思科CiscoMPLS多协议标签交换原理与配置操作详解本⽂讲述了思科Cisco MPLS多协议标签交换原理与配置操作。
分享给⼤家供⼤家参考，具体如下：⼀、MPLS：多协议标签交换1.1 IP数据转发⽅式1.2 标签交换与传统数据包交换对⽐1.3 MPLS的主要应⽤场景1.4 控制层⾯和数据层⾯1.5 MPLS模式1.6 MPLS术语⼆、MPLS的数据包格式三、标签分发协议3.1 标签分发时的注意点四、MPLS的⼯作过程4.1 倒数第⼆跳弹出（次末跳弹出）五、MPLS配置5.1 配置步骤⼀、MPLS：多协议标签交换⽀持多种⽹络层协议，协议（3层）⽆关性，也叫2.5层协议基于标签交换进⾏数据转发1.1 IP数据转发⽅式进程转发：每个数据包过来查找路由（与操作--->最长匹配---->递归查找），也叫基于数据包的转发快速转发：每个流量中的第⼀个数据包进⾏路由查找，后续数据基于第⼀个数据包的缓存转发，⼀次路由、多次交换，也叫基于缓存的转发（区分源IP、⽬的IP、源端⼝、⽬的端⼝、协议号）CEF：cisco私有，特快交换，所有数据包⽆需查看路由转发，直接查看CEF（FIB）表进⾏转发，该表项是⾃动适应路由表，也叫基于拓扑的转发⽅式；⽆需路由、直接交换，将路由表变为FIB表（递归完成后的表，⽬标对接⼝），ARP表变为ADJ表（接⼝+MAC），这两张表均为⼆进制表，可以被硬件直接编译，基于FIB+ADJ的综合表进⾏转发1.2 标签交换与传统数据包交换对⽐标签交换转发效率优于传统数据包交换（已不明显）MPLS⽀持MPLS VPN，⽀持MPLS TE。
1.3 MPLS的主要应⽤场景解决BGP的路由⿊洞问题MPLS VPNMPLS TE（流量⼯程）使⽤MPLS的前提是设置均基于CEF⼯作，还要保证IGP收敛。
启动CEF后，表格可以被ASIC（硬件芯⽚）直接调⽤CEF解决了递归的问题，便于MPLS⽣成标签转发表格CEF⼯作后⽣成FIB表，只有FIB可以存储标签表1.4 控制层⾯和数据层⾯控制层⾯：通过IGP或EGP交互路由条⽬，⽣成路由表，然后CEF基于路由表⽣成FIB表；MPLS使⽤TDP/LDP基于FIB表中的每⼀条信息（本地所有的路由条⽬）⽣成⼀个标签号，然后告知所有邻居；数据层⾯：普通的数据包将基于FIB表转发，若数据包中存在标签号基于LFIB进⾏转发，标签的impose和pop也是在数据层⾯⽣成1.5 MPLS模式Frame：帧模式，电路交换，⼆层协议为Ethernet、HDLC、PPP、FR（⾮ATM）Cell：信元模式，ATM模式，带有标签的数据信元1.6 MPLS术语FEC：转发等价类，具有相同的处理⽅式的⼀类数据称为⼀个转发等价（基于⽬标IP，源IP，VPN地址，QoS⾏为，出接⼝）LSR：标签交换路由器，标签交换（swap），查看数据包中的标签号然后基于LFIB表进⾏转发E-LSR：边界标签交换路由器（PE），标签压⼊（impose）和弹出（pop）LSP：标签交换路径LIB：标签信息数库，存放本本路由器上针对所有FEC所分配的标签以及所有LDP邻居分配⾃⼰学习到的标签LFIB：标签转发信息库，真正转发标签，由FIB和LIB共同⽣成，包含⼊标签和出标签CE：客户端路由器，不⼯作于MPLS域，使⽤FIB表转发流量⼆、MPLS的数据包格式Label：20bit，范围（16-2^20），0-15为保留标签EXP：3bit，⽤于在label中标记标签中优先级，⽤来做QoSS：1bit，栈底位，代表标签是否到达栈底S=0表⽰未到达栈底；S=1表⽰到达栈底，最多可以存在3层标签⼀层标签为普通MPLS，主要⽤于解决BGP路由⿊洞⼆层标签为MPLS VPN使⽤三层标签为MPLS TE使⽤TTL：8bit⽣存时间，⽤于MPLS label交换中防环，当标签号被impose时，将复制三层包头的TTL值，然后每经过⼀个路由器减1，当标签号被pop时，复制回IP包头中使⽤MPLS后，⼆层若依然为以太⽹封装，那么类型号将变化0x8847 MPLS 单播0x8848 MPLS 多播三、标签分发协议1.LDP和TDPLDP：⼯业标准，基于TCP或UDP封装，使⽤端⼝号646，组播发送224.0.0.2（所有⽀持组播功能的路由器都接收该地址），⽀持认证LDP邻居发现阶段：使⽤LDP的hello包建⽴邻居，不分配标签使⽤UDP⽅式，进⾏TCP三次握⼿LDP的会话建⽴阶段：进⾏LDP初始化报⽂的发送，发送keepalive，并发送LDP的标签分发信息TDP：cisco私有，应⽤层协议，基于TCP或UDP封装，使⽤端⼝号711，⼴播发送255.255.255.255，不⽀持认证2.MP-BGP3.RSVP3.1 标签分发时的注意点标签分发仅具有本地意义标签分发是异步的标签分发只会给本地直连、静态以及IGP路由分发标签，不会为BGP路由分发标签。
