MPLS是什么协议？作用是什么？

Question

如题所述

Answer 1

多协议标签交换（MPLS）是一种用于快速数据包交换和路由的体系，它为网络数据流量提供了目标、路由、转发和交换等能力。更特殊的是，它具有管理各种不同形式通信流的机制。

MPLS 独立于第二和第三层协议，诸如 ATM 和 IP。它提供了一种方式，将 IP 地址映射为简单的具有固定长度的标签，用于不同的包转发和包交换技术。

它是现有路由和交换协议的接口，如 IP、ATM、帧中继、资源预留协议（RSVP）、开放最短路径优先（OSPF）等等。　　在 MPLS 中，数据传输发生在标签交换路径（LSP）上。LSP 是每一个沿着从源端到终端的路径上的结点的标签序列。现今使用着一些标签分发协议，如标签分发协议（LDP）、RSVP 或者建于路由协议之上的一些协议，如边界网关协议（BGP）及 OSPF。

因为固定长度标签被插入每一个包或信元的开始处，并且可被硬件用来在两个链接间快速交换包，所以使数据的快速交换成为可能。　　MPLS 主要设计来解决网路问题，如网路速度、可扩展性、服务质量（QoS）管理以及流量工程，同时也为下一代 IP 中枢网络解决宽带管理及服务请求等问题。

ATM和标签交换。

由标签交换控制部件(Label Switching Control Component) 控制的ATM接口称为LC-ATM (标签交换控制的ATM)接口。 在这类接口上传输的包为加上标签的包， 其标签栈顶部的标签在VPI/VCI域中。 ATM-LSR之间通过标签分配协议(LDP) 来协商决定标签使用部分还是全部VPI/VCI域。

一个ATM-LSR通常具有若干个LC-ATM接口， 这些接口之间以标签方式传输数据包， 而标签分配过程则通过ATM-LSR之间的非标签接口进行。 当然ATM-LSR为了和其它标签路由器或非标签路由器连接， 也可以具有一般的非标签或标签传输接口 (如一般的ATM接口或基于帧的标签接口)。 通常LC-ATM接口同时支持直接的和基于帧的标签接口相连。

ATM-LSR的特性。

MPLS构架的规定相当灵活， 但由于硬件和ATM标准的约束， ATM-LSR具有一定的特殊性， 在于：

1.由于标签互换(Label Swapping) 过程基于信元头中特定的域(VCI或VCI/VPI)， 所以标签的位置和长度就受到了限制。

2.一般的ATM-LSR 不支持多点到点或点到多点(树形) 的VC连接， 即大多数ATM-LSR 不支持上面提到的VC合并。

3.由于受到 ATM信元格式的限制， ATM-LSR通常不支持通常 IP路由器对IP包头所进行的 TTL递减操作功能。

ATM的标签交换控制。

ATM交换机通过标签控制部件支持标签交换， 标签控制包括标签分配、 发布、 以及维护过程。 标签绑定信息可以通过多种方式传递， 主要是LDP。 标签控制部件只使用从网络层路由选择协议(如OSPF，IS-IS等) 直接得到的信息。 在某些情况下， 标签绑定信息可能通过其它协议发布， 如RSVP、 BGP等(此时ATM交换机应该支持这些协议)。

而ATM-LSR中的标签控制部件并不排斥ITU和ATM论坛所定义的ATM控制部件， 也就是说在一个LC-ATM接口上可以同时支持标签控制和标准的ATM控制方式。 这两部分可以相互独立地工作， 其间只需要交流少部分信息， 如两个部分各自使用的VCI/VPI空间等。

VPI/VCI的使用。

标签交换是通过将标签值与转发等效类(FEC)相关联， 从而使用标签及其互换实现数据包的转发。 在ATM-LSR应用中， 标签值携带在VPI/VCI域或VCI域中， 后者通过VP连接两个LSR。 ATM-LSR之间还需要一个连接来传送非标签的IP包， 用于传送LDP或路由协议包， 这个非MPLS连接上使用RFC1483所规定的LLC/SNAP封装。

LC-ATM接口可以通过配置使用标签值范围以外的VPI/VCI 来传送控制信息或其它非标签包， 用于这个目的的VCI值为0~32。 这里可以使用 RFC1483中规定的空(null)封装或LLC/SNAP封装。

Answer 2

MPLS即多协议标签交换，是一种在开放的通信网上利用标签引导数据高速、高效传输的新技术。多协议的含义是指MPLS不但可以支持多种网络层层面上的协议，还可以兼容第二层的多种链路层技术。
为什么需要MPLS？MPLS的作用是什么？

MPLS自提出以来就引起了各方面的广泛注意，各个厂商都相继投入大量的精力进行MPLS的研究和开发。由于不同的解决方案侧重点不同，因而所带来的好处也就不同。但至少有一点可以肯定，MPLS的快速转发将为运营商和大型企业带来众多的利益。

国内外的一些运营商以及大型企业已经开始在它们的骨干网内部利用MPLS来提高网络资源的利用率。作为一个大规模运营商网络的未来关键技术，MPLS可以为运营商或者大企业带来如下一些好处：

● 功能上的独立性。按照MPLS的思想，转发功能和路由功能是分开的，这样MPLS的核心只简单地执行转发功能，而无需检查包的全部内容，这就允许仅在网络的边缘实施一次路径及策略的选择。

● 性能的优化。MPLS很好地结合了第二层交换的高效以及第三层路由的灵活，既简化了IP路由的操作，也高效地利用了网络的资源，从而使网络的性能得到优化。

● 资源的控制。MPLS可以很好地控制资源，可以通过不同的服务等级(COS)，来提供原来无法提供的IP增值业务。

● 网络的演进。MPLS正在演进到一个强大的骨干网络中去。在这个网络中，MPLS作为惟一一个运行在多种第二层媒质之上的协议，将成为承载第三层业务(IP)的一项关键技术。

当然，MPLS的好处还有很多，随着MPLS技术的逐步成熟，相信将会有更多的商业价值被开发出来。