《高性能计算机网络》课程教学课件（讲义）第六章 网络层 第34讲 MPLS协议

第34讲MPLS协议

第34讲 MPLS协议

6.7.3多协议标识交换MPLSMPLS的基本概念MPLS将数据链路层的第二层交换技术引入网络层，实现快速IP分组交换：·核心网络由标记交换路由器LSR构成：·在MPLS域边缘连接其它子网的路由器是边界标记交换路由器E-LSR：·MPLS在E-LSR之间建立标记交换路径（LSP）：·MPLS减少IP网络中每个路由器逐个分组处理的工作量，可以进一步提高路由器性能和传输网络的服务质量

6.7.3多协议标识交换MPLS MPLS的基本概念 • MPLS将数据链路层的第二层交换技术引入网络 层，实现快速IP分组交换； •核心网络由标记交换路由器LSR构成； •在MPLS域边缘连接其它子网的路由器是边界标 记交换路由器E-LSR； • MPLS在E-LSR之间建立标记交换路径（LSP）； • MPLS减少IP网络中每个路由器逐个分组处理的 工作量，可以进一步提高路由器性能和传输网络 的服务质量。 1

MPLS的服务功能：面向连接的QoS服务·MPLS的设计思路是借鉴ATM面向连接和可以提供QoS的特性，在IP网络中提供一种面向连接的服务；流量工程·基于MPLS的流量工程是利用面向连接的流量工程技术与IP路由技术相结合，动态地定义路由，根据已知需求做出资源提交方案，优化网络利用率的能力；

MPLS的服务功能： 面向连接的QoS服务 • MPLS的设计思路是借鉴ATM面向连接 和可以提供QoS的特性，在IP网络中提 供一种面向连接的服务； 流量工程 •基于MPLS的流量工程是利用面向连接的 流量工程技术与IP路由技术相结合，动 态地定义路由，根据已知需求做出资源 提交方案，优化网络利用率的能力； 1

支持虚拟专网（VPN）·MPLS采用VPN机制，企业或部门之间的分组流可以透明地通过互联网，有效提高应用系统的安全性与服务质量；支持多协议，MPLS协议可以用于纯IP网络、纯ATM网络、纯中继网络及多种混合型网络，同时可以支持PPP、SDH、DWDM等多种底层网络协议

支持虚拟专网（VPN） • MPLS采用VPN机制，企业或部门之间 的分组流可以透明地通过互联网，有效 提高应用系统的安全性与服务质量； 支持多协议 • MPLS协议可以用于纯IP网络、纯ATM 网络、纯帧中继网络及多种混合型网络 ，同时可以支持PPP、SDH、DWDM等 多种底层网络协议。 1

MPLS支持多协议的结构示意图MPLS功能在核心网中完成客户端运行LSRLSR常规的IP协议客户端可以通过XMPLS边界ATM、RF、路由器SDH、xDSL等方式接入E-LSRE-LSR-LSRLSRMPLS域

MPLS支持多协议的结构示意图 1

MPLS的基本工作原理E-LSR（出口）E-LSR（入口)MPLS域打上标记去除标记LSRLDPLDPXXE-LSRE-LSRLSRLSR普通路由器普通IP分组T打上标记的IP分组标记交换路由器（LSR）1

MPLS的基本工作原理 1

标记交换的概念"路由"和"交换"概念的区别·“路由"是一个网络层的概念，路由器软件根据路由表和分组的目的地址、源地址，为每个进入的分组，确定转发路径上的下一跳结点地址与输出端口：·"交换"是指一个结点与相邻结点分组转发的过程。交换只需使用第二层的地址，例如Ethernet的MAC地址

标记交换的概念 “路由”和“交换”概念的区别： • “路由”是一个网络层的概念，路由器软 件根据路由表和分组的目的地址、源地 址，为每个进入的分组，确定转发路径 上的下一跳结点地址与输出端口； • “交换”是指一个结点与相邻结点分组转 发的过程。交换只需使用第二层的地址 ，例如Ethernet的MAC地址。 1

·传统的IP网络分组转发过程中，分组经过一个路由器都必须查找路由表，找出下一跳的IP地址：·"标记交换"的意义就在于：LSR采取简单的根据IP分组"标记"，通过交换机的硬件在第2层实现快速转发。这样，就省去分组到达每个结点时要通过软件去香找路由的费时过程

•传统的IP网络分组转发过程中，分组经 过一个路由器都必须查找路由表，找出 下一跳的IP地址； • “标记交换”的意义就在于： LSR采取简 单的根据IP分组“标记”，通过交换机的 硬件在第2层实现快速转发。这样，就省 去分组到达每个结点时要通过软件去查 找路由的费时过程。 1

LSR的功能与结构标记交换路由器LSR两个功能：·根据路由协议形成路由表：·根据路由表和LSR专用的标记分布协议（LDP）形成特定标记所对应的标记交换路径LSP，构造MPLS标识转发表；·标记分布协议LDP完成第三层路由到第二层交换标记之间的映射，实现MPLS域中结点之间的标记与路由之间的绑定；·根据分组的"标记"，利用第二层的硬件进行交换，实现分组的快速转发

LSR的功能与结构 标记交换路由器LSR两个功能： •根据路由协议形成路由表； •根据路由表和LSR专用的标记分布协议（LDP） 形成特定标记所对应的标记交换路径LSP，构 造MPLS标识转发表； •标记分布协议LDP完成第三层路由到第二层交 换标记之间的映射，实现MPLS域中结点之间的 标记与路由之间的绑定； •根据分组的“标记”，利用第二层的硬件进行交 换，实现分组的快速转发。 1

LSR的结构结点控制IP路由协议IP路由表MPLS路由控制进入的转发的标识分组标识分组MPLS标识转发表结点数据交换1

LSR的结构 1