——近十年来，传统语音业务的年增长率只有5～10％，而以Internet为代表的数据业务的年增长率为20％～30％。
数据通信业务量如此高速、持续增长的最直接动力来自于Internet业务量持续的指数增长。
它给整个网络的技术模式、整体架构乃至当今知识经济的内涵带来了深远的影响。
——目前宽带网络的业务节点有两类：ATM交换机与路由器。
两者都属于分组模式，但是连接模式是不同的。
ATM是面向连接的异步传送模式；路由器是无连接模式。
连接模式上的不同导致业务节点实现方式、组网形态、业务能力上的很大差异。
骨干核心网是整个信息网络结构的基础，它必须具备高速的数据传输能力、良好的可扩展性及精确完善的服务质量保证等功能。
随着在公网和专网上基于IP的网络和基于IP的业务量的快速增长，如何实现IP业务在ATM上的有效传输成为迫切需要解决的问题。
目前，根据实际技术产品的发展，IP与ATM技术之争终于达成了一个共识，即采用带有MPLS（Multi-protocolLabelSwitching）功能的IP路由器和带有MPLS功能的ATM交换机组建未来宽带综合业务通信网。
——IP数据包通过路由器进入ATM骨干网后，为避免在ATM网中形成过多的SVC （虚通道），可采用多协议标签交换技术（MPLS）；采用带MPLS功能的ATM交换机。
为了使未来网络可以支持各种协议类型的业务和能够与其它任何专用网络有效互联，MPLS组网技术是实现IPoverATM的技术方案，MPLS把第2层交换与第3层路由和网络业务组合在一起，从而可望减少复杂性和其它IPoverATM方案的成本。
1MPLS的基本原理——旨在简化路由器入口处对网络层帧头的分析过程和FEC （ForwardingEquivalenceClasses）分配功能的过程，改善选路的性能和成本。
尽管MPLS面向多协议，然而它主要还是支持IP协议。
在传统IP转发机制中，每个路由器首先分析包含在每个分组头中的信息，然后解析分组头、提取目的地址、查询路由表、决定下一转接点的地址、计算帧头的校验、递减TTL、完成合适的出口链路层封装，最后发送分组。
【标题】帧模式MPLS的技术与应用【摘要】随着通信技术以及计算机技术的快速发展，人们对网络经济业务提出了更高的要求，这些网络业务要求需要具备相应的数据传输交换技术与之相配套，因此，传统路由交换交换技术不能充分地满足各种新网络业务的需求，所以产生了多协议标签交换技术，此技术能够满足各种不同的业务需求。
本文将主要围绕帧模式下多协议标签交换的原理及应用进行阐述【关键词】多协议标签交换帧模式原理应用【正文引】多协议标签交换（MPLS）是一种在开放的通信网上利用标签引导数据高速，高校传输的技术，是一种可提供高性价比和多业务能力的交换技术，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次网络集成控制与管理的技术，在现代通信技术的发展中起着至关重要的作用。
随着科学技术的不断发展与进步，技术的发展需要在通信网络中建立完善的高质量的宽带通信网络。
下面将对帧模式下MPLS的工作原理以及在通信传输中的应用进行详细地阐述。
【正文】一．帧模式MPLS的起源1.1传统的IP路由路由器转发报文时必须有一个依据，这个依据就是路由。
也就是说，路由就是指导IP报文转发的路径信息。
路由器的转发特点是逐跳转发，即路由只指导本地转发，而不影响其他设备转发，设备之间的转发是相互独立的。
这种技术是一种面向非连接，在数据传输时尽力而为的协议，由于每一跳都需要分析IP头，效率低，服务质量难于部署，而且所有路由器都要知道整个网络的所有路由，在路由器数量变多时管理会有很大困难，1.2新兴的ATMATM(Asynchronous Transfer Mode）顾名思义就是异步传输模式，ATM信元是固定长度的分组，A TM技术简化了交换过程，去除了不必要的数据校验，采用易于处理的固定信元格式，所以ATM交换速率大大高于传统的数据网，如x.25，DDN,帧中继等。
但是由于ATM技术中信令的建立过程复杂，路由灵活性差等缺点，还需新的技术来完善。
