什么是MPLS?

MPLS是一种在IP骨干网上利用标籤来指导资料包文高速转发的协议,由IETF (Internet Engineering Task Force,网际网路工程服务组)提出。相对于传统的IP路由方式,MPLS提供了一种新的网路交换方式,它将IP位址映射为简短且长度固定、只具有本地意义的标籤,以标籤交换替代IP查表,从而显著提升转发效率。

 

为什么需要MPLS

在20世纪90年代中期,随著IP网路的快速发展,Internet资料量急剧增长。由于当时的硬体技术存在限制,基于最长匹配演算法的IP技术必须使用软体方法查找路由,转发性能低下,所以IP的转发性能成为当时限制网路发展的瓶颈。在这种背景下,IETF提出了MPLS协议。MPLS最初的目的就是为了提升IP网路中路由设备的转发速率。与传统的IP路由方式相比,MPLS通过以下两种方式提升转发速率:

· 将查找庞大的IP路由表转化为简洁的标籤交换,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,封装或解封装标籤,而在中间的所有节点上都无需解析IP报文头,只进行标籤交换,进一步节约了转发报文的处理时间。

MPLS的标籤转发本质上是一种隧道技术,它还支援封装多层标籤,并且MPLS天然相容多种网路层和链路层协议,因此,MPLS非常适合在各种VPN业务中充当公网隧道。此外,由于MPLS的报文转发依靠一条固定的标籤交换路径,所以MPLS是一种连线导向的转发技术,这使得MPLS在流量工程(Traffic Engineering,TE)、QoS等领域也有著广泛的应用。

 

MPLS网路是什么样的

MPLS网路主要包含以下要素

· 支援MPLS功能的网路设备称为LSR(Label Switching Router,标籤交换路由器),它是MPLS网路的基本组成单元。由一系列连续的LSR构成的网路区域称为MPLS域。

· MPLS域内部的LSR称为CoreLSR,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、连接其它网路的LSR称为LER(Label Edge Router,标籤边缘路由器),如果一个LSR有一个或多个不运行MPLS的相邻节点,那麽该LSR就是LER。

在MPLS網路中,任何兩個LER之間都可以建立LSP,用來轉發進入MPLS域的報文,中間可途徑若干個Core LSR。因此,一條LSP的Ingress和Egress都是LER,而Transit是Core LSR。

 

MPLS有什么价值

MPLS在当前的IP网路中得到了广泛的应用,其主要价值体现在以下几方面:

1:MPLS完全相容IP网路,相当于在IP网路的基础上进行改进,建设成本低,易于推广。

2:MPLS的控制平面和转发平面是分开的,在控制平面依靠IP路由来建立LSP,MPLS可以借用IP路由的各种灵活性、可靠性机制;在转发平面通过LSP来传输报文,是连线导向的,MPLS可以有效的实施流量工程和QoS。

3:MPLS是一种与链路层协定无关的技术,它同时支援框架转送、ATM、PPP和SDH等协定,保证了多种网路的互通,相容性非常好。

4:MPLS网路支援层次化的拓扑结构,适合在IP骨干网中部署。

5:MPLS标籤栈在理论上可支援标籤的无限嵌套,正好契合了VPN业务对公、私网标籤多层封装的要求,因此MPLS为VPN业务的蓬勃发展提供了强有力的支援。