MPLS的工作原理

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

目前的路由協(xié)議都是在一個(gè)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(méi)有一種顯式方法來(lái)繞過(guò)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(lái)傳輸數據。

MPLS協(xié)議實(shí)現了第三層的路由到第二層的交換的轉換。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)上使用的標記實(shí)現了標準化。MPLS在幀中繼和ATM上運行的一個(gè)好處是它為這些面向連接的技術(shù)

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

IP包進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )核心時(shí)，邊界路由器給它分配一個(gè)標記。自此，MPLS設備就會(huì )自始至終查看這些標記信息，將這些有標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(shí)間也就隨之縮短，而可伸縮性卻有所增加。MPLS數據包的服務(wù)質(zhì)量類(lèi)型可以由MPLS邊界路由器根據IP包的各種參數來(lái)確定，如IP的源地址、目的地址、端口號、TOS值等參數。

對于到達同一目的地的IP包，可根據其TOS值的要求來(lái)建立不同的轉發(fā)路徑，以達到其對傳輸質(zhì)量的要求。同時(shí)，通過(guò)對特殊路由的管理，還能有效地解決網(wǎng)絡(luò )中的負載均衡和擁塞問(wèn)題。當網(wǎng)絡(luò )中出現擁塞時(shí)，MPLS可實(shí)時(shí)建立新的轉發(fā)路由來(lái)分散流量以緩解網(wǎng)絡(luò )擁塞。