IP百科知識之什么是MPLS

MPLS是一種在IP骨干網(wǎng)上利用標(biāo)簽來指導(dǎo)數(shù)據(jù)報文高速轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)議，由IETF （Internet Engineering Task Force，因特網(wǎng)工程服務(wù)組）提出。相對于傳統(tǒng)的IP路由方式，MPLS提供了一種新的網(wǎng)絡(luò)交換方式，它將IP地址映射為簡短且長度固定、只具有本地意義的標(biāo)簽，以標(biāo)簽交換替代IP查表，從而顯著提升轉(zhuǎn)發(fā)效率。

為什么需要MPLS

在20世紀90年代中期，隨著IP網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，Internet數(shù)據(jù)量急劇增長。由于當(dāng)時的硬件技術(shù)存在限制，基于最長匹配算法的IP技術(shù)必須使用軟件方法查找路由，轉(zhuǎn)發(fā)性能低下，所以IP的轉(zhuǎn)發(fā)性能成為當(dāng)時限制網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。在這種背景下，IETF提出了MPLS協(xié)議。MPLS最初的目的就是為了提升IP網(wǎng)絡(luò)中路由設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)速率。

與傳統(tǒng)的IP路由方式相比，MPLS通過以下兩種方式提升轉(zhuǎn)發(fā)速率：

將查找龐大的IP路由表轉(zhuǎn)化為簡潔的標(biāo)簽交換，顯著減少指導(dǎo)報文轉(zhuǎn)發(fā)的時間。

當(dāng)報文進入MPLS區(qū)域之后，只需在位于邊緣的入、出節(jié)點解析IP報文頭，封裝或解封裝標(biāo)簽，而在中間的所有節(jié)點上都無需解析IP報文頭，只進行標(biāo)簽交換，進一步節(jié)約了轉(zhuǎn)發(fā)報文的處理時間。

MPLS的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)本質(zhì)上是一種隧道技術(shù)，它還支持封裝多層標(biāo)簽，并且MPLS天然兼容多種網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層協(xié)議，因此，MPLS非常適合在各種VPN業(yè)務(wù)中充當(dāng)公網(wǎng)隧道。此外，由于MPLS的報文轉(zhuǎn)發(fā)依靠一條固定的標(biāo)簽交換路徑，所以MPLS是一種面向連接的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，這使得MPLS在流量工程（Traffic Engineering，TE）、QoS等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。

MPLS網(wǎng)絡(luò)是什么樣的

MPLS網(wǎng)絡(luò)主要包含以下要素：

支持MPLS功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備稱為LSR（Label Switching Router，標(biāo)簽交換路由器），它是MPLS網(wǎng)絡(luò)的基本組成單元。由一系列連續(xù)的LSR構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域稱為MPLS域。

MPLS域內(nèi)部的LSR稱為CoreLSR，如果一個LSR的相鄰節(jié)點都運行MPLS，則該LSR就是Core LSR。

位于MPLS域邊緣、連接其它網(wǎng)絡(luò)的LSR稱為LER（Label Edge Router，標(biāo)簽邊緣路由器），如果一個LSR有一個或多個不運行MPLS的相鄰節(jié)點，那么該LSR就是LER。

在MPLS網(wǎng)絡(luò)中，任何兩個LER之間都可以建立LSP，用來轉(zhuǎn)發(fā)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有什么價值

MPLS在當(dāng)前的IP網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用，其主要價值體現(xiàn)在以下幾方面：

MPLS完全兼容IP網(wǎng)絡(luò)，相當(dāng)于在IP網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進行改進，建設(shè)成本低，易于推廣。

MPLS的控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面是分開的，在控制平面依靠IP路由來建立LSP，MPLS可以借用IP路由的各種靈活性、可靠性機制；在轉(zhuǎn)發(fā)平面通過LSP來傳輸報文，是面向連接的，MPLS可以有效的實施流量工程和QoS。

MPLS是一種與鏈路層協(xié)議無關(guān)的技術(shù)，它同時支持幀中繼、ATM、PPP和SDH等協(xié)議，保證了多種網(wǎng)絡(luò)的互通，兼容性非常好。

MPLS網(wǎng)絡(luò)支持層次化的拓撲結(jié)構(gòu)，適合在IP骨干網(wǎng)中部署。

MPLS標(biāo)簽棧在理論上可支持標(biāo)簽的無限嵌套，正好契合了VPN業(yè)務(wù)對公、私網(wǎng)標(biāo)簽多層封裝的要求，因此MPLS為VPN業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展提供了強有力的支持。

編輯：jq