MPLS的工作原理

MPLS是基于標(biāo)記的IP路由選擇方法。這些標(biāo)記可以被用來代表逐跳式或者顯式路由，并指明服務(wù)質(zhì)量(QoS)、虛擬專網(wǎng)以及影響一種特定類型的流量(或一個特殊用戶的流量)在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸方式等各類信息。MPLS采用簡化了的技術(shù)，來完成第三層和第二層的轉(zhuǎn)換。它可以提供每個IP數(shù)據(jù)包一個標(biāo)記，將之與IP數(shù)據(jù)包封裝于新的MPLS數(shù)據(jù)包，由此決定IP數(shù)據(jù)包的傳輸路徑以及優(yōu)先順序，而與MPLS兼容的路由器會在將IP數(shù)據(jù)包按相應(yīng)路徑轉(zhuǎn)發(fā)之前僅讀取該MPLS數(shù)據(jù)包的包頭標(biāo)記，無須再去讀取每個IP數(shù)據(jù)包中的IP地址位等信息，因此數(shù)據(jù)包的交換轉(zhuǎn)發(fā)速度大大加快。

目前的路由協(xié)議都是在一個指定源和目的地之間選擇最短路徑，而不論該路徑的帶寬、載荷等鏈路狀態(tài)，對于缺乏安全保障的鏈路也沒有一種顯式方法來繞過它。利用顯式路由選擇，就可以靈活選擇一條低延遲、安全的路徑來傳輸數(shù)據(jù)。

MPLS協(xié)議實現(xiàn)了第三層的路由到第二層的交換的轉(zhuǎn)換。MPLS可以使用各種第二層協(xié)議。MPLS工作組到目前為止已經(jīng)把在幀中繼、ATM和PPP鏈路以及IEEE802.3局域網(wǎng)上使用的標(biāo)記實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。MPLS在幀中繼和ATM上運行的一個好處是它為這些面向連接的技術(shù)

帶來了IP的任意連通性。目前MPLS的主要發(fā)展方向是在ATM方面。這主要是因為ATM具有很強(qiáng)的流量管理功能，能提供QoS方面的服務(wù)，ATM和MPLS技術(shù)的結(jié)合能充分發(fā)揮在流量管理和QoS方面的作用。標(biāo)記是用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的報頭，報頭的格式則取決于網(wǎng)絡(luò)特性。在路由器網(wǎng)絡(luò)中，標(biāo)記是單獨的32位報頭;在ATM中，標(biāo)記置于虛電路標(biāo)識符/虛通道標(biāo)識符(VCI/VPI)信元報頭中。對于MPLS可擴(kuò)展性非常關(guān)鍵的一點是標(biāo)記只在通信的兩個設(shè)備之間有意義。在網(wǎng)絡(luò)核心，路由器/交換機(jī)只解讀標(biāo)記并不去解析IP數(shù)據(jù)包。

IP包進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)核心時，邊界路由器給它分配一個標(biāo)記。自此，MPLS設(shè)備就會自始至終查看這些標(biāo)記信息，將這些有標(biāo)記的包交換至其目的地。由于路由處理減少，網(wǎng)絡(luò)的等待時間也就隨之縮短，而可伸縮性卻有所增加。MPLS數(shù)據(jù)包的服務(wù)質(zhì)量類型可以由MPLS邊界路由器根據(jù)IP包的各種參數(shù)來確定，如IP的源地址、目的地址、端口號、TOS值等參數(shù)。

對于到達(dá)同一目的地的IP包，可根據(jù)其TOS值的要求來建立不同的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，以達(dá)到其對傳輸質(zhì)量的要求。同時，通過對特殊路由的管理，還能有效地解決網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載均衡和擁塞問題。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)擁塞時，MPLS可實時建立新的轉(zhuǎn)發(fā)路由來分散流量以緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞。