詳細介紹mpls協(xié)議原理和幀結(jié)構(gòu)等概念 ppt

1、MPLS 簡介,DATE：2011年10月20日,MPLS協(xié)議起源,MPLS最初是用來提高路由器的轉(zhuǎn)發(fā)速度而提出的一個協(xié)議1996年，Ipsilon公司推出了IP Switching協(xié)議，通過標(biāo)簽交換數(shù)據(jù)包，引發(fā)了路由器技術(shù)的一次革命1997年，IETF成立了一個 MPLS（Multi-Protocol Label Switching）工作組，作為獨立于廠商的一系列標(biāo)準(zhǔn)的名稱Multi-Protocol支持多種三層協(xié)議，如：I

2、P、IPv6、IPX、SNA等 支持多種鏈路層協(xié)議，如：ATM，F(xiàn)rameRelay，PPP等Label Switching給報文打上標(biāo)簽，以標(biāo)簽交換取代IP轉(zhuǎn)發(fā),MPLS的幾個術(shù)語（一）,Label：是一個比較短的，定長的，通常只具有局部意義的標(biāo)識。FEC（Forwarding Equivalence Class）：轉(zhuǎn)發(fā)等價類。是在轉(zhuǎn)發(fā)過程中以等價的方式處理的一組數(shù)據(jù)分組，可以通過地址、隧道、COS等來標(biāo)識創(chuàng)建FEC

3、LSP：標(biāo)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(biāo)簽，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)按照這些標(biāo)簽進行。數(shù)據(jù)流所走的路徑就是LSP,MPLS的幾個術(shù)語（二）,LSR：Label Switching Router。LSR是MPLS的網(wǎng)絡(luò)的核心交換機或者路由器，它提供標(biāo)簽交換和標(biāo)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

4、應(yīng)的標(biāo)簽。它提供流量分類和標(biāo)簽的映射、標(biāo)簽的移除功能。,MPLS LSR基本組成,,MPLS 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),,,,,,,,LSR,,,,,,CustomerIP Network,,,,Ingress LER,LSPLabel Switched Path,CustomerIP Network,egress LER,,,,MPLS封裝格式,通常，MPLS包頭有32Bit，其中有：20Bit用作標(biāo)簽（Label），0到15系統(tǒng)保留3

5、個Bit的EXP， 協(xié)議中沒有明確，通常用作COS1個Bit的S，用于標(biāo)識是否是棧底，表明MPLS的標(biāo)簽可以嵌套。8個Bit的TTL,傳統(tǒng)IP轉(zhuǎn)發(fā),每一跳分析IP頭，查找的方式采用最長匹配，可能查找多次所有路由器都要知道整個網(wǎng)絡(luò)的所有路由,標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)基本概念,NHLFE（Next Hop Label Forwarding Entry）：描述標(biāo)簽操作 下一跳 標(biāo)簽操作類型：push/pop/swap 鏈路層封裝類型等 FTN（

6、FEC to NHLFE）：將FEC映射到NHLFE ILM（Incoming Label Map）：將MPLS標(biāo)簽映射到NHLFE,標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)（一）,Ingress接收分組，判定分組所屬的FEC，給分組加上Label,標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)（二）,在MPLS域中只依據(jù)標(biāo)簽和標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表通過轉(zhuǎn)發(fā)單元進行轉(zhuǎn)發(fā),ILM->NHLFE,,,,,,入口LER,LSR,LSR,標(biāo)簽操作：swap,A,B,C,D,B，C:,,標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)（三）,在MPLS域中只

7、依據(jù)標(biāo)簽和標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表通過轉(zhuǎn)發(fā)單元進行轉(zhuǎn)發(fā),ILM->NHLFE,,,,,,入口LER,LSR,LSR,標(biāo)簽操作：swap,A,B,C,D,B，C:,,標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)（四）,Egress將標(biāo)簽去掉，繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā),,,,ILM->NHLFE分析IP頭映射到下一跳,,,入口LER,LSR,LSR,標(biāo)簽操作：pop,A,B,C,D,倒數(shù)第二跳彈出（PHP）,在最后一跳，最外層的標(biāo)簽已經(jīng)沒有意義，因此可以在倒數(shù)第二跳將標(biāo)簽彈出，減少最后一跳

