MPLS由何而来?—Vecloud微云
90年代中期,隨著IP技術的快速發展,Internet數據海量增長。但由于硬件技術存在限制,基于最長匹配算法的IP技術必須使用軟件查找路由,轉發性能低下,因此IP技術的轉發性能成為當時限制網絡發展的瓶頸。
為了適應網絡的發展,ATM(Asynchronous Transfer
Mode)技術應運而生。ATM采用定長標簽,并且只需要維護比路由表規模小得多的標簽表,能夠提供比IP路由方式高得多的轉發性能。然而,ATM協議相對復雜,且ATM網絡部署成本高,這使得ATM技術很難普及。
傳統的IP技術簡單,且部署成本低。如何結合IP與ATM的優點成為當時熱門話題。多協議標簽交換技術MPLS就是在這種背景下產生的。
MPLS最初是為了提高路由器的轉發速度而提出的。與傳統IP路由方式相比,它在數據轉發時,只在網絡邊緣分析IP報文頭,而不用在每一跳都分析IP報文頭,節約了處理時間。
隨著專用集成電路ASIC(Application Specific Integrated
Circuit)技術的發展,路由查找速度已經不是阻礙網絡發展的瓶頸。這使得MPLS在提高轉發速度方面不再具備明顯的優勢。但是MPLS支持多層標簽和轉發平面面向連接的特性,使其在VPN(Virtual
Private Network)、流量工程、QoS(Quality of Service)等方面得到廣泛應用。
簡而言之,以前芯片技術不夠發達,IP轉發效率不高,ATM效率高,但設備昂貴,結合一下,就產生MPLS了。然后ASIC的出現,IP轉發效率提高了,MPLS的優點不是很明顯了,但在MPLS卻有不錯的特性,所以現網中還是會用到MPLS。
MPLS基本網絡結構
LSR:進行MPLS標簽交換和報文轉發的網絡設備稱為標簽交換路由器LSR(Label Switching
Router);區域內部的LSR稱為核心LSR(Core LSR)。
LER:位于MPLS域邊緣、連接其他網絡的LSR稱為邊緣路由器LER(Label Edge Router)
MPLS domain:由LSR構成的網絡區域稱為MPLS域(MPLS Domain)。
LSP:IP報文在MPLS網絡中經過的路徑稱為標簽交換路徑LSP(Label Switched
Path)。LSP是一個單向路徑,與數據流的方向一致。
基本原理
IP報文進入MPLS網絡時,MPLS入口的LER分析IP報文的內容并且為這些IP報文添加合適的標簽,所有MPLS網絡中的LSR根據標簽來轉發數據的。當該IP報文離開MPLS網絡時,標簽由出口LER彈出。
LSP的入口LER稱為入節點(Ingress);位于LSP中間的LSR稱為中間節點(Transit);LSP的出口LER稱為出節點(Egress)。一條LSP可以有0個、1個或多個中間節點,但有且只有一個入節點和一個出節點。
根據LSP的方向,MPLS報文由Ingress發往Egress,則Ingress是Transit的上游節點,Transit是Ingress的下游節點。同理,Transit是Egress上游節點,Egress是Transit的下游節點。
體系結構
控制平面:負責產生和維護路由信息以及標簽信息。
路由信息表RIB(Routing Information Base):由IP路由協議(IP Routing Protocol)生成,用于選擇路由。
標簽分發協議LDP(Label Distribution
Protocol):負責標簽的分配、標簽轉發信息表的建立、標簽交換路徑的建立、拆除等工作。
標簽信息表LIB(Label Information Base):由標簽分發協議生成,用于管理標簽信息。
轉發平面:即數據平面(Data Plane),負責普通IP報文的轉發以及帶MPLS標簽報文的轉發。
轉發信息表FIB(Forwarding Information Base):從RIB提取必要的路由信息生成,負責普通IP報文的轉發。
標簽轉發信息表LFIB(Label Forwarding Information
Base):簡稱標簽轉發表,由標簽分發協議在LSR上建立LFIB,負責帶MPLS標簽報文的轉發。
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總結
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