MPLS（Multiprotocol Label Switching）多協(xié)議標簽轉(zhuǎn)發(fā)復(fù)習(xí)總結(jié)首先我們要先知道MPLS是為何出現(xiàn)的？MPLS是基于傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)（RIP，OSPF等）的缺陷由IETF確定的 順便先復(fù)習(xí)一下路由器查路由表 轉(zhuǎn)發(fā)的過程：
傳統(tǒng)的IP轉(zhuǎn)發(fā)中，物理層從交換機的一個端口收到一個報文，上送到數(shù)據(jù)鏈路層。數(shù)據(jù)鏈路層去掉鏈路層封裝，根據(jù)報文的協(xié)議域上送給相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層首先看報文是否是送給本機的，若是，去掉網(wǎng)絡(luò)層封裝，上送給它的上層協(xié)議。若不是，則根據(jù)報文的目的地址查找路由表，若找到路由，將報文送給相應(yīng)端口的數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)鏈路層封裝后，發(fā)送報文。若找不到路由，將報文丟棄。傳統(tǒng)的IP轉(zhuǎn)發(fā)采用的是逐跳轉(zhuǎn)發(fā)，數(shù)據(jù)報文經(jīng)過每一臺交換機，都要執(zhí)行上述過程（如圖中SWA收到目的地址為10.2.0.1的數(shù)據(jù)包，SWA會依次查找路由表，根據(jù)匹配的路由表項的進行轉(zhuǎn)發(fā)，SWB、SWC、SWD都會進行類似的處理），所以速度緩慢。并且所有的交換機需要知道全網(wǎng)的路由或者默認路由。另外，由于傳統(tǒng)IP轉(zhuǎn)發(fā)是面向無連接的，所以無法提供好的Qos保證。 
傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)基于IGP Metric計算最優(yōu)路徑，這是遠遠不夠的，往往在現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)中還需考慮帶寬、鏈路屬性等其他因素；基于IP的流量工程是基于IGP面向目的地址的轉(zhuǎn)發(fā)，是hop-by-hop（逐跳）的轉(zhuǎn)發(fā)，無法實現(xiàn)根據(jù)來源來控制流量轉(zhuǎn)發(fā)；另外基于IP的流量工程是面向無連接的，不能實現(xiàn)顯式路徑（Explicit Routing）。
上圖中，SWB和SWD之間存在兩條路徑。傳統(tǒng)的IP轉(zhuǎn)發(fā)中IGP根據(jù)Metric選擇最優(yōu)的路由SWB-SWC-SWD轉(zhuǎn)發(fā)所有從Network A和Network B到Network C的IP報文，而SWB-SWG-SWH-SWD鏈路則閑置，當網(wǎng)絡(luò)中流量過大，有可能導(dǎo)致最優(yōu)路徑擁塞，但次優(yōu)路徑卻空載沒有被充分利用。
MPLS的出現(xiàn)我們老師當時是這么講的：
從A到走到B有三種方法：
1.廣播（如以太網(wǎng)）：直接把數(shù)據(jù)發(fā)給每一個地方
2.逐跳尋徑：走到一個地方，問一下路接下來該怎么走（也就是上面說的根據(jù)路由協(xié)議，查路由表）
3.源路由：提前規(guī)劃好路線，到哪里怎么走，不常用。 而MPLS是第四種走法：
跟在“向?qū)А焙竺孀?，向?qū)г谧哌^的路上做好標記，你只要沿著標記的指示走就可以了。這也就是“標簽交換” MPLS結(jié)合了三層路由技術(shù)與二層交換技術(shù)，所以可以把它看成“2.5層”的
