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MPLS的帧结构

2019-12-09 16:44云杰小编阅读:373

你知道吗?我们在网站上下载一部电影时,文件会被分成至少几百万个数据包从服务器传送到你的电脑。

虽然说这些数据包的目的地址都是一样的,但按照传统的路由方式,对于每一个数据包,路由器都需要查找一次路由表,决定从哪个接口转发,这样,一部电影就需要进行几百万次的路由,这种方式显然在浪费路由器的能力资源。

对于数据包的路由,我们可以采用另一种办法,就是只对第一个数据包进行路由选择,后面相同目的地的数据包都贴上相同的标签,按照第一次路由的结果进行转发,而这种方法就是MPLS。

MPLS(Multi-Protocol Label Switching)多协议标签交换,是一种用标签交换代替路由,实现数据包快速转发的技术体系,它的价值在于能够在一个无连接的网络中引入连接模式的特性。

标签交换提供了一种方式,在MPLS边缘的路由器(LER)将IP地址映射为简单的、具有固定长度的标签,将标签添加到二层和三层帧格式之间,在MPLS网络的内部标签交换路由器(LSR)使用标签快速交换代替路由。

MPLS技术最初就是为了提高路由器的转发效率而问世的,对于MPLS来说,到相同的目的地的数据包被分发相同的标签,走相同的路径,这样就在IP网中打通出一条虚拟的“隧道”,也就是将IP网从无连接变成了有连接的网络。有了“隧道”之后,在此基础上对数据转发路径的管理也就可以实现了。

IP数据包在进入MPLS网络中就被披上了另外一层外衣(标签),穿过整个MPLS网络时,每一个设备不再依靠IP地址路由,而是通过这个标签一步步到达出口,到了出口处脱下外衣,又还原原来的样子。

MPLS网络的组成如图1所示:

MPLS VPN

  • FEC:转发等价类(Forwarding Equivalence Class)。如果入口路由器收到数据包目的IP相同,都是到达同一子网的,则这些数据包就属于同一类,叫做转发等价类,同一FEC的分组都会转发给同样的下一跳,下载电影所指的数百万个数据包就属于同一个转发等价类。

  • LSP:标签交换路径(Label Switched Path)。一个转发等价类在MPLS网络中经过的路径,也就是数据包走过的路径,一般称之为隧道(Tunnel)。

  • LER:标签边缘路由器(Label Edge Router)。数据包本来是遵循IP路由的规则的,到了MPLS的网络,就需要入乡随俗遵守标签交换的方式,那么数据包遇到的MPLS网络的第一个设备就要告诉他这些规则,最后一个设备也要将这些规则再解除,这第一个和最后一个设备就是LER。IP路由到标签交换的规则转换就要LER去完成,LER是位于MPLS域边缘连接IP网络的路由器,是IP和MPLS两个世界的分割点。LER连接MPLS域和非MPLS域,实现FEC划分,IP包进来为之分发标签,离去时为其剥去标签露出IP头。

  • LSR:标签交换路由器(Label switching Router)。MPLS区域内部的路由器,负责标签交换和标签分发。LSP上的每个节点已经为该FEC分配了标签,那MPLS网络内部的设备只管执行标签交换。LSR和IP路由器的功能一样,IP路由器看IP地址,LSR就看标签,根据标签还是IP转发本质没有多大区别,都是查表、转发。

MPLS的帧结构包括4部分,如图2所示:

mpls

  • Label标签值:20位,其中0~15位保留;

  • Cos:服务等级,和VLAN标签里的PRI作用相同,用来确定不同业务的优先级顺序;

  • S:表示此标签是否为栈底,MPLS标签也是可以层层嵌套的,后面MPLS VPN就是使用双层标签,该值是0表示是最后一层标签;

  • TTL:生存时间,与IP包里的作用相同。

文章标题:《MPLS的帧结构》

作  者:云杰小编。本文部分资料来源于网络,转载目的在于传递更多信息及学习参考:https://www.gdyunjie.cn/showinfo-114-819-0.html

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