MPLS网络技术基础

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简述mpls的工作原理

MPLS的工作原理1. 简介多协议标签交换（Multiprotocol Label Switching，MPLS）是一种基于标签的转发技术，它将数据包与特定的标签关联，并使用这些标签来进行高效的路由和转发。

MPLS在传输层和网络层之间提供了一种灵活、可靠和高效的网络传输机制。

MPLS最初是为了解决传统IP路由协议（如OSPF、BGP）在大规模网络中存在的性能问题而设计的。

它通过引入标签来替代传统IP路由中的长地址，从而降低了路由表的大小和复杂度，提高了路由查找和转发速度。

本文将详细解释MPLS的工作原理，包括标签分配与交换、数据包转发以及MPLS VPN等方面。

2. 标签分配与交换在MPLS网络中，每个数据包都会被赋予一个唯一的标签。

这个标签是在源节点上分配并与该数据包关联的，在整个路径上保持不变，直到到达目标节点。

下面是标签分配与交换的基本原理：2.1 标签分配当一个数据包进入MPLS域时，源节点会为该数据包分配一个新的标签。

这个标签可以基于源节点的本地路由表进行分配，也可以通过与其他节点交换信息来获得。

2.2 标签交换一旦数据包被赋予了标签，它将会在MPLS网络中被交换。

每个MPLS节点都会根据数据包的标签来决定下一跳的出接口，并将该标签附加到转发的数据包上。

2.3 标签堆栈在MPLS网络中，一个数据包可能会经过多个节点。

为了跟踪数据包的路径，每个节点都会维护一个称为”标签堆栈”（Label Stack）的结构。

标签堆栈按照LIFO （后进先出）的顺序存储标签，并在每个节点上进行压入和弹出操作。

3. 数据包转发MPLS使用基于标签的转发机制来实现快速而高效的数据传输。

下面是数据包转发的基本原理：3.1 标记交换路径当一个数据包进入MPLS网络时，源节点会为该数据包选择一条适当的路径，并将这条路径上每个节点的标识信息写入到数据包中。

