行任何的数据包交换。
下面做如下操作：R1#p 192.168.1.1 sou
R1#ping 192.168.1.1 source 10.1.1.1


Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.1.1, timeout is 2 seconds:
Packet sent with a source address of 10.1.1.1
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 104/198/304 ms
R1#sh mpls forwarding-table        
Local  Outgoing    Prefix            Bytes tag  Outgoing   Next Hop   
tag    tag or VC   or Tunnel Id      switched   interface              
16     16          34.0.0.0/24       0          Se1/2      point2point  
17     Pop tag     23.0.0.0/24       0          Se1/2      point2point  
18     18          192.168.1.1/32    0          Se1/2      point2point  
19     19          45.0.0.0/24       0          Se1/2      point2point


我们发现，PING过以后R1上依然没有交换标签的BYTE流量，这是因为MPLS是不会对自己的直连网络打上TAG标签的，粗浅的理解就是直连网络直接转发就可以了，打上TAG不是更麻烦了吗？嘿嘿。
好，我们看R2-R4的转发表：
R2#sh mpls forwarding-table
Local  Outgoing    Prefix            Bytes tag  Outgoing   Next Hop   
tag    tag or VC   or Tunnel Id      switched   interface              
16     Pop tag     34.0.0.0/24       0          Se1/2      point2point  
17     Untagged    10.1.1.1/32       520        Se1/3      point2point  
18     18          192.168.1.1/32    540        Se1/2      point2point  
19     19          45.0.0.0/24       0          Se1/2      point2point  


注意中间两行的标签字节交换数量已经出现变化，说明在R2上进行了标签交换。
此现象在R3,R4上基本相同，说明在R3,R4上同样进行着标签的交换。
再看R4，R5的情况：
R4#sh mpls forwarding-table
Local  Outgoing    Prefix            Bytes tag  Outgoing   Next Hop   
tag    tag or VC   or Tunnel Id      switched   interface              
16     Pop tag     23.0.0.0/24       0          Se1/3      point2point  
17     16          10.1.1.1/32       540        Se1/3      point2point  
18     17          12.0.0.0/24       0          Se1/3      point2point  
19     Untagged    192.168.1.1/32    520        Se1/2      point2point  
R5#sh mpls forwarding-table
Local  Outgoing    Prefix            Bytes tag  Outgoing   Next Hop   
tag    tag or VC   or Tunnel Id      switched   interface              
16     Pop tag     34.0.0.0/24       0          Se1/3      point2point  
17     16          23.0.0.0/24       0          Se1/3      point2point  
18     17          10.1.1.1/32       0          Se1/3      point2point  
19     18          12.0.0.0/24       0          Se1/3      point2point  


没有TAG交换！因为目标网络是自己的直连，所以在R4路由器把包交给R5之前，已经拆除TAG（看看R4的信息就可发现，在R4中去往192.168网段的outgoing 是untagged，就是去往这个网络不应该带有标签的意思），在R4交给R5以后，IP包直接进行路由转发，而不是继续经由MPLS进行TAG交换。
以上只是简单的说了说MPLS的标签交换过程，下面我总结一下流程：
首先，PING包源：10.1.1.1 目的：192.168.1.1
进入RI以后，查找forwarding-table，发现去往R2，出接口时，打上R2可以正确判断的18号标签----------包进入R2后，查找forwarding-table，发现包应该交给R3，也应该打上R3识别的19号标签（即outgoing 对应的出标签）-----------接着，给了R3，R3照旧给了R4，此时R4查询forwarding-table，发现outgoing对应的是Untagged，即转发到192.168.1.0 这个网络的数据包此时不应该继续打上TAG，而是以正常的IP数据包格式进行路由转发。Then，数据包到达R5，路由成功。

justars

谢谢晒```!

misswhs

支持！！！！！！！

qq3685188

谢谢分享！！！

sysydesign

谢谢你，这标签困扰我一天了

曹晖001

太棒了，感谢楼主