產(chǎn)生背景

90年代初，互聯(lián)網(wǎng)流量快速增長(zhǎng)，而由于當(dāng)時(shí)硬件技術(shù)的限制，路由器采用最長(zhǎng)匹配算法逐跳轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，成為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的瓶頸。快速路由技術(shù)成為當(dāng)時(shí)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
在各種方案中，IETF確定MPLS協(xié)議作為標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議。MPLS采用短而定長(zhǎng)的標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，大大提高了硬件限制下的轉(zhuǎn)發(fā)能力；而且MPLS可以擴(kuò)展到多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如IPv6，IPX等）。
路由器使用軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，速度慢。交換機(jī)使用硬件進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，速度快。

MPLS概述

MPLS的包頭封裝于二層和三層之間，可以理解為一個(gè)2.5層的協(xié)議。

MPLS基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

**LSP（Label Switch Path）：**標(biāo)簽交換路徑，即到達(dá)同一目的地址的報(bào)文在MPLS網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過(guò)的路徑。
**FEC（Forwarding Equivalent Class）：**轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類，一般指具有相同轉(zhuǎn)發(fā)處理方式的報(bào)文。在MPLS網(wǎng)絡(luò)中，到達(dá)同一目的地址的所有報(bào)文就是一個(gè)FEC。

MPLS體系結(jié)構(gòu)

**控制層面：**也可以理解為邏輯層面，即路由時(shí)如何傳遞和產(chǎn)生的。
**轉(zhuǎn)發(fā)層面：**落實(shí)到實(shí)際的設(shè)備之上，需要考慮黑洞等一系列問(wèn)題。而不是只考慮邏輯上的傳遞。
IP路由協(xié)議->產(chǎn)生路由信息->組成路由信息庫(kù)->LDP標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議為路由信息打上標(biāo)簽->組成標(biāo)簽信息庫(kù)
有了路由信息庫(kù)->就會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(kù)；有了標(biāo)簽信息庫(kù)->就會(huì)產(chǎn)生標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)信息表

MPLS數(shù)據(jù)報(bào)文結(jié)構(gòu)

**標(biāo)簽（Label）：**是一個(gè)短而定長(zhǎng)的、只有本地意義標(biāo)識(shí)的，用于唯一標(biāo)識(shí)去往同意目的地的報(bào)文分組。
**Label：**20bit，用于交互，定長(zhǎng)。
**Exp：**用于QOS流量分類標(biāo)記使用。
**S：**標(biāo)識(shí)是否是棧底，MPLS為了支持無(wú)限的業(yè)務(wù)，所以標(biāo)簽也是可以進(jìn)行嵌套的。可以理解為去第一個(gè)地方之后，還要轉(zhuǎn)去第二個(gè)地方，但是從起點(diǎn)到終點(diǎn)沒(méi)有一條完整的LSP，所以必須一段段走。
**TTL：**用于防止無(wú)限走下去，防止環(huán)路產(chǎn)生。

LSP建立方式

建立LSP（可以理解為標(biāo)簽搭建起來(lái)的路徑）的方式有兩種：
靜態(tài)LSP：用戶以手工的方式為各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類分配標(biāo)簽，建立轉(zhuǎn)發(fā)隧道。
動(dòng)態(tài)LSP：通過(guò)標(biāo)簽發(fā)布協(xié)議動(dòng)態(tài)建立轉(zhuǎn)發(fā)隧道。

靜態(tài)LSP：

靜態(tài)LSP特點(diǎn)：
①不使用標(biāo)簽發(fā)布協(xié)議，不需要交互控制報(bào)文，資源消耗比較少；
②通過(guò)靜態(tài)方式建立的LSP在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓那闆r下，自身不能進(jìn)行改變，需要管理員進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。
③靜態(tài)方式建立LSP適用于拓?fù)浜?jiǎn)單并且穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)。

動(dòng)態(tài)LSP：

動(dòng)態(tài)LSP通過(guò)LDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)FEC的分類，標(biāo)簽分配，以及LSP的建立和維護(hù)等操作。
動(dòng)態(tài)LSP特點(diǎn)：
①組網(wǎng)配置簡(jiǎn)單，易于維護(hù)管理。
②支持基于路由動(dòng)態(tài)建立LSP，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)，能夠及時(shí)反映網(wǎng)絡(luò)狀況。

LDP鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制

簡(jiǎn)言之就是先發(fā)送Hello包（基于UDP）進(jìn)行鄰居的發(fā)現(xiàn)，在建立TCP連接進(jìn)行建立鄰居，隨后進(jìn)入會(huì)話等機(jī)制。
**Discovery：**進(jìn)行鄰居的發(fā)現(xiàn)。
**TCP：**建立TCP連接。
**Session：**參數(shù)協(xié)商。
**Advertisement：**通告地址以及標(biāo)簽映射。
**Notification：**在出現(xiàn)錯(cuò)誤的時(shí)候進(jìn)行發(fā)送。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的MPLS协议原理的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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