这些标识信息用于指导后续路由器对该数据包进行处理和转发。

3.2 标记查找与转发当一个数据包到达一个MPLS节点时，它会根据数据包的标签来查找下一跳的出接口。

mpls vpn实验总结

MPLS VPN 实验验总结1实验拓扑实验拓扑如下：2.理论要点本次实验针对的是MPLS VPN 的学习，设计到基础网路搭建，mpls vpn 网络两部分组成，下面就设计三个层次的网络分别做简单的技术说明：2.1基础网络简单描述：如上图所示：R1,R2,R3作为AS边境路由器运行EBGP，其中R1属于AS100，R2属于AS200,R3属于AS300；AS100对应的运营商的承载网络路由器有：R1,R4,R5,R6,其中R4,R5,R6运行OSPF协议，R1运行OSPF和EBGP协议，并且相互进行重分布；在重分布的时候需要注意以下两个问题：1．OSPF重分布进EBGP的时候，作为AS区域边境路由器，正常采用汇总路由去通告，关闭详细路由通告，如果需要EBGP去通告详细路由，建议采用策略机制去控制，比如ACL控制机制去通告（其实应该是route-map，ACL搞得太多，所以习惯称所有控制都要ACL）；当然也可以先写一条指向NULL口的汇总路由，然后用network宣告进EBGP；总之方法很多，具体问题，具体对待，本次实现这不是重点，所以就直接ospf重分布进EBGP，没有采用任何策略；2．EBGP重分布进OSPF的时候，注意严禁直接把EBGP重分布进OSPF，原因有两个：一：正常的两个运营商之间一般不希望自己的详细路由信息通告给其他运营商，这样等于自己的网络完全暴露给对手，造成严重的安全问题；二：造成AS域内的OSPF路由器的路由条目过多，因为路由器性能跟不上，造成路由器宕机；这里我的做法是：在边境路由器上面，指向null口的默认路由，然后重分布进ospf，这种方法也很愚蠢；当然也有更好的方式，比如在AS域内运行IBGP，把ospf的区域划分成多个相互独立的ospf区域（是ospf独立区域，不是AS），当然在运行IBGP的时候，要注意EBGP和IBGP的特性；比下一跳属性，路由同步，联盟，反射等问题；其它BGP和OSPF的问题，可以参考其他文档说明这里不做叙述；2.2 mpls vpn 网络简单描述：在MPLS VPN网络需要的技术如下：1.LDP协议（当然也可以采用RSVP-TE分配标签）如上图所示，R1-R11，R22-R24组成运营商的数据网路，其中R1-R11组成MPLS网络，R22-R24是简单的ip路由网络：这里重点说明R1-R11是怎么运行LDP建立MPLS网络的，其中面临的最大问题是：R1-R2-R3之间运行是EBGP，LDP是不能给BGP路由分配标签的，实际准确的说（通过实验观察），在路由器上是可以分配标签的，但是传递到邻居路由器的时候，邻居路由器会检查路由和标签，当发现这条路由是从BGP学到的时候，不会将远端发来的标签加入标签转发表的（ps：这里有个很好玩的东西，就是MPLS防止BGP路由黑洞，有兴趣可以玩玩）；那么怎么解决这个问题呢，在实际的配置中，我采用的是绕过这个问题的方法解决的，具体实现方法如下：首先在R1,R2,R3上建立环回口，然后利用静态路由，让彼此都能通信，再基于环回口，配置GRE隧道，然后再启用OSPF协议，将GRE的隧道接口宣告进OSPF里面去，这样因为EBGP通告给OSPF的路由采用的五类LSA外部路由的方式，而通过GRE隧道学到的是OSPF内部路由，当然本次实现我这个意图没有体现出来，因为我在EBGP注入OSPF的时候，采用的是在R1,R2,R3 上将0.0.0.0 0.0.0.0 null0这条路由重分布进OSPF的；解决了LDP穿透BGP的问题，下面就是启用LDP协议了，在LDP协议中，关心的几个点是：1.LDP协议的端口控制2.LDP协议的标签通告控制3.LDP的负载均衡4.IP数据进出LDP网络时候，TTL变化5.LDP的最后一跳问题（POP）6.LDP标签和路由同步问题7.IP CEF具体作用，实现路由快速转发；2.VRF原理（将VRF放在MPBGP之前是为了方便说明）VRF就是路由器里虚拟路由器，就像电脑装个虚拟机，首先你要装个虚拟机，然后把电脑资源划给它，最后怎么和internet通信；VRF其实也一样，首先你要配置一个VRF，然后把所属接口划给它，最后解决怎么通信互联问题：下面就详细的说明一下VRF的功能，首先简单配置一个VRF如下：ip vrf vpn1rd 300:1route-target export 300:1route-target import 100:1interface Serial2/0p vrf forwarding vpn1ip address 11.15.1.1 255.255.255.252具体说明如下：1.创建VRF实体，命令：ip vrf vpn12.PE1路由器同时接入两个私网，两个私网都是192.168.1.0/24网段，这时在PE1上就要给192.168.1.0/24网段区分开，当通过公网传输到目的端时，让接收到这个ip网段的路由器知道到底是属于哪个私网；所以就要在这个192.168.1.0/24网段前加一个RD；RD的格式有两种，ASN:nn（常用）和 IP-address:nnASN 代表 BGP AS 号码，nn 代表数字，数字可以随便定义，只要合理即可，但这个数字，对于一台路由器上的不同用户，肯定是不同的，后面我们在VPNV4地址簇中用到的地址就是RD+IP地址；3.RT解决的是，定义的是这个VRF感兴趣的进和出RD+IP的路由（VRF中进和出的路由格式是：RD+IP），就是你想让什么样的路由进和出本VRF；4.最后就是绑定端口了，绑定端口的作用是在这个端口接收到的IP路由，然后加上RD再转发出去，也就是在这个端口实现RD+IP路由和IP路由之间的转化；3.MPBGP协议如上图所示，R13和R15-R17/R25-R26和R14/R18-R19分别是某企业分布于三个不同地方的子公司，要求R13和R15R26互通，属于部门1，R18与R16R25互通，属于部门2，R19与R17互通，属于部门3；R14作为R18和R19的汇聚路由器；MPBGP主要解决怎么把企业的私网路由通过公网进行互联互通；实现细节如下：1.建立邻居，因为BGP协议是建立在TCP之上的，所以先实现客户边缘路由器R5,R8,R11之间分别相互建立邻居；2.在R5,R8,R11上分别为不同部门创建VRF，绑定端口实现部门之间业务隔离；3.分别在不同的vrf中配置启用OSPF协议，学习用户部门内部路由；4.在MPBGP中分别为不同创建VPNV4地址簇，并且绑定相应的VRF；5.在MPBGP和OSPF之间进行路由重分布重点说明： a：MPBGP通告的路由信息是带VRF的RD的，封装在扩展NLRI中（MPBGP定义了几种，有兴趣可以看看），RT是通过扩展commit属性传输的；b：本次实验采用OSPF协议作为专网路由协议，通过MPBGP学到对端路由是以五类LSA，外部路由通告进来的，当然也可以配置是3类LSA路由宣告进来；也可以采用Sham-Link技术去实现更真实的OSPF网络；c:如果采用BGP协议作为专网协议的话，要考虑AS-PATCH问题；典型配置如下：router bgp 300bgp log-neighbor-changesneighbor 5.5.5.5 remote-as 100neighbor 5.5.5.5 ebgp-multihop 255neighbor 5.5.5.5 update-source Loopback0neighbor 5.5.5.5 next-hop-selfneighbor 8.8.8.8 remote-as 200neighbor 8.8.8.8 ebgp-multihop 255neighbor 8.8.8.8 update-source Loopback0neighbor 8.8.8.8 next-hop-self!address-family vpnv4neighbor 5.5.5.5 activateneighbor 5.5.5.5 send-community bothneighbor 8.8.8.8 activateneighbor 8.8.8.8 send-community bothexit-address-family!address-family ipv4 vrf vpn1redistribute ospf 100exit-address-family!address-family ipv4 vrf vpn2redistribute ospf 101exit-address-family!address-family ipv4 vrf vpn3redistribute ospf 102exit-address-family4.客户专网：CE-PE-PE-CE之间的解决方案：要求如下：1.R13和R15-R17/R25-R26和R14/R18-R19分别是某企业分布于三个不同地方的子公司，要求R13和R15R26互通，属于部门1，R18与R16R25互通，属于部门2，R19与R17互通，属于部门3；R14作为R18和R19的汇聚路由器；2.局域网内部门之间某些含有重要数据的电脑或者网段不能之间不能相互访问；针对这个问题采用的方式是：在CE上启用VRF功能，并且在VRF中启用OSPF与PE交换路由信息，基于路由器端口去隔离数据，路由器上其他非重要端口采用EIGRP协议实现部门互通；3.实现所有CE上客户能访问INTERNET，采用的方式是：在PE-CE之间建立GRE隧道，然后INTERNET网络和内网运行EIGRP协议学习路由，然后再用静态路由+静态路由重分布进EIGRP中，实现重要数据的电脑和网段访问INTERNET；4.实现重要数据的电脑和网段的数据加密传输；采用在mpls vpn网络中应用IPSEC，配置不能生效，具体原因不明；3.具体配置如下：1. AS边界路由器R1,R2,R3配置：R1配置:ip cefno ipv6 cef!mpls label protocol ldpinterface Loopback0ip address 1.1.1.1 255.255.255.255!interface Loopback1ip address 1.11.1.1 255.255.255.255!interface Loopback2ip address 1.11.11.1 255.255.255.255 !interface Loopback3ip address 1.11.11.11 255.255.255.255 !interface Tunnel0ip address 192.168.1.1 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls iptunnel source Loopback0tunnel destination 2.2.2.2!interface Tunnel1ip address 192.168.2.1 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls iptunnel source Loopback1tunnel destination 3.3.3.3!interface Ethernet0/0ip address 12.1.1.1 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ip!interface Ethernet0/1ip address 13.1.1.1 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ip!interface Serial1/0ip address 14.1.1.1 255.255.255.252mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!interface Serial1/1ip address 15.1.1.1 255.255.255.252mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!interface Serial1/2ip address 16.1.1.1 255.255.255.252mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!interface Serial2/0ip address 1.22.1.1 255.255.255.252serial restart-delay 0!router eigrp 100network 0.0.0.0network 1.11.11.11 0.0.0.0network 1.22.1.1 0.0.0.0!router ospf 110router-id 1.1.1.1network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0network 1.11.1.1 0.0.0.0 area 0network 1.11.11.1 0.0.0.0 area 0network 14.1.1.1 0.0.0.0 area 0network 15.1.1.1 0.0.0.0 area 0network 16.1.1.1 0.0.0.0 area 0network 192.168.1.1 0.0.0.0 area 0 network 192.168.2.1 0.0.0.0 area 0default-information originate!router bgp 100bgp log-neighbor-changesredistribute eigrp 100redistribute ospf 110neighbor 12.1.1.2 remote-as 200neighbor 12.1.1.2 update-source Ethernet0/0 neighbor 12.1.1.2 next-hop-selfneighbor 13.1.1.2 remote-as 300neighbor 13.1.1.2 update-source Ethernet0/1 neighbor 13.1.1.2 next-hop-self!ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Null0ip route 2.2.2.2 255.255.255.255 12.1.1.2ip route 2.22.2.2 255.255.255.255 12.1.1.2ip route 3.3.3.3 255.255.255.255 13.1.1.2ip route 3.33.3.3 255.255.255.255 13.1.1.2 mpls ldp router-id Loopback0R2配置：ip cefno ipv6 cef!multilink bundle-name authenticatedmpls label protocol ldpinterface Loopback0ip address 2.2.2.2 255.255.255.255!interface Loopback1ip address 2.22.2.2 255.255.255.255!interface Loopback2ip address 2.22.22.2 255.255.255.255!interface Loopback3ip address 2.22.22.22 255.255.255.255!interface Tunnel0ip address 192.168.1.2 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls iptunnel source Loopback0tunnel destination 1.1.1.1!interface Tunnel1ip address 192.168.3.1 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls iptunnel source Loopback1tunnel destination 3.33.3.3!interface Ethernet0/0ip address 12.1.1.2 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ip!interface Ethernet0/1ip address 23.1.1.1 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ip!interface Serial1/0ip address 27.1.1.1 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!interface Serial1/1ip address 28.1.1.1 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!interface Serial1/2ip address 29.1.1.1 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!interface Serial2/0ip address 2.23.1.1 255.255.255.252 serial restart-delay 0!router eigrp 200network 0.0.0.0network 2.22.22.22 0.0.0.0 network 2.23.1.1 0.0.0.0!router ospf 110router-id 2.2.2.2network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0 network 2.22.2.2 0.0.0.0 area 0 network 2.22.22.2 0.0.0.0 area 0network 27.1.1.1 0.0.0.0 area 0network 28.1.1.1 0.0.0.0 area 0network 29.1.1.1 0.0.0.0 area 0network 192.168.1.2 0.0.0.0 area 0 network 192.168.3.1 0.0.0.0 area 0default-information originate!router bgp 200bgp log-neighbor-changesredistribute eigrp 200redistribute ospf 110neighbor 1.1.1.1 remote-as 100neighbor 1.1.1.1 ebgp-multihop 2 neighbor 1.1.1.1 update-source Loopback0 neighbor 1.1.1.1 next-hop-selfneighbor 12.1.1.1 remote-as 100neighbor 12.1.1.1 update-source Ethernet0/0 neighbor 12.1.1.1 next-hop-selfneighbor 23.1.1.2 remote-as 300neighbor 23.1.1.2 update-source Ethernet0/1 neighbor 23.1.1.2 next-hop-self!ip forward-protocol nd!no ip http serverno ip http secure-serverip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Null0ip route 1.1.1.1 255.255.255.255 12.1.1.1ip route 1.11.1.1 255.255.255.255 12.1.1.1ip route 3.3.3.3 255.255.255.255 23.1.1.2ip route 3.33.3.3 255.255.255.255 23.1.1.2!mpls ldp router-id Loopback0R3配置：ip cefno ipv6 cef!multilink bundle-name authenticatedmpls label protocol ldpinterface Loopback0ip address 3.3.3.3 255.255.255.255!interface Loopback1ip address 3.33.3.3 255.255.255.255!interface Loopback2ip address 3.33.33.3 255.255.255.255 !interface Loopback3ip address 3.33.33.33 255.255.255.255 !interface Tunnel0ip address 192.168.2.2 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls iptunnel source Loopback0tunnel destination 1.11.1.1!interface Tunnel1ip address 192.168.3.2 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls iptunnel source Loopback1tunnel destination 2.22.2.2!interface Ethernet0/0ip address 13.1.1.2 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ip!interface Ethernet0/1ip address 23.1.1.2 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ip!interface Serial1/0ip address 3.10.1.1 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!interface Serial1/1ip address 3.11.1.1 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!interface Serial1/2ip address 3.12.1.1 255.255.255.252mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!interface Serial2/0ip address 3.24.1.1 255.255.255.252serial restart-delay 0!router eigrp 300network 0.0.0.0network 3.24.1.1 0.0.0.0network 3.33.33.33 0.0.0.0!router ospf 110router-id 3.3.3.3network 3.3.3.3 0.0.0.0 area 0network 3.10.1.1 0.0.0.0 area 0network 3.11.1.1 0.0.0.0 area 0network 3.12.1.1 0.0.0.0 area 0network 3.33.3.3 0.0.0.0 area 0network 3.33.33.3 0.0.0.0 area 0network 192.168.2.2 0.0.0.0 area 0 network 192.168.3.2 0.0.0.0 area 0default-information originate!router bgp 300bgp log-neighbor-changesredistribute eigrp 300redistribute ospf 110neighbor 13.1.1.1 remote-as 100neighbor 13.1.1.1 update-source Ethernet0/0 neighbor 23.1.1.1 remote-as 200neighbor 23.1.1.1 update-source Ethernet0/1 neighbor 23.1.1.1 next-hop-self!ip forward-protocol nd!no ip http serverno ip http secure-serverip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Null0ip route 1.1.1.1 255.255.255.255 13.1.1.1ip route 1.11.1.1 255.255.255.255 13.1.1.1 ip route 2.2.2.2 255.255.255.255 23.1.1.1 ip route 2.22.2.2 255.255.255.255 23.1.1.1 !mpls ldp router-id Loopback02. AS100内公网配置：R4配置：ip cefno ipv6 cef!multilink bundle-name authenticated mpls label protocol ldpinterface Loopback0ip address 4.4.4.4 255.255.255.255!interface Loopback1ip address 4.44.4.4 255.255.255.255!interface Loopback2ip address 4.44.44.4 255.255.255.255!interface Serial1/0ip address 14.1.1.2 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!interface Serial1/1ip address 45.1.1.1 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!interface Serial1/2ip address 46.1.1.1 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!router ospf 110router-id 4.4.4.4network 4.4.4.4 0.0.0.0 area 0 network 4.44.4.4 0.0.0.0 area 0 network 4.44.44.4 0.0.0.0 area 0 network 14.1.1.2 0.0.0.0 area 0 network 45.1.1.1 0.0.0.0 area 0 network 46.1.1.1 0.0.0.0 area 0!R5配置：ip vrf vpn1rd 100:1route-target export 100:1route-target import 300:1!ip cefno ipv6 cef!multilink bundle-name authenticated mpls label protocol ldpinterface Loopback0ip address 5.5.5.5 255.255.255.255 !interface Loopback1ip address 5.55.5.5 255.255.255.255 !interface Loopback2ip address 5.55.55.5 255.255.255.255 !interface Serial1/0ip address 15.1.1.2 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!interface Serial1/1ip address 45.1.1.2 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!interface Serial1/2ip address 56.1.1.1 255.255.255.252mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!interface Serial1/3ip vrf forwarding vpn1ip address 5.13.1.1 255.255.255.252serial restart-delay 0!!router ospf 100 vrf vpn1redistribute bgp 100 subnetsnetwork 5.13.1.1 0.0.0.0 area 0!router ospf 110router-id 5.5.5.5network 5.5.5.5 0.0.0.0 area 0network 5.55.5.5 0.0.0.0 area 0network 5.55.55.5 0.0.0.0 area 0network 15.1.1.2 0.0.0.0 area 0network 45.1.1.2 0.0.0.0 area 0network 56.1.1.1 0.0.0.0 area 0!router bgp 100bgp log-neighbor-changesneighbor 8.8.8.8 remote-as 200neighbor 8.8.8.8 ebgp-multihop 255 neighbor 8.8.8.8 update-source Loopback0 neighbor 8.8.8.8 next-hop-selfneighbor 11.11.11.11 remote-as 300 neighbor 11.11.11.11 ebgp-multihop 255 neighbor 11.11.11.11 update-source Loopback0 neighbor 11.11.11.11 next-hop-self!address-family vpnv4neighbor 8.8.8.8 activateneighbor 8.8.8.8 send-community both neighbor 11.11.11.11 activateneighbor 11.11.11.11 send-community both exit-address-family!address-family ipv4 vrf vpn1redistribute ospf 100exit-address-family!3. AS200公网配置：R7配置：ip cefno ipv6 cef!multilink bundle-name authenticated mpls label protocol ldpinterface Loopback0ip address 7.7.7.7 255.255.255.255 !interface Loopback1ip address 7.77.7.7 255.255.255.255 !interface Loopback2ip address 7.77.77.7 255.255.255.255 !interface Serial1/0ip address 27.1.1.2 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!interface Serial1/1ip address 78.1.1.1 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!interface Serial1/2ip address 79.1.1.1 255.255.255.252 mpls label protocol ldpmpls ipserial restart-delay 0!router ospf 110router-id 7.7.7.7network 7.7.7.7 0.0.0.0 area 0 network 7.77.7.7 0.0.0.0 area 0 network 7.77.77.7 0.0.0.0 area 0 network 27.1.1.2 0.0.0.0 area 0 network 78.1.1.1 0.0.0.0 area 0network 79.1.1.1 0.0.0.0 area 0R8配置：ip vrf vpn2rd 200:1route-target export 200:1route-target import 300:2!ip vrf vpn3rd 200:2route-target export 200:2route-target import 300:3!!!!ip cefno ipv6 cef!interface Loopback0ip 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MPLS 基础知识

Label
MPLS的封装格式
CCC封装格式
DA SA 6 6 VLAN TAG 0x8847(0x8848 广播) 4 2 Label 4 L3Data N
MartinioE封装格式
DA SA 6 6 0x8847(0x8848 广播) 2 Tunnel 4 VC 4 Ethernet Data N
Egress
MPLS核心路由器(LSR) MPLS边缘路由器(LER)
LSP对数据的操作
LSP定义了三种操作： Ingress：数据从用户设备进入了MPLS网络边缘设备，数据报文要进行封装。 Egress：数据从MPLS网络核心设备进入了边缘设备，MPLS标签要被剥离。 Intermediate（Transit）：数据在MPLS网络核心内从一个设备进入了另一个设备，标签要被交换。
8 LSR
5 7
LSP
4 9 3
FEC In Port 2 Out Port 3 Out Label 25
2
Out Label 88 88 25 9 4 35 In Label In Port Out Port Out Label
LER2
IP1
pc2 LER将数据包打上标签
通过路由协议发现网络拓扑，并通过 LDP协议分配标签和建立 LSP
PE Ingress
P
P
P
P Egress
PE
Intermediate
P（Provider）端口：该端口指接入服务提供商核心网络的端口；在我们设备上指接入的数据报文为MPLS封装报文的端口。 PE（Provider Edge）端口：该端口为服务提供商的边缘端口，对接的是用户的设备；在这里指接入的是普通以太网帧，如果接入的是MPLS封装格式的数据报文，但同时不希望对MPLS封装进行处理，端口也可以配置成这种属性。

