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1、资料编码产品名称宽带产品使用对象工程师/合作方工程师/用户产品版本所有版本编写部门固网宽带技术支持部资料版本V1.0MPLS技术与标准拟 制：黄爱芸日 期：2002-04-08审 核：陈锐日 期：2005-03-07审 核：日 期：批 准：任远日 期：2005-03-07华 为 技 术 有 限 公 司版权所有 侵权必究华为机密，未经许可不得扩散华为机密，未经许可不得扩散MPLS技术与标准文档密级：内部公开修订记录日期修订版本描述作者2002-04-07V1.0将旧资料整理完成黄爱芸目 录第1章 概述11.1 MPLS简介11.2 MPLS的协议发展过程11.3 MPLS的优越性2第2章 MPL
2、S协议介绍42.1 基本概念42.2 LDP协议52.2.1 LDP协议相关概念52.3 LDP会话的建立和维护62.4 标签的分配和管理72.4.1 标签分发过程72.4.2 标签分发过程中的主要消息102.4.3 连接的拆除122.4.4 提示消息132.5 LSP的建立132.5.1 严格方式132.5.2 独立方式142.5.3 环路检测（Loop Detection）16第3章 MPLS的流量工程183.1 Traffic Engineering的目的183.2 Traffic Engineering在MPLS网络中的实现183.3 Traffic Engineering的未来发展1
3、93.4 MPLS中的Traffic Engineering20第4章 MPLS中的QOS224.1 QOS的基本概念224.2 基本QOS结构224.3 端到端QOS的服务级别224.4 QOS信令234.5 流量控制254.6 RSVP254.6.1 概述254.6.2 RSVP的特性264.6.3 RSVP的处理模块264.6.4 工作流程274.6.5 LSP隧道的运作304.6.6 LSP隧道的重新选路314.6.7 对non-RSVP路由器的处理32第5章 MPLS在VPN中的应用335.1 VPN的原理335.1.1 VPN的目的和原理335.1.2 各种VPN解决方案的比较34
4、5.2 MPLS中的VPN架构365.3 MPLS中的VPN工作过程375.3.1 VPN成员登记375.3.2 VPN成员信息的扩散385.3.3 隧道机制385.3.4 可达性信息的扩散及VPN路由385.3.5 VPN数据的转发395.3.6 安全性40华为机密，未经许可不得扩散关键词：MPLS VPN QOS LDP LSP摘 要：本文对MPLS进行了简要的介绍，描述了MPLS发展的历史，以及实现它的优越性。较为详细地描述了与MPLS相关的协议，如LDP，RSVP，VPN，Traffic Engineering的原理和工作过程。相应的，本文共分五个章节：概述、MPLS协议介绍、MPLS
5、的流量工程、MPLS中的QOS，以及MPLS在VPN中的应用。缩略语清单：MPLS： Multiprotocol Label Switch，多协议标签交换IFMP： Ipsilon Flow Management Protocol， 标签绑定协议GSMP：General Switch Management Protocol， 交换机管理协议FEC： Forwarding Equivalence Class， 等效转发类LSP： Label Switching Path，标号交换通道LDP： Label Distribution Protocol， 标记分发协议VPN： Virtual Priv
6、ate Network，虚拟私有网RSVP：Resource Reserve Protocol，资源预留协议PNL：Private Network LSRPNL：Private Network LSRCE：Customer EdgeSAL：Shared Access Link参考资料清单：第1章 概述1.1 MPLS简介MPLS（Multiprotocol Label Switch）最初是用来提高路由器的转发速度而提出的一个协议，但是由于MPLS在流量工程（Traffic Engeering）和VPN这一在目前IP网络中非常关键的两项技术中表现，MPLS已日益成为扩大IP网络规模的重要标准。M
7、PLS协议的关键是引入了标签（Label）的概念。它是一种短的易于处理的、不包含拓扑信息、只具有局部意义的信息内容。Label短是为了易于处理，通常可以用索引直接引用。只具有局部意义是为了便于分配。熟识ATM的人可能很自然是想到ATM中的VPI/VCI。可以这么说，ATM中的VPI/VCI就是一种标签，所以说ATM实际上就是一种标签交换。在MPLS网络中，IP包在进入第一个MPLS设备时，MPLS边缘路由器就用标签封装起来。 MPLS边缘路由器分析IP包的内容并且为这些IP包选择合适的标签，相对于传统的IP路由分析，MPLS不仅分析IP包头中的目的地址信息。它还分析IP包头中的其他信息，如TO
