OptiX_PTN设备实现原理详解

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1、文档名称文档密级：OptiXPTN设备实现原理详解1、MPLS基础1.1简介介绍MPLS的产生、基本概念、网络结构及体系结构1.1.1MPLS的起源1.1.2MPLS概述1.1.3MPLS网络结构1.1.4MPLS基本概念1.1.5MPLS的体系结构1.1.1MPLS的起源90年代中期，基于IP技术的Internet快速普及。但由于硬件技术存在限制，基于最长匹配算法的IP技术必须使用软件查找路由，转发性能低下。因此IP技术的转发性能成为当时限制网络发展的瓶颈。为了适应网络的发展，ATM（AsynchronousTr

2、ansferMode）技术应运而生。ATM采用定长标签（即信元），并且只需要维护比路由表规模小得多的标签表，能够提供比IP路由方式高得多的转发性能。然而，ATM协议相对复杂，且ATM网络部署成本高，这使ATM技术很难普及。传统的IP技术简单，且部署成本低。如何结合IP与ATM的优点成为当时热门话题。多协议标签交换技术MPLS（MultiprotocolLabelSwitching）就是在这种背景下产生的。MPLS最初是为了提高路由器的转发速度而提出的。与传统IP路由方式相比，它在数据转发时，只在网络边缘分析IP报文

3、头，而不用在每一跳都分析IP报文头，节约了处理时间。随着ASIC技术的发展，路由查找速度已经不是阻碍网络发展的瓶颈。这使得MPLS在提高转发速度方面不再具备明显的优势。但是MPLS支持多层标签和转发平面面向连接的特性，使其在VPN（VirtualPrivateNetwork）、流量工程、QoS（QualityofService）等方面得到广泛应用。2021-8-24华为机密，未经许可不得扩散第26页,共26页文档名称文档密级：1.1.2MPLS概述MPLS位于TCP/IP协议栈中的链路层和网络层之间，用于向IP层提

4、供连接服务，同时又从链路层得到服务。MPLS以标签交换替代IP转发。标签是一个短而定长的、只具有本地意义的连接标识符，与ATM的VPI/VCI以及FrameRelay的DLCI类似。标签封装在链路层和网络层之间。MPLS不局限于任何特定的链路层协议，能够使用任意二层介质传输网络分组。MPLS起源于IPv4（InternetProtocolversion4），其核心技术可扩展到多种网络协议，包括IPv6（InternetProtocolversion6）、IPX（InternetPacketExchange）、App

5、letalk、DECnet、CLNP（ConnectionlessNetworkProtocol）等。MPLS中的“Multiprotocol”指的就是支持多种网络协议。由此可见，MPLS并不是一种业务或者应用，它实际上是一种隧道技术。这种技术不仅支持多种高层协议与业务，而且在一定程度上可以保证信息传输的安全性。1.1.3MPLS网络结构MPLS网络的典型结构如图1-1，MPLS网络的基本组成单元是标签交换路由器LSR（LabelSwitchingRouter），由LSR构成的网络区域称为MPLS域（MPLSDom

6、ain）。位于MPLS域边缘、连接其它网络的LSR称为边沿路由器LER（LabelEdgeRouter），区域内部的LSR称为核心LSR（CoreLSR）。如果一个LSR有一个或多个不运行MPLS的相邻节点，那么该LSR就是LER。如果一个LSR的相邻节点都运行MPLS，则该LSR就是核心LSR。图1-1MPLS网络结构2021-8-24华为机密，未经许可不得扩散第26页,共26页文档名称文档密级：MPLS基于标签进行转发。IP包进入MPLS网络时，MPLS入口的LER分析IP包的内容并且为这些IP包添加合适的标签

7、，所有MPLS网络中的节点都是依据标签来转发数据的。当该IP包离开MPLS网络时，标签由出口边缘设备删除。报文在MPLS网络中经过的路径称为标签交换路径LSP（LabelSwitchedPath）。LSP是一个单向路径，与数据流的方向一致。图1-2MPLSLSPLSP的起始节点称为入节点（Ingress）；位于LSP中间的节点称为中间节点（Transit）；LSP的末节点称为出节点（Egress）。一条LSP可以有0个、1个或多个中间节点，但有且只有一个入节点和出节点。2021-8-24华为机密，未经许可不得扩散第

8、26页,共26页文档名称文档密级：1.1.4MPLS基本概念标签标签（Label）是一个短而定长的、只具有本地意义的标识符。标签与ATM的VPI/VCI以及FrameRelay的DLCI类似，是一种连接标识符。标签长度为4个字节，封装结构如图1-3所示。图1-3MPLS报文首部结构标签共有4个域：●Label：20比特，标签值域。●Exp：3比特，用于扩展。