mpls名词解释

mpls名词解释
MPLS是Multiprotocol Label Switching的缩写，它是一种基于数据包转发的技术，用于在网络中高效地传输数据。

MPLS通过为数据包添加标签（label）来实现数据的快速转发，这些标签在网络中的路由器上进行处理，而不需要对数据包的IP地址进行复杂的查找和分析。

MPLS可以提高网络的传输效率和可靠性，同时也支持不同的网络协议，如IP、以太网等，因此被广泛应用于现代的网络架构中。

从技术角度来看，MPLS通过在数据包头部添加标签，然后在网络中的MPLS路由器上根据这些标签进行转发，从而实现了快速的数据传输。

这种基于标签的转发方式可以提高网络的传输速度和可靠性，同时也支持灵活的流量工程和服务质量控制。

从应用角度来看，MPLS在企业网络、服务提供商网络以及数据中心网络中都得到了广泛的应用。

在企业网络中，MPLS可以用于构建虚拟专用网络（VPN），实现不同办公地点之间的安全连接；在服务提供商网络中，MPLS可以用于提供数据、语音和视频等多种业务的传输服务；在数据中心网络中，MPLS可以用于构建高性能的数据传输和流量管理。

总之，MPLS作为一种高效的数据传输技术，在现代网络中发挥着重要作用，它不仅提高了网络的性能和可靠性，也为各种应用场景提供了灵活的解决方案。

mpls-tp技术原理

mpls-tp技术原理MPLS-TP技术原理MPLS-TP（Multiprotocol Label Switching - Transport Profile）是一种基于MPLS技术的传输网络技术。

它在传统MPLS技术的基础上，针对传输网络的特性进行了优化和改进，提供了更高的可靠性、可用性和性能保障。

MPLS-TP技术的核心原理是通过标签交换实现数据的快速转发。

在传统的网络中，数据包在传输过程中需要经过多次的路由查找和解析，导致转发效率低下。

而MPLS-TP技术通过在数据包头部添加标签，将数据包标识为特定的转发路径，从而实现了快速的数据转发。

MPLS-TP技术还引入了专门的OAM（Operations, Administration and Maintenance）机制，用于监测网络的性能和故障管理。