8、S等。尔后所有MPLS网络中节点都是依据这个简短标签来作为转发判决依据。当该IP包最终离开MPLS网络时，标签被边缘路由器分离。1.2 MPLS的协议发展过程1996年，Ipsilon公司推出了IP Switching协议，在数据通讯界立即引起具大震动。 Ipsilon公司由一个默默无闻的小公司，一举成为数据通讯界众所周知的公司，并由此引发了路由器技术的一次大革命，各公司纷纷推出自己的三层交换方案，而其中对MPLS协议发展具有关键作用的有如下一些协议：1)IP Switching。由Ipsilon于1996年提出，并推出支持该协议的商业产品。该协议使ATM交换机成为一台路由器，因而具有ATM交
9、换机的高性能，从而突破传统路由器的性能限制。IP交换的基本目的是采用弃用ATM控制平面的方法来高效地集成ATM交换机IP路由器。IP Switching的标签建立是由数据流驱动的。 Ipsilon定义一套协议，包括标签绑定协议（称为Ipsilon Flow Management Protocol或者IFMP，RFC）和交换机管理协议（称为General Switch Management Protocol 或者GSMP，RFC）。GSMP只是用来控制单个ATM交换机及那些跨越该交换机的虚连接。2) Tag Switching是由CISCO开发的一种标签（CISCO称之为标记）的方法。同IP S
10、witching不同的是Tag Switching不是信赖数据流的驱动来建立标签转发表项，它是信赖于控制驱动（有一个相当于ATM协议的控制平面），Tag Switching网络由 Tag Edge Routers和Tag Switching Routers组成。IP包在Tag Edge Routers上进行标记封装，下一跳的路由确定信赖标准路由算法（如OSPF、BGP等）。标记的绑定和分布采用标记分布协议（Tag Distribution Protocol，TDP）。3) Aggregate Route-based IP Switch （ARIS）是IBM的一种标签交换方案。同Tag Swit
11、ching、ARIS是把标签同汇集路由器相差联，不同于IP Switching中同流相关联，标签的绑定和标签交换路径的建立是由控制流（如路由更新）来决定的。通常出口路由器是发起方。ARIS在设计时是考虑到使用ATM作为其数据链路层的，ARIS是一个点到点的协议。它直接运行在相邻路由器的IP之上，并提供在邻接路由器之间建立和交换标签的方法。ARIS的关键概念是“出口标识（Egress Identifier）。标签分发始于出口路由器，并有规律地通过网络传递到入口路由器。显然，各厂家独立的基于标签交换的解决方案是不可能被其他厂家接受的，需要形成统一的标准。所以在1997年，IETF成立一个工作组，经
12、过多次商讨。MPLS(Multiprotocol Label Switching）这个术语被确实下去，作独立于厂商的一系列标准的名称。MPLS的宗旨就是要集成标签切换转发的高性能和网络层路由的灵活性的扩展性。它适合IPV4和IPV6。目前各MPLS协议都处于草案阶段，但有多家厂商已经着手实现MPLS3。有的已经推出产品，可也说，组建大型的基于MPLS的IP网络并从中受益的运营商，必将成为下一次互连网络扩张的领导者。1.3 MPLS的优越性IPATM怎样不同于简单地在ATM骨干上运行IP呢？答案就是MPLS。MPLS是商业IP网络关键技术，它允许服务提供商首次在单一网络上获得IP，ATM，FR的
13、综合利润。因为MPLS提供IP的灵活连接和可扩展性，以及FR和ATM的私有性和QOS，它已变成广泛被接收的标准。运用MPLS，IP服务能通过以下的过程在具有选路和多业务的交换网络上进行传送：1、网络决定包的选路和QOS需求2、标记被分配给每个包，告诉交换机或路由器哪儿、怎样去发送这个包，每个包的特定的服务属性：QOS，私有性等等3、包在没有额外的选路的情况下，在网络骨干上被交换。基于MPLS的解决方案使得新的网络世界的服务成为可能，如具有QOS的VPN。MPLS标记的主要好处是能够为单个数据流区别服务类。MPLS提供IP服务的高性能扩展，因为服务的决策在网络边缘决定，并且不需要中间的再处理而进
14、行交换。MPLS使得ATM网络能够实现端到端的三层智能和获得重要的高性能。另外，MPLS消除IP over ATM所需要的复杂的协议和地址解析。运用MPLS具有附加值的扩展，服务提供商能快速有效地传送先进的IP服务，例如：F 具有FR私有性，而没有端到端虚拟电路的无连接的IP VPNsF 多个IP服务类去实现一个大范围的商业策略F 低费用的受控服务扩展了对小和中等规模的商务的市场共享实现基于MPLS的IPATM的解决方案的服务提供商保留所有的用户商务，并且开始从新出现的IP机遇中建造有利润的服务。运用IPATM的解决方案能够：F 使得现在产生利润的服务成为可能。F 从IP增值业务中建造收入和利润的增长F 减小进入市场的时间F 减小可操作的费用F 增加投资回报F 增加市场共享2005-01-07华为机密，未经许可不得扩散第3页, 共45页第2章 MPLS协议介绍2.1 基本概念在谈到交换和路由时，我们通常都会使用路由和交换等术语，这些术语在MPLS中依然被大量使用，下面就先介绍这几个的基本概念。1、路由（Routing）这是一个网络的概念，我们说一个数据分组从a路由到b或者说通过一个网络，实际上是通过一个或多个称为路由器的节点，其路由所依据的三层地址是全网唯一的，路由