其中的MP多協(xié)議指的是支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如ipv4，ipv6，CLNP，IPX等 MPLS是一種標簽轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，它采用無連接的控制平面和面向連接的數(shù)據(jù)平面（具體的MPLS架構(gòu)下面還有介紹），無連接的控制平面實現(xiàn)路由信息的傳遞和標簽的分發(fā)，面向連接的數(shù)據(jù)平面實現(xiàn)報文在建立的標簽轉(zhuǎn)發(fā)路徑上傳送。MPLS域內(nèi)，交換機不需要查看每個報文的目的IP地址，只需要根據(jù)封裝在IP頭外面的標簽進行轉(zhuǎn)發(fā)即可，這樣可以大大提高效率 MPLS轉(zhuǎn)發(fā)與IP逐跳轉(zhuǎn)發(fā)的關(guān)系MPLS是IP的承載層：MPLS轉(zhuǎn)發(fā)與IP轉(zhuǎn)發(fā)不沖突，它們的關(guān)系是如果能夠使用MPLS轉(zhuǎn)發(fā)，那么IP包會先封裝成MPLS數(shù)據(jù)幀來轉(zhuǎn)發(fā)。如果不能MPLS轉(zhuǎn)發(fā)，就還是原來的ip逐跳轉(zhuǎn)發(fā)。
（也就是盡量優(yōu)先MPLS，因為它會更快）
看上面的圖，我們需要理解：整個MPLS域（可以進行MPLS轉(zhuǎn)發(fā)的區(qū)域）是嵌在IP域上的，也就是MPLS域外部是IP域，它本身也運行IP域。 MPLS中一些基本概念，名詞標簽（Label）：是一個定長的，比較短的，只具有本地意義的標識。
FEC（轉(zhuǎn)發(fā)等價類）：一組或一類數(shù)據(jù)，這組數(shù)據(jù)分配的標簽相同
LSP（標簽交換通道）：一個FEC的數(shù)據(jù)流，在不同的節(jié)點被賦予確定的標簽,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)按照
這些標簽進行。數(shù)據(jù)流所走的路徑就是LSP。
LSR（Label Switching Router）： LSR是MPLS的網(wǎng)絡(luò)的核心交換機，它提供標簽交
換和標簽分發(fā)功能。
LER（Label Switching Edge Router）：在MPLS的網(wǎng)絡(luò)邊緣，進入到MPLS網(wǎng)絡(luò)的流量由LER分為不同的FEC，并為這些FEC請求相應(yīng)的標簽。它提供流量分類和標簽的映射、標簽的移除功能。 
看這個圖我們來理解LER，LSR，LSP：
從IP域進入MPLS域的時候，LER（標記邊緣路由器）要做一個壓入（push），出MPLS域的時候做一個彈出（pop），而LSR（標記交換路由器）負責轉(zhuǎn)發(fā)。所以LER實際工作量比LSR大很多。LSP（標記交換路徑）就是從進入到離開 走的路徑。這條路徑是在轉(zhuǎn)發(fā)報文之前就已經(jīng)通過各種協(xié)議確定并建立的，報文會在特定的LSP上傳遞。（也可以把LSP看成一個隧道）
標簽報文格式：
MPLS Header長度為32bits，包括長度為20bits的標簽（Label），該標簽用于報文轉(zhuǎn)發(fā)；長度為3bits的EXP通常用來承載IP報文中的優(yōu)先級；長度為1bit的棧底標志S用來表明是否是最后一個標簽（MPLS標簽可以多層嵌套）；長度為8bits的TTL，作用類似IP頭部的TTL，用來防止報文環(huán)路等。 事實上MPLS封裝有兩種方式，上面說的是幀模式，Ethernet和PPP都是幀模式封裝；還有一個信元封裝模式（ATM采用）。
MPLS的 LSP 與標簽轉(zhuǎn)發(fā)表 
MPLS轉(zhuǎn)發(fā)過程
1.Push：首先從IP數(shù)據(jù)包從ip域進入MPLS域，入口LER做 push 操作，分析轉(zhuǎn)發(fā)等價類，為數(shù)據(jù)包“打上標簽”，綁定LSP通道；圖中A的標簽轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)容大概如下：
2.Swap：B，C兩個LSR根據(jù)標簽轉(zhuǎn)發(fā)表，用下一跳分配的標簽，替換MPLS報文的標簽并轉(zhuǎn)發(fā)
3.Pop：轉(zhuǎn)發(fā)到出口LER D時，進行pop彈出操作，去掉標簽
MPLS轉(zhuǎn)發(fā)的過程到這里結(jié)束。
PHP（倒數(shù)第二跳彈出。Penultimate Hop Popping ，和web開發(fā)的php可沒關(guān)系）：上面的過程我們可以發(fā)現(xiàn)，C在發(fā)給D時，其實帶標簽的數(shù)據(jù)已經(jīng)沒有意義，因為下一跳就要彈出標簽了，所以完全可以在C就把標簽彈出，然后以ip報文形式轉(zhuǎn)發(fā)給D。