OAM机制包括了各种测试和监测功能，如连通性检测、环路检测、延迟测量等，可以及时发现并定位网络故障，并提供故障定位和恢复的功能。

MPLS-TP技术还提供了多种保护机制，用于提高网络的可靠性。

其中包括了线路保护、节点保护和环保护等机制。

线路保护是指在网络中设置备用路径，当主路径发生故障时，数据可以自动切换到备用路径进行传输。

节点保护是指在网络中设置备用节点，当主节点发生故障时，数据可以自动切换到备用节点进行处理。

环保护是指在网络中设置备用环路，当主环路发生故障时，数据可以自动切换到备用环路进行传输。

MPLS-TP技术还可以支持多种业务类型的传输，如以太网、SDH、ATM等。

通过适配不同的业务类型，MPLS-TP可以实现不同业务的有效传输和管理。

MPLS-TP技术通过引入标签交换、OAM机制和保护机制等技术，提供了高效可靠的传输网络解决方案。

它可以满足不同业务的传输需求，并具有较高的性能和可用性。

MPLS-TP技术在传输网络中的应用前景广阔，将在未来的网络建设中发挥重要作用。

MPLS基础培训ppt课件

手工配置建立，无须信令 L2 switching - 本地CE二层交换 MPLS tunneling - 通过MPLS网络建立二层连接，类似L2 VPN LSP stitching - 将两条LSP粘合为一条LSP 支持的厂家：华为、juniper
精选课件ppt 46
提纲
基本概念和工作原理流量工程基础 MPLS VPN基础内容回顾
流量工程的组成部分
精选课件ppt 35
拓扑信息收集
收集网络拓扑信息，包括各链路的约束信息、带宽使用状况等，形成流量工程数据库（TEDB），以供约束路由计算使用。
相应协议： • OSPF-TE • ISIS-TE
精选课件ppt 36
约束路由计算—CSPF
根据TEDB信息，计算带约束的最佳路由。路由计算中，考虑如下约束条件： • 带宽 • 优先级 • 颜色 • 部分明确路由 • 禁止路径
标签操作：swap
ILM->NHLFE
标签操作：pop
标签操作：swap
ILM->NHLFE 分析IP头分配FEC 映射到下一跳
ILM->NHLFE
入口LER
LSR
LSR
出口LER
• 只在入口节点分析IP头，中间节点使用标签交换，效率高
• QoS易于部署，效率高
• LSR只需知道MPLS域内部路由，无需了解外部路由
命令行/网管
流量工程建模与设计配置
精选课件ppt 40
提纲
基本概念和工作原理流量工程基础 MPLS VPN基础内容回顾
精选课件ppt 41
MPLS/BGP VPN
精选课件ppt 42
MPLS/BGP VPN工作过程
精选课件ppt 43

MPLS介绍(Juniper)

多协议标记交换：在新型公网中增强路由功能Juniper网络公司，爱立信公司，1999年概要不论大型ISP还是小型ISP都不断面临着使其网络满足快速成长和客户提出的更高的可靠性和多种业务需求的挑战。

在90年代中期，IP－over－ATM模型为许多ISP提供了实现卓越的性能及流量工程的解决方案。

而且，许多运营商发现将Internet业务作为ATM核心网上所承载的多种业务中的一种进行复用是非常经济的。

最近，Internet业务的不断增长和光纤领域内波分复用（WDM）技术为将多种业务复用到特定线路上提供一种除ATM以外的可选方案。

而且，现在的Internet骨干网路由器同样可以提供ATM交换机具有的更高、更快的带宽。

同样重要的是，多协议标计交换为用于分组的流量工程和多业务功能提供了更为简单的机制，并且能够在可扩展性方面提供更多的优势。

IETF努力地对一些最初在90年代中期被建议的专用多层交换方案标准化，进而形成MPLS标准。

为帮助您进一步了解MPLS的重要性和它在Internet核心网上的影响，这篇白皮书的第一部分将阐述促使开发和发展这些不同方案的原因，着重分析这些不同的方案所共有的一般功能和设计思路－将控制部分与转发部分完全分离并使用标计转发模式。

这部分也将讨论普通技术的发展和IETF工作组制定MPLS的一些情况。

这篇白皮书的下半部分将帮助您理解多层交换技术，着重分析MPLS的技术细节。

它将讨论MPLS工作组的目标及对象，MPLS组成的核心，一些对MPLS的错误概念，MPLS为Internet核心网带来的一些好处，和MPLS的一些典型应用。

这部分将讨论MPLS是怎样为多种业务提供基础，MPLS如何使ISP能够提供传统IP路由技术所不能支持的提供新业务的快速支持。

内容介绍 (3)多层交换在Internet中的发展 (3)基本组件 (3)控制与转发部分的分离 (4)标计交换转发算法 (4)ISP转移到IP－over－ATM模型 (6)多层交换可作为ATM以外的选择 (7)各种多层交换方案的相同之处 (8)各种多层交换方案之间的基本区别 (9)数据驱动的模型 (9)控制驱动的模型 (10)多层交换方案的基本问题 (11)多协议标记交换 (11)需求和对象 (12)对MPLS的常见错误概念 (13)MPLS的承诺 (13)MPLS应用 (15)流量工程 (15)服务等级 (16)虚拟专网 (17)总结 (18)参考 (19)介绍在过去几年中，在ISP们努力与Internet的迅猛发展保持同步的过程中，许多新技术被开发和设计以支持他们的需求。

