多协议标志交换(MPLS)基本原理(续)

华中科技大学 董涛

　　在MPLS骨干网络边缘，边界LSR对进来的无标志分组(正常情况下)按其IP头端进行归类划分(Classification)及转发判决，这样IP分组在边界LSR被打上相应的标志，并被传送至到达目的地地址的下一跳。

　　在后续的交换过程中，由LSR所产生的固定长度的标志替代IP分组头端，大大简化了以后的节点处理操作。后续节点使用这个标志进行转发判决。一般情况下，标志的值在每个LSR中交换后改变，这就是标志转发。

　　如果分组从MPLS的骨干网络中出来，出口边界LSR发现它们的转发方向是一个无标志的接口，就简单地移除分组中的标志。这种基于标志转发的最重要的优势在于对多种交换类型只需要唯一一种转发算法，可以用硬件来实现非常高的转发速度。

　　(3)标志交换控制部件

　　标志由标志交换路径(LSP)的上游LSR(Upstream LSR)节点来附加至分组中，下游LSR(Downstream LSR)收到标志分组后判决处理，这由标志交换的控制部件来完成。它使用标志转发表中的条项内容作为引导。

　　标志交换控制部件除了基本的表的建立和维护外，还负责以一种连续的方式在LSR之间进行路由的分布及进行将这些信息生成为转发表的操作。标志交换控制部件包括所有的传统路由协议(如，OSPF，BGP，PIM等等)。这些路由协议为LSR提供了FEC与下一跳地址的映射。

　　标志信息的分布(Distribution)

　　标志交换转发表中的条项内容最少应能提供输出的端口信息和下一个新的标志，当然也可以包含更多的信息。例如，它可以为被交换的分组产生一种输出队列原则。输入分组必须在转发表中有唯一的条项与之对应。

　　每一个分配的标志必须与转发表中的一个条项相关联起来。这种绑定可以在本地LSR执行或在远端LSR执行。目前MPLS版本使用下游绑定，这种情况下，本地关联的标志用作进入分组标志，而远端关联标志用作输出标志。另一种方式为上游绑定，与下游绑定相反，也是一种可行的方法。在MPLS技术中，转发表又称为标志转发信息库(LFIB)，LFIB的每一个条目中包括输入标志，输出标志，输入接口和输出端口MAC地址，由输入标志对条项进行检索查找。另外LFIB既可以在一个标志交换路由器上也可以存在于一个接口上。

　　(4)标志交换路由器(LSR)

　　MPLS的设备按其在MPLS路由网络中所处的位置可分为边界标志交换路由器和中间标志交换路由器。边界LSR除对分组的标志进行符加或移除外，还负责对流量进行分类。标志的分配除了基于目的地地址外还有其它很多因素。边界LSR判定流量是否为一个长持续流，采取管理政策和访问控制，并在可能的情况下将普通业务流汇聚成较大的数据流。这些都是在IP与MPLS的边界处所要具有的功能，因此边界LSR的能力将会是整个标志交换环境能否成功的关键环节。对于服务提供者而言，这也是一个管理和控制点。

　　(5)MPLS和ATM协议关系

　　MPLS为公共的转发算法，基于标志的交换技术，在与ATM技术的结合上，MPLS使用ATM的用户平面(user plane)，以ATM的VPI/VCI作为其标志；MPLS的控制功能部件，以网络层的动态路由协议(如：IS-IS，OSPF，BGP，PIM)及标志分配协议(LDP)来替代ATM传统的控制平面，完成对整个MPLS网络的控制功能。

　　MPLS的优势　　基于MPLS的思想框架，MPLS的优势主要体现在以下几点：

　　将传统的基于IP分组中头端信息进行IP的路由转发的机制淘汰下来在一种公共转发算法(标志交换)上提供了多种路由方案(如基于目的的显式路由等)将ATM技术与IP技术灵活地结合起来，从控制平面看具有MPLS功能的ATM交换机则更像是一台路由器。

　　使用MPLS使各种IP的业务应用成为可能，如：基于IP的VPN，IP级业务服务质量保证，骨干网络流量控制。

　　MPLS技术总结

　　MPLS交换主要目的是为下一代的多用户，多服务的Internet骨干网络提供一种路由交换的技术基础。它的主要特征为高性能，可灵活扩展，能最大可能地满足用户对服务质量的需求。Internet网络的飞速发展也为MPLS的发展带来了十分显著的推动作用。

　　MPLS技术也为一些目前IP网络急待提供的应用服务如流量控制(traffic engineering)、虚拟专网(VPN)，服务类别质量保证(COS)等提供了一套更为合理有效的解决方案。

　　各网络厂商纷纷推出基于各自特点的MPLS的技术实现及设备，MPLS必然会在不久的几年内完成各种方面的标准制定，真正成为下一代Internet的路由技术主流。

----《通信产业报》