MPLS技术研究及应用(1)


MPLS多协议标签交换)是一种可提供高性价比和多业务能力的交换技术, 它解决了传统IP分组交换的局限性,在业界受到了广泛的重视,并在中国网通、中国铁通全国骨干网等网络建设中得到了实践部署。采用MPLS技术可以提供灵活的流量工程、虚拟专网等业务,同时,MPLS也是能够完成涉及多层网络集成控制与管理的技术。
1.MPLS概述
1.1、MPLS的基本原理 
MPLS是一种第三层路由结合第二层属性的交换技术,引入了基于标签的机制,它把路由选择和数据转发分开,由标签来规定一个分组通过网络的路径。MPLS网络由核心部分的标签交换路由器LSR)、边缘部分的标签边缘路由器LER)组成。LSR的作用可以看作是ATM交换机与传统路由器的结合,由控制单元和交换单元组成;LER的作用是分析IP包头,用于决定相应的传送级别和标签交换路径LSP)。标签交换的工作过程可概括为以下3个步骤:
1)由LDP标签分布协议)和传统路由协议OSPF、IS-IS等)一起,在LSR中建立路由表和标签映射表;
2)LER接收IP包,完成第三层功能,并给IP包加上标签;在MPLS出口的LER上,将分组中的标签去掉后继续进行转发;
3)LSR对分组不再进行任何第三层处理,只是依据分组上的标签通过交换单元对其进行转发。整个操作过程如图1:


图1 

IETF标准文档中定义的MPLS包头是插入在传统的第二层数据链路层包头和第三层IP包头之间的一个32位的字段,如图2所示:


图2

Label字段:20位,标签字段。
EXP:3位,实验字段。
S字段:1位,堆栈Stack)字段。
TTL字段:8位,生存时间字段。
1.2、MPLS信令方式 
目前MPLS实现信令的方式可分为两类,一类是LDP/CR-LDPLabel Dispatch Protocol, Constrain based Routing Label Dispatch Protocol),源于ATM网络的思想。CR-LDP和LDP是同一个协议,CR-LDP是LDP的扩展,它使用与LDP相同的消息和机制,如对等发现、会话建立和保持、标签发布和错误处理。另外一类是RSVP,它基于传统的IP路由协议。RSVP和LDP/CR-LDP是两种不同的协议,它们在协议特性上存在不同,有不同的消息集和信令处理规程。从协议可靠性上来看,LDP/CR-LDP是基于TCP的,当发生传输丢包时,利用TCP协议提供简单的错误指示,实现快速响应和恢复。而RSVP只是传送IP包。由于缺乏可靠的传输机制,RSVP无法保证快速的失败通知。从网络可扩展性上看,LDP较RSVP更有优势,一般电信级网络中尤其是ATM网络中,应采用MPLS/LDP。ITU-T倾向于在骨干网中采用CR-LDP。 目前所有支持MPLS功能的路由设置都同时支持CR-LDP和RSVP两种MPLS的信令协议。


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