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多协议标签交换
科技名词定义
中文名称:
英文名称:
multi-protocol label switching;MPLS
定义:
核心路由器利用含有边缘路由器在IP分组内提供的前向信息的标签(label)或标记(tag)实现网络层(3层)交换的一种交换方式。
所属学科:
通信科技(一级学科);交换选路(二级学科)
本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
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(MPLS:Multi-Protocol Label Switching)
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在 MPLS 中,数据传输发生在标签交换路径(LSP)上。LSP 是每一个沿着从源端到终端的路径上的结点的标签序列。现今使用着一些标签分发协议,如标签分发协议(LDP)、RSVP 或者建于路由协议之上的一些协议,如边界网关协议(BGP)及 OSPF。因为固定长度标签被插入每一个包或信元的开始处,并且可被硬件用来在两个链接间快速交换包,所以使数据的快速交换成为可能。
MPLS 主要设计来解决网路问题,如网路速度、可扩展性、服务质量(QoS)管理以及流量工程,同时也为下一代 IP 中枢网络解决宽带管理及服务请求等问题。
在这部分,我们主要关注通用 MPLS 框架。有关 LDP、CR-LDP 和 RSVP-TE 的具体内容可以参考个别文件。
MPLS起源于IPv4( Protocol version 4),其核心技术可扩展到多种网络协议,包括IPX( Packet Exchange)、Appletalk、、CLNP(work Protocol)等。“MPLS”中的“Multiprotocol”指的就是支持多种网络协议。
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协议结构 MPLS 标签结构:
20 23 24 32 bit
Label Exp S TTL
Label ― Label 值传送标签实际值。当接收到一个标签数据包时,可以查出栈顶部的标签值,并且系统知道:A、数据包将被转发的下一跳;B、在转发之前标签栈上可能执行的操作,如返回到标签进栈顶入口同时将一个标签压出栈;或返回到标签进栈顶入口然后将一个或多个标签推进栈。 Exp ―试用。预留以备试用。
S ―栈底。标签栈中最后进入的标签位置,该值为0,提供所有其它标签入栈。正因为这个字段表明了
MPLS的标签理论上可以无限嵌套, 从而提供无限的业务支持能力。这是MPLS技术最大魅力所在。
TTL ―生存期字段(Time to Live),用来对生存期值进行编码。与IP报文中的TTL值功能类似,同样
是提供一种防环机制
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结构协议组
MPLS:相关信令协议,如 OSPF、BGP、ATM PNNI等。
LDP:标签分发协议(Label Distribution Protocol)
CR-LDP:基于路由受限标签分发协议(Constraint-Based LDP)
RSVP-TE:基于流量工程扩展的资源预留协议(resource Reservation Protocol – Traffic Engineering)
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传统的VPN一般是通过GRE(Generic Routing Encapsulation)、L2TP(Layer 2 Tunneling Protocol)、PPTP(Point to Point Tunneling Protocol)、IPSec协议等隧道协议来实现私有网络间数据流在公网上的传送。而LSP本身就是公网上的隧道,所以用MPLS来实现VPN有天然的优势。基于MPLS的VPN就是通过LSP将私有网络的不同分支联结起来,形成一个统一的网络,如图1-6所示。基于MPLS的VPN还支持对不同VPN间的互通控制。
l CE(Customer Edge)是用户边缘设备,可以是路由器,也可以是交换机或主机;
l PE(Provider Edge)是服务商边缘路由器,位于骨干网络。在骨干网络中,还存在P(Provider),是服务提供商网络中的骨干路由器,不与
CE直接相连。P设备只需要具备基本MPLS转发能力,不维护VPN信息。
基于MPLS的VPN具有以下特点:
l PE负责对VPN用户进行管理、建立各PE间LSP连接、同一VPN用户各分支间路由分派。
l PE间的路由分派通常是用LDP或扩展的BGP协议实现。 l 支持不同分支间IP地址复用和不同VPN间互通。
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基于MPLS的QoS
NE80E支持基于MPLS的流量工程和差分服务Diff-Serv特性,在保证网络高利用率的同时,可以根据不同数据流的优先级实现差别服务,从而为语音,视频数据流提供有带宽保证的低