IP网络技术路由交换路由算法MPLS

❖路由信息协议 RIP (Routing Information Protocol) 是内部网关协议 IGP 中最先得到广泛使用的协议。
❖RIP 是一种分布式的、基于距离向量的路由选择协议。
❖RIP 协议要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离记录。
“距离”的定义
❖内部网关协议 IGP (Interior Gateway Protocol)
▪ 在一个自治系统内部使用的路由选择协议。 ▪ 目前这类路由选择协议使用得最多，如 RIP 和
OSPF 协议。
❖外部网关协议 EGP (External Gateway Protocol)
▪ 若源站和目的站处在不同的自治系统中，当数据报传到一个自治系统的边界时，就需要使用一种协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中。这样的协议就是外部网关协议 EGP。
❖实际的路由选择算法，应尽可能接近于理想的算法。
❖路由选择是个非常复杂的问题
▪ 它是网络中的所有结点共同协调工作的结果。
▪ 路由选择的环境往往是不断变化的，而这种变化有时无法事先知道。
NJUPT 106
从路由算法的自适应性考虑
❖静态路由选择策略——即非自适应路由选择，其特点是简单和开销较小，但不能及时适应网络状态的变化。
这里要指出两点
NJUPT 106
❖互联网的早期 RFC 文档中未使用“路由器” 而是使用“网关”这一名词。但是在新的 RFC 文档中又使用了“路由器”这一名词。应当把这两个术语当作同义词。
❖IGP 和 EGP 是协议类别的名称。但 RFC 在使用 EGP 这个名词时出现了一点混乱，因为最早的一个外部网关协议的协议名字正好也是 EGP。因此在遇到名词 EGP 时，应弄清它是指旧的协议 EGP 还是指外部网关协议 EGP 这个类别。

宽带网络技术第5章 MPLS技术

第5章 MPLS技术

Label POP：Label POP是标签转发的基本动作之一，是组成标签转发信息表的一部分。作用：在于将一个 MPLS报文去除标签，以下一层协议转发。POP动作一般用于MPLS域的边缘设备，当MPLS报文出MPLS域，进入IP转发域时，需要将标签弹出。数据流（Stream）：沿着同一路径、属于同一FEC的一组包被视为一个数据流。数据流通常是一个或多个业务流的集合。在不支持流合并（Stream Merge）的网络中，一个数据流也将对应一个标签。业务流（Flow）：一个应用到应用的数据流称为业务流。早期的IP Switching技术就是根据业务流决定转发的路由。很显然，业务流的数量远远大于数据流数量，因而其网络扩展性大大低于基于数据流的技术。
MPLS不被限制于任何特殊的链路层协议，利用节点现有的路由机制决定转发路径，它本身包含一系列简单的核心机制。（1）对一个流指定标签的语义。将一个标签与一个特殊的数据流相关联。（2）转发方法。通过定长的短标签来简化转发，转发时仅需要简单的功能，如标签查找、标签替换以及对TTL （分组传输生命期）值的操作，在某些情况下，还可以直接使用第二层交换技术实现快速转发。（3）标签分配方法。允许节点决定为特定的流分配某一种标签，可以使用一些专门的控制协议，或附在路由协议上来完成标签分配。
第5章 MPLS技术
2．MPLS组件从基础架构的角度来看，MPLS将传统的路由选择机制划分为控制平面和数据平面。控制平面一一负责处理相邻设备的路由选择和标签信息的交换。数据平面一一根据目的地址或标签转发流量（也称为转发平面）。
第5章 MPLS技术
5.2.2 MPLS工作原理

sr-mpls(be)-原理介绍

文章标题：SR-MPLS（Segment Routing over MPLS）原理介绍在网络通信领域，SR-MPLS（Segment Routing over MPLS）作为一种新兴的网络技术，正在得到越来越多的关注和应用。

