51cto-mplsvpn实现技术原理详解

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1、MPLSVPN实现技术原理详解传统的IP数据转发是基于逐跳式的，每个转发数据的路由器都要根据IP包头的目的地址查找路由表来获得下一跳的岀口，这是个繁琐又效率低下的工作，主要的原因是两个：1、有些路由的查询必须对路由表进行多次查找，这就是所谓的递归搜索；2、由于路由匹配遵循最长匹配原则，所以迫使儿乎所有的路由器的交换引擎必须用软件来实现，用软件实现的交换引擎和ATM交换机上用硬件来实现的交换引擎在效率上无法相抗衡。当今的互联网应用需求日益增多，对带宽、对时延的要求也越來越高。如何提高转发效率，各个路由器生产厂家做了大量的改进工作，如Cisco在路巾器上提供CEF(CiscoExpressFo

2、rwarding)功能、修改路由表搜索算法等等。但这些修补并不能完全解决目前互联网所而临的问题。IP和ATM曾经是两个互相对立的技术，各个IP设备制造商和ATM设备制造商都涔努力想吃棹对方，想IP—统天下，或者ATM一家独秀！但是最终是这两种技术的融合，那就是MPLS(Multi-ProtocolLabelSwitching)技术的诞生！MPLS技术结合和IP技术信令简单和ATM交换引擎高效的优点！一、MPLS技术的实现细节1.标签结构IP没备和ATM设备厂商实现MPLS技术是在各自原來的基础上做的，对于IP设备商，它修改了原来IP包直接封装在二层链路帧屮的规范，而是在二层和三层包头之间插

3、了一个标签(Label),而ATM设备制造商利用了原来ATM交换机上的VPI/VCI的概念，在使用Label来代替了VPI/CVI,当然ATM交换机上还必修改信令控制部分，引入了路由协议，ATM交换使用了路由协议來和其他设备交换三层的路由信息。标签的结构如下：LABELEXPSTTL019202223243120比特的LABEL字段用来表示标签值，由于标签是定长的，所以对于路由器来说，可以分析定长的标签來做数据包的转发，这是标签交换的最大优点，定长的标签就意味这可以用硬件來实现数据转发，这种硬件转发方式要比必须用软件实现的路巾最长匹配转发方式效率要岛得多。3比特的EXP用来实现QOS;I比

4、特S值用来表示标签栈是否到底了，对于VPN,TE等应用将在二层和三层头之间插入两个以上的标签，形成标签栈；8比特TTL值用来防止数据在M上形成环路。这样完整的带有标签的二层帧就成了如下形式：在ATM信元模式下，信元的结构如下形式1.LSR设备的体系结构通过修改，能支持标签交换的路巾器为LSR(LabelSwitchRouter),而支持MPLS功能的ATM交换机我们一般称之为ATM-LSR。LSR设备的体系结构如下：LSR的体系结构分为两块：1.控制平面(ControlPlane)该模诀的功能是用来和其他LSR交换三层路由信息，以此建立路由表；和交换标签对路由的绑定倍息，以此建LabelI

5、nformationTable(LIB)标签信息表。同时再根据路由表和LIB生成ForwardingInformationTable(FIB)表和LabelForwardingInformationTable(LFIB)表。拧制平而也就是我们一般所说的路巾引擎模块。2.数据平曲(DataPlane)数据平面的功能主要是根据控制平面生成的FIB表和LFIB表转发IP包和标签包。对于控制平面中所使用的路由协议，可以使用以前的任何一种，如OSPF、RIP、BGP等等，这些协议的主要功能是和其他设备交换路巾信息，生成路巾表。这是实现标签交换的基础。在控制平面屮导入了一种新的协议一LDP,该协议的功

6、能是用来针对本地路由表中的每个路由条目生成一个本地的标签，由此生成LIB表，再把路由条0和本地标签的绑定通告给邻居LSR,同时把邻居LSR告知的路由条目和标签帮定接收下来放到LIB表里，最后在网络路由收敛的情况下，参照路由表和LIB表的信息生成HB表和LF1B表。二、标签的分配和分发上面叙述说，MPLS技术是IP技术和ATM技术的融合。LSR和ATM-LSR上实现标签的生成和分发是有点不同的。1.包模A(PacketMode)下标签的分配和分发对于实现包模式MPLSM络中，是下游LSR独立生成路由条0和标签的绑定，并且是主动分发出去的。如下图，所有LSR上启动了LDP协议。以LSR-B为例

7、，它已经通过路由协议获得网络X的路由了，一旦启动LDP协议，LSR-B立即查找路由表，如果X网络的路巾是由IGP路由协议学到的，则在LIB表屮为通向X网络的路巾生成一个木地标签25,巾于LSR-B和LSR-A、LSR-C、LSR-E形成了LDP邻居关系，所以下游LSR-B会主动给所有的邻居发送这个X=25的路由条目和标签的绑定。LSR-A、LSR-E、LSR-C会把该路由条目和标签的绑定放置到本地的LIB表中，再结合本地