计算机网络 自顶向下 第6章 链路层和局域网 读书笔记（5）多协议标签交换 MPLS

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6.5 链路虚拟化：网络作为链路层

为IP设备提供互联服务的链路层技术：

• 电话网（电路交换 P21）
• 交换以太网
• MPLS（分组交换，虚电路网络）
• 过时技术：ATM、帧中继 ...

多协议标签交换（MPLS）

• MPLS：Multiprotocol Label Swtiching
• 关键概念：固定长度标签（来自虚电路VC网络领域）
• 目的：不放弃基于IP数据报转发的基础设施，同时允许路由器基于固定长度标签（而非目的IP）进行转发
• 特点：与IP协同工作，使用IP寻址和路由选择
• 真正的优点：不在于潜在的交互速度提升，而是流量管理能力

MPLS首部在2层首部（如以太网、PPP）和3层（即IP）首部之间。MPLS首部由标签、3比特实验字段、1比特S字段、TTL寿命字段组成。

MPLS加强帧只能在两个MPLS使能的路由器（aka 标签交换路由器）之间发送，否则会误把MPLS首部当作IP首部。

MPLS使能的路由器不需要提取目的IP和在转发表中执行最长前缀匹配查找，直接根据MPLS标签传递给适当的输出接口。

假设有MPLS使能路由器 R1、R2、R3、R4。R1 能够到目的地A。则 R1向相连的R2、R3广播：入标签6能到A。R2、R3则记录出标签6能到A，同时会有一个新的入标签。R2、R3 的入标签会成为R4的出标签。

R1：连接 R2、R3和A（接口0）

入标签	出标签	目的地	出接口
6	-	A	0（A）

R2：连接 R1（接口0）、R4

入标签	出标签	目的地	出接口
8	6	A	0（R1）

R3：连接 R1 （接口1）和 D（接口0）

入标签	出标签	目的地	出接口
10	6	A	1（R1）
12	9	D	0（D）

R4：连接标准路由 R5、R6以及MPLS使能路由器R2（接口1）、R3（接口0）

入标签	出标签	目的地	出接口
-	10	A	0（R3）
-	12	D	0（R3）
-	8	A	1（R2）

⚠️ 注意 R4 到 A 有两条 MPLS 路径

MPLS真正的优势：如果基于IP地址转发，则IP路由选择协议只能指定到A的单一、最小费用的路径。MPLS提供了沿多条路由转发分组的能力，而标准IP路由不可以。

MPLS其他作用：

• 快速恢复
• 虚拟专用网 VPN

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