MPLS技术手册.doc

MPLS技术 本章主要讲述MPLS（Multiprotocol Lable Switching，多协议标签交换）的原理及实现。 本章主要内容： MPLS相关术语解析 MPLS原理介绍 调试命令及调试信息 MPLS协议相关术语解析 MPLS ―多协议标签交换（Multiprotocol Lable Switching）。 Label － 标签。 FEC －转发等价类（Forwarding Equivalence Class）。 LSR － 标签交换路由器（Label Switched Router）。 LDP － 标签分发协议（Label Distribution Protocol）。 MPLS技术介绍 MPLS（Multiprotocol Lable Switching，多协议标签交换）是集成的路由/交换解决方案的必威体育精装版进展，兼有第二层交换的简捷性和第三层路由的灵活性，具有以下优点： ·MPLS网络中分组转发基于定长标签，由此简化了转发机制，提高了转发速度。 ·同时支持帧中继、ATM、PPP、HDLC、SDH、DWDM等，保证了多种网络的互联互通。 ·可以更好的支持QoS、流量工程和大规模的VPN。 MPLS 体系结构 控制和转发分离 MPLS体系结构被分为两个独立的单元：控制单元和转发单元，如下图所示： 控制单元使用标准的路由协议（如OSPF、BGP4等）同邻居交换路由信息和维护路由表，同时使用标签控制协议（如LDP、MP-BGP、RSVP等）同互联的标签交换设备之间交换标签转发信息（被称为绑定）来创建和维护标签转发表。 转发单元决定一个报文的转发处理，即根据报头中的信息，查找标签转发表，根据查找结果进行标签处理并转发。 转发等价类 FEC 一个FEC是在网络中遵循同样的转发路径的报文的集合（这些报文的目的地址甚至可以不同），这些报文在转发的过程中被LSR以相同的方式进行处理，正是从转发处理这个角度讲这些报文“等价”。FEC为一系列属性（FEC要素）的集合，包括：源地址、目的地址、源端口、目的端口、协议类型、CoS、 MPLS域的入口LSR，对每一个进入MPLS域的IP报文确定一个FEC，然后根据FEC查找相应的标签值封装进IP报文中，形成标签报文，在MPLS域中传输。 标签封装及标签操作 在MPLS网络域中，标签分组的转发是根据分组所携带的标签进行，标签被插入到第三层分组和第二层报头之间，被称为MPLS标签头，其格式如图1所示： MPLS标签 一个MPLS分组上也可以承载多个标签头，这种结构叫做标签栈（如上图），这些标签按照“后进先出”的方式来组织，最外面的标签称为栈顶标签，最里面的标签称为栈底标签（简单的IP单播路由不使用标签栈，但其他基于MPLS的应用，包括MPLS-VPN等严重依赖于标签栈）。每个标签由下列字段组成： ·生存期（TTL） 该字段为8bit，用于生存时间值的编码，与IP首部中的TTL字段作用一样，用来防止由于配置不当、故障或路由算法慢收敛造成的转发环路以及限制分组范围等其他功能。 ·栈底位（S） 该字段为1bit，该位置“1”，表示相应的标签是标签栈中的最后一个标签（栈底）；置“0”表示除栈底标签之外的所有其他标签； ·服务类信息（EXP，也叫试验位） 该字段为3bit，主要用来承载CoS信息(作用类似于IP分组中的TOS数据)。 ·标签值（Label Value） 该字段为20bit，包含标签的实际值。当一个LSR收到标签分组时，它将首先查看栈顶的标签值，在正常情况下，该LSR通过标签值可以知道转发分组的下一跳节点，并用新的标签取代当前栈顶的标签。标签值0－15 作为保留标签值，具有以下含义： 标签值 含义 0 表示Ipv4显示空标签。这一标签值仅用于栈底的标签，它指示下一步的操作是对此标签进行弹出操作，对分组的转发基于ipv4分组头进行。 1 表示路由器提醒标签。当收到分组的栈顶标签为1时，该分组被送到本地软件处理，而对分组的转发由标签栈内的下一条目决定。 2 表示Ipv6显示空标签。与标签值0的用法类似。 3 表示隐含空标签。LDP利用它来请求上游邻居弹出标签（次末中继段弹出），该标签值不出现在标签封装中。 4－15 保留。 MPLS网络结构以及转发过程 在传统的IP分组转发中，在网络的每个中继段中，路由器都独立地分析目标IP地址，执行网络路由算法，在此基础上做出独立的转发决策，确定分组的下一跳。而在MPLS中，将所有进入网络的分组划分成不同的FEC，然后根据FEC查找相应的标签值封装到分组中，网络中的路由器根据分组携带的标签确定分组转发，在整个MPLS域中，分组的转发都是根据标签进行，不需要对IP首部进行任何的操作，标签加入和转发过程如下图所示： MPLS网络的基本组成单元是标签交换