這樣可以大大降低最后的出口LER的工作量，是現(xiàn)在MPLS普遍采用的方法。
默認情況下，設(shè)備支持PHP特性，支持PHP的Egress節(jié)點即出口LER 分配給倒數(shù)第二跳節(jié)點的標簽值為3。 MPLS標簽轉(zhuǎn)發(fā)表與LDP先來看一個標簽轉(zhuǎn)發(fā)表例子
我們知道，
交換機中的MAC地址表是通過逆向?qū)W習(xí)法產(chǎn)生的；
路由器中的路由表是通過路由協(xié)議學(xué)習(xí)或自己配置靜態(tài)路由產(chǎn)生的。
那么MPLS中標簽轉(zhuǎn)發(fā)表是怎么產(chǎn)生的呢？ 答案是也會有一個類似的路由器學(xué)習(xí)的協(xié)議，這個協(xié)議叫做LDP（Label Distribution Protocol 標簽分發(fā)協(xié)議），這個也是MPLS技術(shù)的核心協(xié)議之一。LDP來完成標簽的分配控制和保持 從整個MPLS架構(gòu)看這個協(xié)議的位置：
以上是MPLS架構(gòu)圖
MPLS包括兩個平面：控制平面和數(shù)據(jù)平面。
控制平面負責產(chǎn)生和維護路由信息以及標簽信息。數(shù)據(jù)平面負責普通IP報文的轉(zhuǎn)發(fā)以及帶MPLS標簽報文的轉(zhuǎn)發(fā)。
控制平面中路由協(xié)議模塊（Routing Protocol）用來傳遞路由信息，生成路由信息表；標簽分發(fā)協(xié)議模塊（Label Distribution Protocol）用來完成標簽信息的交換，建立標簽轉(zhuǎn)發(fā)路徑。
數(shù)據(jù)平面包括IP轉(zhuǎn)發(fā)表和標簽轉(zhuǎn)發(fā)表，當收到普通IP報文時（Incoming IP Packets），如果是普通IP轉(zhuǎn)發(fā)，則查找IP路由表轉(zhuǎn)發(fā)，如果需要標簽轉(zhuǎn)發(fā)，則按照標簽轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)；當收到帶有標簽的報文時（Incoming Labeled Packets）時，如果需要按照標簽轉(zhuǎn)發(fā)，根據(jù)標簽轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)，如果需要轉(zhuǎn)發(fā)到IP網(wǎng)絡(luò)，則去掉標簽后根據(jù)IP轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)。 LDP的標簽管理與保留方式主要內(nèi)容有下面三部分 1. 標簽分配模式 DoD：下游按需標記分發(fā) DU：下游自主標記分發(fā)
2. 標簽控制模式 3. 標簽保持模式 最常用的組合是 下游自主（DU） + 有序 + 自由 下面來具體介紹什么意思
這里先要理解上游，下游的概念，MPLS入口出為最上游；出口處為最下游。標簽的產(chǎn)生可以理解為是下游為上游產(chǎn)生的，下游產(chǎn)生的IN標簽作為上游的OUT標簽（比如圖中R3左邊要接收的IN標簽為100，那么R2向右的OUT標簽就要是100，因為R3只要為100的標簽） 然后具體介紹上面的三個部分：
Ⅰ.標簽的控制模式（即標簽是怎么產(chǎn)生的）：
有序（常用）：只有最下游路由器才能產(chǎn)生標簽，最下游的上游收到最下游的標簽映射消息后，然后才能再往自己的上游發(fā)送標簽映射關(guān)系。
獨立：中間的路由器也可以直接產(chǎn)生標簽 Ⅱ.標簽的分發(fā)模式：
下游按需 ：需要的時候上游再向下游詢問標簽信息；
下游自主：不管有沒有問，下游路由器都自主的向上游發(fā)送標簽映射信息（主動向上匯報）
Ⅲ.標簽的保留模式：如果有兩條路徑，也就會有兩個標簽，那么路由器保留哪個。
保守：只保留路由表中的”最佳路徑“，跳數(shù)比較少的；
自由：保留所有的標簽，雖然占用了更多的標簽空間，但是收斂會快 以上介紹了MPLS的基礎(chǔ)知識，概念
實際上在運營商網(wǎng)絡(luò)。大型的互聯(lián)網(wǎng)公司與BGP結(jié)合，做VPN是比較多的；
常見應(yīng)用包括MPLS VPN，MPLS QoS，MPLS TE，這方面知識以后再總結(jié)
|