它通过基于分段的路由方式，结合MPLS（Multiprotocol Label Switching）技术，实现了对网络流量的高效控制和转发。

本文将从SR-MPLS的基本原理和工作机制入手，深入探讨其在现代网络中的应用和发展前景。

1. SR-MPLS的基本原理SR-MPLS是基于MPLS的扩展，其基本原理可以概括为通过标签堆栈的方式，将数据包从源节点传输到目的节点。

与传统的MPLS相比，SR-MPLS引入了“分段路由”的概念，即通过在数据包头部添加分段标识符（SID）来指示数据包的转发路径，从而实现路径控制和灵活性增强。

通过这种方式，SR-MPLS在保持MPLS高效性和灵活性的实现了更加精细化的流量控制和管理。

2. SR-MPLS的工作机制在SR-MPLS网络中，每个节点都具有一张全局的Segment Routing信息表，记录了网络拓扑以及到达各个目的节点的最佳路径。

当数据包经过源节点时，源节点根据目的节点的SID列表，为数据包添加对应的分段标识符，然后沿着事先计算好的最佳路径进行转发。

每个中间节点根据数据包头部的SID信息，选择下一跳节点并进行标签交换，直至数据包到达目的节点。

这种工作机制有效地减少了网络中的转发表规模，提高了转发效率和路径计算的灵活性。

3. SR-MPLS在现代网络中的应用作为一种全新的网络技术，SR-MPLS在现代网络中有着广泛的应用前景。

由于其对传统MPLS网络的无缝集成和扩展，SR-MPLS可以在现有网络基础上平滑过渡，减少了网络升级和改造的成本。

SR-MPLS的灵活路径控制和高效转发机制，使得它在数据中心网络和广域网中都具有较高的适用性。

面向未来的5G和物联网等新兴应用场景，SR-MPLS也能够提供更加灵活和可靠的网络支持。

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LSP
非MPLS网络
MPLS网络
LSR LER
非MPLS网络 LER
LSR
LSR
MPLS网络由多台经过升级、可以支持MPLS技术的路由器组成，这些路由器被称之为LSR或者LER。
MPLS网络与非MPLS网络可兼容，报文可在MPLS网络和非 MPLS网络之间平滑过渡。
9
LSR与LER
LSR（Label Switching Router）：LSR是 MPLS的网络的核心交换机或者路由器，它处于 MPLS网络的内部。LSR提供标签交换和标签分发功能。
17
LDP消息类型
在LDP协议中，存在4种类型的LDP消息：
发现消息（Discovery messages）用于LDP邻居的发现和维持。
会话消息（Session messages）用于LDP邻居会话的建立、维持和中止。
5
ATM转发实现复杂
用户A
ATM Forwarding Table
输入
输出
端口 VPI/VCI 端口 VPI/VCI
S0/0 0/27 S1/0 0/32
S0/1 1/41 S2/0 1/39
S2/1 0/26 S1//0
用户B
VCI:26
VPI:0
date
ATM转发示意图
ATM转发采用唯一匹配，一次查表，效率很高但ATM控制信令复杂，成本高昂，难以普及
6
MPLS的概念
MPLS（Multiprotocol Label Switching，多协议标签交换）
MPLS用一个短而定长的标签来封装网络层分组，交换机或路由器根据标签值转发报文
MPLS中的多协议是指：
MPLS网络技术基础
技术创新，变革未来
引入
上世纪90年代初，网络上的数据量日益增大，而由于当时硬件技术的限制，传统IP转发路由器日益成为限制网络转发性能的一大瓶颈。
ATM技术因为技术复杂、成本高昂让人望而却步。在这种情形下，迫切需要一种介于IP和ATM之间的技术，
以适应网络发展的需要。
CRC CRC
CRC
16
标签分配协议的分类
标签分配协议，用于在LSR之间分配标签，建立LSP
LDP CR-LDP RSVP-TE MP-BGP MP-BGP（BGP4+）
LDP Label Distribution Protocol标签分配协议（RFC3036），因为它实现简单可靠，逐渐成为MPLS网络中应用最为广泛的标签分配协议之一。
14
MPLS标签的位置
MPLS标签位于链路层和网络层之间
Label
EXP S TTL
链路层头部 MPLS标签网络层头部
数据
通过MPLS标签的S值可以实现多层MPLS标签嵌套
Label
EXP 0 TTL
… Label
EXP 1 TTL
链路层头部 MPLS标签 MPLS标签网络层头部
数据
15
MPLS可以承载在各种链路层协议上，如PPP、ATM、帧中继、以太网等原理上各种报文也可以承载在MPLS之上，如IPv4/IPv6、也包括各种链路层报文如ATM等
7
目录
MPLS起源 MPLS网络组成 MPLS标签 MPLS转发实现 MPLS应用与发展
MPLS网络组成
MPLS 标签（Label）是一个比较短的，定长的，通常只具有局部意义的标识
MPLS标签通常位于报文的数据链路层封装头和网络层封装之间
路由器可以根据标签决定如何转发报文
13
MPLS标签结构
MPLS 标签有4个字节，32个bits MPLS标签分为4个区域，含义如下：
Label ：标签值，长度20b，是标签转发表的关键索引； EXP：用于QoS，长度3b，作用与Ethernet 802.1p值相似； S：栈底标识，长度1b，如果有多个Label时，在栈底的Label的S位置为“1”，其他为“0”，只有一个Label时S位置为“1”； TTL：存活时间，长度8b，与IP报文的TTL值相似，这个值从IP报文头的TTL域拷贝过来，每进行一次Label交换时，外层Label的TTL值就减“1”。
课程目标
学习完本课程，您应该能够：
了解MPLS技术产生背景掌握MPLS技术实现原理理解MPLS标签分配、数据转发过程
目录
MPLS起源 MPLS网络组成 MPLS标签 MPLS转发实现 MPLS应用与发展
IP转发性能低下
用户A
IP Routing Table
目标网络
出接口
0.0.0.0/0
S1/0
20.0.0.0/8
S0/0
20.0.0.0/16
S2/1
20.0.0.0/24
S1/1
S0/1
S2/1
S1/1
eth0/0
用户B
D:20.0.0.1 S:10.0.0.1 date
IP转发示意图
IP转发采用最长匹配，需多次查表，算法效率不高当时路由器多采用通用CPU进行转发处理，性能有限
LSP（Label Switching Path，标签交换通道）：一个FEC的数据流，在不同的节点被赋予确定的标签，数据转发按照这些标签进行。数据流所走的路径就是LSP
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目录
MPLS起源 MPLS网络组成 MPLS标签 MPLS转发实现 MPLS应用与发展
MPLS标签定义
MPLS标签的识别
MPLS协议通过在报文的链路层报文头中进行标识，使得路由器能够识别MPLS报文。
如在以太网中：指示上层协议的TYPE字段使用 0x8847来表示承载的是MPLS报文（0800是IP报文）
以太网帧结构： DMAC SMAC TYPE DATE 普通IP包： DMAC SMAC 0800 IP Packet MPLS包： DMAC SMAC 8847 MPLS标签 IP Packet
LER（Label Switching Edge Router）：在 MPLS的网络边缘，报文由LER进入或离开MPLS 网络。它提供标签的映射、标签的移除和标签的分发功能。
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FEC与LSP
FEC（Forwarding Equivalence Class，转发等价类）：FEC是在转发过程中以等价的方式处理的一组数据分组，可以通过地址、隧道、COS等来标识创建FEC