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多协议标签交换，基于2层和3层的技术，也可以叫2.5层，它是一种用于快速数据包交换和路由的体系，它为网络数据流量提供了目标、路由、转发和交换等能力。
MPLS 主要设计来解决网路问题，如网路速度、可扩展性、服务质量（QoS）管理以及流量工程，同时也为下一代 IP 中枢网络解决宽带管理及服务请求等问题。
MPLS是指的多协议标签交换。多协议标签交换一种在开放的通信网上利用标签引导数据高速、高效传输的新技术。使用MPLS是因为，MPLS提供了一种方式，将IP地址映射为简单的具有固定长度的标签，用于不同的包转发和包交换技术。它是现有路由和交换协议的接口，如IP、ATM、帧中继、资源预留协议（RSVP）、开放最短路径优先（OSPF）等等。
MPLS是利用标记（label）进行数据转发的。当分组进入网络时，要为其分配固定长度的短的标记，并将标记与分组封装在一起，在整个转发过程中，交换节点仅根据标记进行转发。
扩展资料：
MPLS的工作过程：
1、LDP和传统路由协议（如OSPF、ISIS等）一起，在各个LSR中为有业务需求的FEC建立路由表和标签映射表
2、入节点Ingress接收分组，完成第三层功能，判定分组所属的FEC，并给分组加上标签，形成MPLS标签分组，转发到中间节点Transit
3、Transit根据分组上的标签以及标签转发表进行转发，不对标签分组进行任何第三层处理
4、在出节点Egress去掉分组中的标签，继续进行后面的转发。
由此可以看出，MPLS并不是一种业务或者应用，它实际上是一种隧道技术，也是一种将标签交换转发和网络层路由技术集于一身的路由与交换技术平台。这个平台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。
参考资料：百度百科-多协议标签交换
多协议标记交换MPLS (MultiProtocol Label Switching)：“多协议”表示在MPLS的上层可以采用多种协议。 MPLS采用了面向连接的工作方式（或者说是利用面向连接技术） ，使每个分组携带一个叫做标记(label)的小整数（这叫做打上标记)。当分组到达交换机（即标记交换路由器）时，交换机读取分组的标记，并用标记值来检索分组转发表。这样就比查找路由表来转发分组要快得多。
MPLS具有以下三个方面的特点：(1)支持面向连接的服务质量。(2)支持流量工程，平衡网络负载。(3)有效地支持虚拟专用网VPN。
在传统的P网络中，分组每到达一个路由器，都必须查找路由表，并按照“最长前缀匹配”的原则找到下一跳的P地址（请注意，前缀的长度是不确定的）。当网络很大时，查找含有大量项目的路由表要花费很多的时间。在出现突发性的通信量时，往往还会使缓存溢出，这就会引起分组丢失、传输时延增大和服务质量下降。
MPLS的一个重要特点就是在MPLS域的入口处，给每一个IP数据报打上固定长度 “标记” ，然后对打上 标记的IP数据报用硬件进行转发 ，这就使得IP数据报转发的过程大大地加快了”。 采用硬件技术对打上标记的P数据报进行转发就称为标记交换。 “交换”也表示在转发时不再上升到第三层查找转发表，而是根据标记在第二层（链路层）用硬件进行转发。MPLS可使用多种链路层协议，如PPP、以太网、ATM以及帧中继等。
MPLS域(MPLS domain)是指该域中有许多彼此相邻的路由器，并且所有的路由器都是支持MPLS技术的 标记交换路由器LSR (Label Switching Router)。 LSR同时具有标记交换和路由选择这两种功能 ，标记交换功能是为了快速转发，但在这之前LSR需要使用路由选择功能构造转发表。
MPLS的基本工作过程：
(I)MPLS域中的各LSR使用专门的 标记分配协议LDP (Label Distribution Protocol)交换报文，并找出和特定标记相对应的路径，即 标记交换路径LSP (Label Switched Path)。例如在图中的路径A→B→C→D。各 LSR根据这些路径构造出转发表 。这个过程和路由器构造自己的路由表相似。但应注意的是，MPLS是面向连接的，因为在标记交换路径LSP上的第一个LSR就根据IP数据报的初始标记确定了整个的标记交换路径，就像一条虚连接一样。
(2)当一个IP数据报进入到MPLS域时， MPLS入口结点(ingress node)就给它打上标记(实际上是插入一个MPLS首部)，并按照转发表把它转发给下一个LSR。 以后的所有LSR都按照标记进行转发。
