什么是MPLS
MPLS(多协议标签交换)会在数据包首次进入网络时附加一个简短的数字标签,此后每一跳都只依据这个标签转发,而不必重新分析完整的IP头部。相比每一跳都要分析整个IP头部并重新计算最佳路径的普通路由,它的处理速度更快;而且由于它可以承载IP之外的多种协议,因此得名“多协议”。
标签交换的基本原理
数据包进入MPLS网络时,会在IP头部和数据链路头部之间插入一个简短的标签。网络内部的设备只需读取这个标签值,就能把数据包转发到预先确定的下一跳,而无需重新检查完整的目的IP地址。当数据包接近目的地时,标签会被剥离,恢复成普通的IP数据包。
LER与LSR的角色差异
标签边缘路由器(LER)位于MPLS网络的入口和出口,负责给进入的IP数据包打上标签(入口)或摘除标签(出口)。标签交换路由器(LSR)则位于网络内部,只依据标签值把数据包转发给下一台设备。由于内部设备无需重新查看IP地址,处理负担因此降低。
转发等价类(FEC)的概念
FEC(转发等价类)是指“可以用相同方式处理的一组数据包”。例如,前往同一目的地址段的数据包,或者需要相同服务质量(QoS)的流量,都可以归入同一个FEC并分配相同的标签,从而让路由决策以组为单位进行,而不必逐包处理。
MPLS VPN与标签堆叠
MPLS支持将多个标签层层叠加的“标签堆叠”结构。MPLS VPN正是利用这一特性,让运营商可以在同一条物理骨干网络上,用标签区分并隔离多个企业客户的流量,使其互不混杂——这是在企业各分支机构之间低成本搭建专用网络的常见方式。
MPLS流量工程(MPLS-TE)
普通IP路由往往会把流量集中在单一的最短路径上,而MPLS流量工程(TE)则允许管理员主动把特定流量引导到虽非最短、但较为空闲的其他路径上。这有助于运营商骨干网这类存在多条可用路径的大型网络更均衡地利用带宽。
与普通IP路由、SD-WAN的关系
MPLS由于路径稳定、易于保证服务质量(QoS),长期以来一直是企业专线的标准技术,但依赖运营商线路使其建设和扩容成本较高。这也推动了将MPLS与SD-WAN搭配使用的趋势——SD-WAN通过软件在普通互联网线路上智能组合多条路径——或者用SD-WAN替换部分线路,形成混合架构。