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2014/11/28中科院大学授课教师:鲁士文中科院大学计算机网络硕士课程计算机网络课程I n t r a n e tI n t e r n e t第10单元基于IP的多协议标记交换技术12014/11/28中科院大学授课教师:鲁士文第10单元基于IP的多协议标记交换技术?今日(2014/ 11/ 28)交练****9解答的同学:常华利刘梦雅刘科栋阮承霖贾正义郑抗乔予思王小天姜凯华吴宏城卜振江朱全继王之琢艾娟王冬冬王文武常乐张文豪以及其他到现在为止还没有交过****题解答的所有同学。2014/11/28中科院大学授课教师:鲁士文3第10单元基于IP的多协议标记交换技术10.1 基本思想10.2 基本概念和操作过程10.3 系统结构10.4 MPLS的应用10.4.1 基于目的地的转发10.4.2 显式路由选择10.4.3 虚拟专用网络10.5 网络互连2014/11/28中科院大学授课教师:鲁士文4第10单元基于IP的多协议标记交换技术?在因特网的网络层,除了有路由器转发作为数据报的IP分组的机制外,还有一种被因特网服务提供者广泛使用在他们的网络上承载流量的技术,这就是多协议标记交换(MPLS:Multi Protocol Label Switching)。?MPLS在每个分组的前面加上一个标记,对它进行基于这个标记而不是目的地址的转发。让标记作为进入一个内部表的索引,使得寻找正确的输出线路只是一个表查询的事。使用这种技术,可以很快地完成路由选择,并且可以沿着通路预留需要的资源。2014/11/28中科院大学授课教师:鲁士文?有许多人试图对路由(routing)和交换(switching)加以区别。路由是在一个表中查找目的地址以确定把分组在哪儿发送的过程。与此相对照,交换则使用取自分组的一个标记作为对转发表的一个索引。当然,这个定义只能被当作一个参考,远非被普遍认同的标准定义。?上述新的交换思想曾经被赋予各种各样的名称,包括标记交换(label switching)和标签交换(tag switching)。最终IETF标准化了该思想,取名MPLS(Multi-Protocol Label Switching: 多协议标记交换)。5第10单元基于IP的多协议标记交换技术2014/11/28中科院大学授课教师:鲁士文第10单元基于IP的多协议标记交换技术?当一个无连接网络层协议分组从一个路由器传输到下一个路由器时,每个路由器都对分组做独立的转发决定。也就是说,每个路由器都分析分组头,每个路由器都运行一个网络层路由算法。每个路由器都基于它对分组头的分析和运行路由算法的结果,独立地选择分组的下一跳段。?分组头包含比仅仅为了选择下一跳段所需要的还要多的信息。因此选择下一跳段可以看成是两个功能的组合。第一个功能把全部可能的分组划分成若干个转发等价类(FEC: Forwarding Equivalence Classes)。第二个功能把每个FEC映射成下一跳段。就转发决定而言,被映射成同一个FEC的不同的分组是不可区分的。来自一个特别的结点属于一个特别的FEC的所有分组将走同一个通路。62014/11/28中科院大学授课教师:鲁士文7?在传统的IP转发中,在典型的情况下,如果两个分组中的目的地址都跟路由器的路由表中的某一个地址前缀x最长匹配,那么该路由器就会把这两个分组看成是属于同一个FEC。当分组穿越网络时,每个跳段都会再次检查分组,并赋给一个FEC。?在MPLS中,把一个特别的分组分配给一个特别的FEC的操作只在分组进入网络(指MPLS网络)时进行1次。分配给分组的FEC被编码成一个短的固定长度的值,称作标记。当分组被转发到下一跳段时,该标记跟着它一起发送,也就是说,分组在转发之前被标记。在后面的跳段中,每个结点不再分析分组的网络层头,而是把标记用作查询下一跳段和新标记的一个索引。老的标记被新的标记取代,分组被转发到它的下一跳段。第10单元基于IP的多协议标记交换技术2014/11/28中科院大学授课教师:鲁士文第10单元基于IP的多协议标记交换技术?与传统的网络层转发相比,MPLS具有下面列出的多个好处。(1)MPLS转发可以由交换机执行,该交换机执行标记查找和替换,但不用分析网络层头。(2)由于分组是在它进入网络时被分配到一个FEC的,在决定如何分配的过程中,入口路由器可以使用它所具有的关于该分组的任何信息,包括那些不是从网络层头得到的信息。例如它可以把在不同端口上到达的分组分配到不同的FEC。而在另一方面,传统的转发只考虑在分组头中随分组一起传输的信息。(3)在一个特别的路由器处进入网络的分组跟在另一个位置的路由器处进入网络的同样的分组(目的地址相同)可以被加上不同的标记,这样入口路由器就能够比较容易地做转发决定。这一点在

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