给IP数据报打标记的过程叫做分类(classification)。严格的第三层（网络层）分类只使用了IP首部中的字段，如源P地址和目的P地址等。大多数运营商实现了第四层（运输层）分类（除了要检查P首部外，运输层还要检查TCP或UDP首部中的协议端口号），而有些运营商则实现了第五层（应用层）分类（更进一步地检查数据报的内部并考虑其有效载荷）。
(3)由于在全网内统一分配全局标记数值是非常困难的，因此一个标记仅仅在两个标记交换路由器LSR之间才有意义。分组每经过一个LSR,LSR就要做两件事：一是转发，二是更换新的标记，即把入标记更换成为出标记。这就叫做标记对换(label swapping)。做这两件事所需的数据都己清楚地写在转发表中。例如，图4-61中的标记交换路由器B从入接口0收到一个入标记为3的IP数据报，标记交换路由器B就知道应当把该P数据报从出接口1转发出去，同时把标记对换为1。当IP数据报进入下一个LSR时，这时的入标记就是刚才得到的出标记。因此，标记交换路由器C接着在转发该IP数据报时，又把入标记1对换为出标记2。
(4)当IP数据报离开MPLS域时， MPLS出口结点(egress node))就把MPLS的标记去除 ，把IP数据报交付非MPLS的主机或路由器，以后就按照普通的转发方法进行转发。
上述的这种“由入口LSR确定进入MPLS域以后的转发路径”称为显式路由选择(explicit routing),它和互联网中通常使用的“每一个路由器逐跳进行路由选择”有着很大的区别。
转发等价类FEC
MPLS有个很重要的概念就是转发等价类FEC(Forwarding Equivalence Class)。所谓“转发等价类”就是路由器按照同样方式对待的IP数据报的集合。这里“按照同样方式对待”表示从同样接口转发到同样的下一跳地址，并且具有同样服务类别和同样丢弃优先级等。FEC的例子是：
(I)目的IP地址与某一个特定IP地址的前缀匹配的IP数据报（这就相当于普通的IP路由器)：
(2)所有源地址与目的地址都相同的IP数据报；
(3)具有某种服务质量需求的IP数据报。
总之，划分FEC的方法不受什么限制，这都由网络管理员来控制，因此非常灵活。入口结点并不是给每一个IP数据报指派一个不同的标记，而是将属于同样FEC的IP数据报都指派同样的标记。FEC和标记是一一对应的关系。
图4-62给出一个把FEC用于负载平衡的例子。图4-62(a)的主机H1和H2分别向H3和H4发送大量数据。路由器A和C是数据传输必须经过的。但传统的路由选择协议只能选择最短路径A→B→C,这就可能导致这段 最短路径过载 。
图4-62(b)表示在MPLS的情况下， 入口结点A可设置两种FEC :“源地址为H1而目的地址为H3”和“源地址为H2而目的地址为H,”,把前一种FEC的路径设置为H1→A→B→C→H3,而后一种的路径设置为H2→A→D→E+C→H4。这样可使网络的负载较为平衡。网络管理员采用自定义的FEC就可以更好地管理网络的资源。这种均衡网络负载的做法也称为流量工程TE(Traffic Engineering)心或通信量工程。
MPLS并不要求下层的网络都使用面向连接的技术。因此一对MPLS路由器之间的物理连接，既可以由一个专用电路组成，如OC-48线路，也可以使用像以太网这样的网络。但是这些网络并不提供打标记的手段，而IPv4数据报首部也没有多余的位置存放MPLS标记。这就需要使用一种封装技术：在把IP数据报封装成以 太网帧 之前，先要插入一个MPLS首部。" 从层次的角度看，MPLS首部就处在数据链路层和网络层之间"。 在把加上MPLS首部的IP数据报封装成以太网帧时，以太网的类型字段在单播的情况下设置为 ,而在多播的情况下为 。这样， 接收方可以用帧的类型来判决这个帧是携带了MPLS标记还是一个常规的IP数据报。
“给IP数据报打上标记”其实就是在 以太网的帧首部和IP数据报的首部之间插入一个4字节的MPLS首部 。具体的标记就在“标记值”这个字段中。MPLS首部共包括以下四个字段：
(1)标记值 占20位。由于一个MPLS标记占20位，因此从理论上讲，在设置MPLS时可以使用标记的所有20位，因而可以同时容纳高达2^20个流（即个流）。但是，实际上几乎没有哪个MPLS实例会使用很大数目的流，因为通常需要管理员人工管理和设置每条交换路径。
(2)试验 占3位，目前保留用于试验。
(3)栈S 占1位，在有“标记栈”时使用。
(4)生存时间TTL 占8位，用来防止MPLS分组在MPLS域中兜圈子。
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