多协议标记交换技术优化方案

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：多协议标记交换技术作为一种路由交换技术受到业界的广泛关注。MPLS技术是结合2层交换和3层路由的L2/L3集成数据传输技术。MPLS技术通过使用约束路由机制，根据用户的特定要求仅在边缘节点处计算特定的标记交换路径。

多协议标记交换（MPLS）技术作为一种路由交换技术受到业界的广泛关注。MPLS技术是结合2层交换和3层路由的L2/L3集成数据传输技术。在2层头标和IP 头标之间插入MPLS头标。它不仅支持网络层的多种协议，还可以兼容第2层上的多种链路层技术。采用MPLS技术的IP路由器以及ATM、FR 交换机统称为标记交换路由器（LSR），使用LSR 的网络相对简化了网络层复杂度，兼容现有的主流网络技术，降低了网络升级的成本。

MPLS是一种在开放的通信网上利用标记（标签）引导数据高速、高效传输的技术，它的价值在于能够在无连接的网络中引入连接模式，为IP网络提供了面向连接（基于标记）的交换。MPLS采用传统的IP路由协议，但将路由与分组转发分离开来，这使得在MPLS网中可以通过修正转发方法来推动路由技术的演进。而且，网络中分组的转发采用定长的标记，简化了转发机制，使得路由器速度很容易扩展到太比特级。实际上当前推出的几乎所有高速路由器都支持MPLS。

1.MPLS标记交换过程

图6.28以实例说明分组在MPLS网络中的转发过程，主要经过以下3个步骤。

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图6.28　MPLS标记交换过程

①入口LSR 根据IP包头的相关信息，将不同QoS要求的IP数据流划分成不同的转发等效类（FEC），在FIB（Forwarding Information Base）表中按照传统的最长匹配算法对FEC进行查找，找到要压入的标记5和相应的出口，然后打上标记5，发送分组到相应的端口。

②核心LSR 根据标记栈顶层的标记5查找ILM（Incoming Label Map）表，找到要进行操作的标记为9，称为标记交换；然后发送分组到相应的接口。

③出口LSR 根据ILM 查找的结果进行标记的弹栈（POP），然后再按照第3层下一跳IP地址进行转发。

在拓扑驱动的模式中，FIB和ILM 是在路由协议（BPG、OSPF或RIP）建立路由表的同时建立起来的。这样，具有相同标记的数据流均属于相同的FEC，沿着事先建立好的标记交换通道（LSP）传递，多个LSR 根据标记转发信息库（FIB）进行简单、高速的标记交换；网络核心设备只根据标记转发，处理简单，智能处理在边缘设备完成，大大提高了交换速率。

2.MPLS的应用

MPLS在解决网络的扩展性、实施流量工程、同时支持多种特定QoS保障的IP业务等诸多方面具备得天独厚的技术优势。

(1)MPLS VPN

MPLS的一个重要应用是VPN。MPLS VPN 根据扩展方式的不同，可以划分为BGP MPLS VPN 和LDP扩展VPN，即可以划分为二层VPN 和三层VPN。

（2）流量工程

流量工程是指根据各种数据业务流量的特性选取传输路径的处理过程。MPLS技术可通过特定的QoS路由算法，采用离线方式计算出网络内对应不同业务流的所有可行的标签交换路径。流量工程用于平衡网络中的不同交换机、路由器以及链路之间的负载。ISP通过流量工程可以在保证网络运行高效、可靠的同时，对网络资源的利用率与流量特性加以优化，从而便于对网络实施有效的监测管理措施。

（3）提供服务质量保证

随着网络的不断发展、新业务的不断引入，用户迫切需要ISP将保证特定QoS的业务引入目前没有明确划分业务类型的IP 网络中。所谓QoS 路由是指根据特定业务流要求的QoS，在网络中建立相应路径的方法。MPLS技术通过使用约束路由机制，根据用户的特定要求仅在边缘节点处计算特定的标记交换路径。

（4）MPLS路由器

MPLS路由器采用MPLS技术来实现标记交换路径（LSP），实现了高速交换、分布式转发和集中式管理相结合。

(5)GMPLS

随着智能光网络技术以及MPLS技术的发展，自然希望能将二者结合起来，使IP分组能够通过MPLS的方式直接在光网络上承载，于是出现了新的技术概念——多协议波长交换（MPλS）。

多协议标记交换技术优化方案

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