IP百科知识之什么是MPLS

MPLS是一种在IP骨干网上利用标签来指导数据报文高速转发的协议，由IETF （Internet Engineering Task Force，因特网工程服务组）提出。相对于传统的IP路由方式，MPLS提供了一种新的网络交换方式，它将IP地址映射为简短且长度固定、只具有本地意义的标签，以标签交换替代IP查表，从而显著提升转发效率。

为什么需要MPLS

在20世纪90年代中期，随着IP网络的快速发展，Internet数据量急剧增长。由于当时的硬件技术存在限制，基于最长匹配算法的IP技术必须使用软件方法查找路由，转发性能低下，所以IP的转发性能成为当时限制网络发展的瓶颈。在这种背景下，IETF提出了MPLS协议。MPLS最初的目的就是为了提升IP网络中路由设备的转发速率。

与传统的IP路由方式相比，MPLS通过以下两种方式提升转发速率：

将查找庞大的IP路由表转化为简洁的标签交换，显著减少指导报文转发的时间。

当报文进入MPLS区域之后，只需在位于边缘的入、出节点解析IP报文头，封装或解封装标签，而在中间的所有节点上都无需解析IP报文头，只进行标签交换，进一步节约了转发报文的处理时间。

MPLS的标签转发本质上是一种隧道技术，它还支持封装多层标签，并且MPLS天然兼容多种网络层和链路层协议，因此，MPLS非常适合在各种VPN业务中充当公网隧道。此外，由于MPLS的报文转发依靠一条固定的标签交换路径，所以MPLS是一种面向连接的转发技术，这使得MPLS在流量工程（Traffic Engineering，TE）、QoS等领域也有着广泛的应用。

MPLS网络是什么样的

MPLS网络主要包含以下要素：

支持MPLS功能的网络设备称为LSR（Label Switching Router，标签交换路由器），它是MPLS网络的基本组成单元。由一系列连续的LSR构成的网络区域称为MPLS域。

MPLS域内部的LSR称为CoreLSR，如果一个LSR的相邻节点都运行MPLS，则该LSR就是Core LSR。

位于MPLS域边缘、连接其它网络的LSR称为LER（Label Edge Router，标签边缘路由器），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。

在MPLS网络中，任何两个LER之间都可以建立LSP，用来转发进入MPLS域的报文，中间可途径若干个Core LSR。因此，一条LSP的Ingress和Egress都是LER，而Transit是Core LSR。

MPLS有什么价值

MPLS在当前的IP网络中得到了广泛的应用，其主要价值体现在以下几方面：

MPLS完全兼容IP网络，相当于在IP网络的基础上进行改进，建设成本低，易于推广。

MPLS的控制平面和转发平面是分开的，在控制平面依靠IP路由来建立LSP，MPLS可以借用IP路由的各种灵活性、可靠性机制；在转发平面通过LSP来传输报文，是面向连接的，MPLS可以有效的实施流量工程和QoS。

MPLS是一种与链路层协议无关的技术，它同时支持帧中继、ATM、PPP和SDH等协议，保证了多种网络的互通，兼容性非常好。

MPLS网络支持层次化的拓扑结构，适合在IP骨干网中部署。

MPLS标签栈在理论上可支持标签的无限嵌套，正好契合了VPN业务对公、私网标签多层封装的要求，因此MPLS为VPN业务的蓬勃发展提供了强有力的支持。

编辑：jq