一、MPLS基本介绍

MPLS是一种用于运营商IP骨干网的数据交换技术，MPLS位于数据链路层和网络层之间，在无连接的IP网络上引入面向连接（即邻居设备间必须建立某种连接，如LSP连接）的标签交换机制，将第三层的路由技术和第二层的交换技术相结合，充分发挥了IP路由的灵活性和二层交换的简捷性，因此MPLS又被称为2.5层协议。

二、MPLS的工作原理

1.MPLS隧道

MPLS采用了类似ATM（异步传输模式）信元的标签转发方式，同时利用IP路由为不同目的网段提供特定的标签分发路径，从源端到目的端建立一条基于特定目的网段的LSP（标签交换路径），被称之为MPLS隧道。

2.MPLS标签位置

标签插在原来数据帧中的二层协议帧头和三层协议头（IP协议头）之间，长度固定为4个字节，MPLS标签可以是手工静态配置的，也可以由一些协议，如LDP（标签分发协议）等自动分配。采用自动分配时，MPLS是从目的端沿着对应网段的路由路径向源端依次进行的。一个MPLS报文可以携带一个或者多个MPLS标签。

3.MPLS各部分介绍

MPLS网络中的各个路由器（也可以是三层交换机）称为LSR（标签路由器）。由这些LSR构成的网络区域被称为MPLS域，其中位于MPLS域边缘、连接其他网络（如IP网络）的LSR称为LER（标签边缘路由器），它分为入节点和出节点，MPLS域内的LSR称为核心LSR，又称为中间结点。

4.MPLS标签转发基本思想

让MPLS域中的每个设备为每个网段（在MPLS中称为“FEC（转发等价类）”分配一个仅有本地意义的MPLS标签。不同设备商同一FEC分配的MPLS标签值可以相同，但同一设备为不同FEC分配的MPLS标签必须不同。

MPLS标签又与报文转发的下一跳和出接口相映射，是的MPLS报文在骨干网中传输时可以直接依据各设备上为该网段报文所分配的MPLS标签进行转发，但MPLS报文上的标签不是固定不变的，而是随着报文的传输，每经过一跳设备都需要进行替换，以获得从当前设备向下游结点继续转发报文的路径。

因此从本质上来讲，MPLS报文在骨干网中的转发过程实质上是MPLS报文中MPLS标签的逐条交换过程。

5.MPLS标签交换过程

MPLS标签交换示例

LER-1是入节点，LER-2是出节点，中间的Core LSR-1和Core LSR-2是中间节点

（1）入节点LER-1的三层接口收到IP数据帧时，去掉帧头，然后根据IP报头中的目的网络IP地址，找到对应的MPLS标签，在IP报头字段前添加一个本地MPLS标签（假设此处标签为MLPS标签1，为一个整数），此标签已通过手动配置或者标签分发协议自动分配好。

（2）LER-1根据本地MPLS标签（即MPLS标签1）映射的吓一跳和出接口，找到转发路径，并向中间节点Core LSR-1发送携带MPLS标签的MPLS报文。

（3）Core LSR-1收到MPLS报文后，同样先去掉帧头，然后根据IP报头中的目的网络地址，找到本地为该网段分配的MPLS标签（假设此处为MPLS标签2），并用该MPLS标签替换MPLS报文中原来的MPLS标签。

（4）Core LSR-1根据本地MPLS标签（即MPLS标签2）映射的下一跳和出接口，找到转发路径，向中间节点Core LSR-2发送携带MPLS标签的MPLS报文。

（5）Core LSR-2收到MPLS报文后，同样先去掉帧头，然后根据IP报头中的目的网络地址，找到本地为该网段分配的MPLS标签。因为Core LSR-2是倒数第二跳设备，通常分配的MPLS标签，还原为原始的IP报文，然后根据分配的本地MPLS标签所映射的下一跳和出接口，向出结点LER-2转发。

（6）出节点LER-2收到的是原始的IP报文，此时直接根据IP路由表进行转发。

三、MPLS的优势

1.转发效率高

MPLS通过事先分配好的标签，为特定类型的报文建立一条专用的传输路径，报文在传输途中，每一跳设备只需要进行快速的标签交换即可，不用进行复杂的IP报头分析和路由优选，提高了转发效率。

2.更好的QoS保证

MPLS是一种在网络层提供面向连接的交换技术，能够提供较好的QoS（服务质量）保证，所以广泛应用于TE（流量）工程。

MPLS转发过程中使用的标签，既可以通过手工方式静态配置，又可以通过标签分发动态分配，但是，MPLS离不开IP路由，因为实现LSP的建立和MPLS标签的分发的前提是路径中的路由畅通。

3.支持多协议报文转发

MPLS虽然起源于IPV4网络，但目前其核心技术可通过扩展支持多种网络协议，如IPV6、IPX和CLNP（无连接网络协议）等，在数据链路层上支持以太网、HDLC等多种协议，这也就是其中“多协议”的含义。

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