8、的負擔(dān)。 如果只有一層標(biāo)簽，則最后一跳直接進行IP轉(zhuǎn)發(fā)；否則，對內(nèi)層標(biāo)簽做標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā),分析IP頭映射到下一跳,標(biāo)簽操作：pop,分析IP頭FEC綁定LSPFTN->NHLFE,ILM->NHLFE,,,,ILM->NHLFE,,,入口LER,LSR,LSR,出口LER,標(biāo)簽操作：push,標(biāo)簽操作：swap,,MPLS的工作流程可以分為幾個方面，即網(wǎng)絡(luò)的邊緣行為、網(wǎng)絡(luò)的中心行為以及如何建立標(biāo)記交換路徑。,,1.網(wǎng)

9、絡(luò)的邊緣行為　　當(dāng)IP數(shù)據(jù)包到達一個LER時，MPLS第一次應(yīng)用標(biāo)記。首先，LER要分析IP包頭的信息，并且按照它的目的地址和業(yè)務(wù)等級加以區(qū)分?！　≡贚ER中，MPLS使用了轉(zhuǎn)發(fā)等價類(FEC)的概念來將輸入的數(shù)據(jù)流映射到一條LSP上。簡單地說，F(xiàn)EC就是定義了一組沿著同一條路徑、有相同處理過程的數(shù)據(jù)包。這就意味著所有FEC相同的包都可以映射到同一個標(biāo)記中?！　τ诿恳粋€FEC，LER都建立一條獨立的LSP穿過網(wǎng)絡(luò)，到達目的地。數(shù)

10、據(jù)包分配到一個FEC后，LER就可以根據(jù)標(biāo)記信息庫(LIB)來為其生成一個標(biāo)記。標(biāo)記信息庫將每一個FEC都映射到LSP下一跳的標(biāo)記上。如果下一跳的鏈路是ATM，則MPLS將使用ATM VCC里的VCI作為標(biāo)記?！　∞D(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時，LER檢查標(biāo)記信息庫中的FEC，然后將數(shù)據(jù)包用LSP的標(biāo)記封裝，從標(biāo)記信息庫所規(guī)定的下一個接口發(fā)送出去。,,2．網(wǎng)絡(luò)的核心行為　　當(dāng)一個帶有標(biāo)記的包到達LSR的時候，LSR提取入局標(biāo)記，同時以它作為索引在標(biāo)記

11、信息庫中查找。當(dāng)LSR找到相關(guān)信息后，取出出局的標(biāo)記，并由出局標(biāo)記代替入局標(biāo)簽，從標(biāo)記信息庫中所描述的下一跳接口送出數(shù)據(jù)包。　　最后，數(shù)據(jù)包到達了MPLS域的另一端，在這一點，LER剝?nèi)シ庋b的標(biāo)記，仍然按照IP包的路由方式將數(shù)據(jù)包繼續(xù)傳送到目的地。,,3．如何建立標(biāo)記交換路徑，建立LSP的方式主要有兩種：（1）“Hop by Hop”路由　　　　一個Hop-by-Hop的LSP是所有從源站點到一個特定目的站點的IP樹的一部分。對

12、于這些LSP，MPLS模仿IP轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的面向目的地的方式建立了一組樹?！　膫鹘y(tǒng)的IP路由來看，每一臺沿途的路由器都要檢查包的目的地址，并且選擇一條合適的路徑將數(shù)據(jù)包發(fā)送出去。而MPLS則不然，數(shù)據(jù)包雖然也沿著IP路由所選擇的同一條路徑進行傳送，但是它的數(shù)據(jù)包頭在整條路徑上從始至終都沒有被檢查?！　≡诿恳粋€節(jié)點，MPLS生成的樹是通過一級一級為下一跳分配標(biāo)記，而且是通過與它們的對等層交換標(biāo)記而生成的。交換是通過LDP的請求以及對應(yīng)

13、的消息完成的。,,（2）顯式路由　　MPLS最主要的一個優(yōu)點就是它可以利用流量設(shè)計“引導(dǎo)”數(shù)據(jù)包，比如避免擁塞或者滿足業(yè)務(wù)的QoS等。MPLS允許網(wǎng)絡(luò)的運行人員在源節(jié)點就確定一條顯式路由的LSP(ER-LSP)，以規(guī)定數(shù)據(jù)包將選擇的路徑?！　〔幌馠op-by-Hop的LSP，ER-LSP不會形成IP樹。取而代之，ER-LSP從源端到目的端建立一條直接的端到端的路徑，如圖3所示。MPLS將顯式路由嵌入到限制路由的標(biāo)記分配協(xié)議的信息中，