隨著ASIC技術的發(fā)展，路由查找速度已經(jīng)不是阻礙網(wǎng)絡發(fā)展的瓶頸。這使得MPLS在提高轉發(fā)速度方面不再具備明顯的優(yōu)勢。

但由于MPLS結合了IP網(wǎng)絡強大的三層路由功能和傳統(tǒng)二層網(wǎng)絡高效的轉發(fā)機制，在轉發(fā)平面采用面向連接方式，與現(xiàn)有二層網(wǎng)絡轉發(fā)方式非常相似，這些特點使得MPLS能夠很容易地實現(xiàn)IP與ATM、幀中繼等二層網(wǎng)絡的無縫融合，并為流量工程TE（Traffic Engineering）、虛擬專用網(wǎng)、服務質量QoS（Quality of Service）等應用提供更好的解決方案。

那今天我們就拿好小本本 認真了解MPLS多協(xié)議標簽交換MPLS：

在傳統(tǒng)的IP轉發(fā)機制中，路由器是基于CPU（軟轉發(fā)）和模糊匹配的方式進行數(shù)據(jù)轉發(fā)，轉發(fā)效率非常低；MPLS目的就是取代傳統(tǒng)IP的轉發(fā)機制；通過在IP數(shù)據(jù)包前添加標簽，在路由器上形成LFIB表，路由器在數(shù)據(jù)轉發(fā)時基于ASIC精確匹配標簽進行轉發(fā)，從而大大提高了三層的轉發(fā)效率。

注：隨著ASIC技術的發(fā)展，當前路由器的硬件性能和速率都比較高了，MPLS的優(yōu)勢已經(jīng)不是很明顯了；現(xiàn)在MPLS的優(yōu)勢主要體現(xiàn)于其擴展應用方面，如MPLS-TE流量工程和服務質量QoS。

1工作原理

MPLS是一項旨在網(wǎng)絡中提高IP包轉發(fā)速率的技術，它需要在一個傳輸網(wǎng)絡中整體部署（運營商內網(wǎng)）。

對于部署了MPLS的網(wǎng)絡，會在網(wǎng)絡入口處的路由器上對進入流量進行分類，然后為不同類別的流量打上一個標簽。

流量進入網(wǎng)絡后就被打上了不同的標簽；網(wǎng)絡內部的路由器在收到流量的時候，是按照標簽來進行流量轉發(fā)的，不再去查找IP路由表；流量發(fā)出網(wǎng)絡時就被移除標簽。

MPLS的報頭和報文封裝：

Layer2/MPLS*x/IPv4/DATA/FCS，可包含多重標簽

超詳細MPLS學習指南 手把手帶你實現(xiàn)IP與二層網(wǎng)絡的無縫融合標簽長度：20bits，取值0-1048575,0-15是特殊標簽，其他正常使用。

EXP（試驗位）長度3bits，用于二層QOS

S（標記位）長度1bit，用于表示是外層標簽/內層標簽。

TTL長度8bits

MPLS有兩種封裝模式：幀模式和信元模式（ATM）。

幀模式封裝是直接在報文的二層頭部和三層頭部之間增加一個MPLS標簽頭,以太網(wǎng)/PPP采用這種封裝模式。

2路由器的交換機制

1.進程交換：路由器針對收到的每個數(shù)據(jù)包都需要進行三層和二層表項的查詢，其中三層表項查詢是為了確定出接口和下一條，二層表項查詢（ARP）是為了獲取目的MAC地址實現(xiàn)二層的重新封裝；并且是基于CPU進行查詢，效率很低。

2.快速交換：也稱為網(wǎng)流式交換（一次路由多次交換或一次查表多次轉發(fā)）。

基于數(shù)據(jù)流進行轉發(fā)，路由器可以基于流量的七元組（源目IP地址、源目端口號、協(xié)議號、ToS字段、相同的入接口）進行數(shù)據(jù)流歸納。

將滿足相同七元組條件的數(shù)據(jù)包形成一股流，在進行數(shù)據(jù)轉發(fā)的時候提取這股流的第一個數(shù)據(jù)包查三層表確定出接口查二層表確定封裝信息，并把轉發(fā)第一個數(shù)據(jù)包使用的出接口和封裝信息整合形成一個cache并緩存在ASIC芯片中，針對這股流的后續(xù)數(shù)據(jù)包不再進行三層數(shù)據(jù)查詢直接基于ASIC緩存的cache進行轉發(fā)。

3.思科急速轉發(fā)CEF：思科私有轉發(fā)機制，路由器啟用CEF，會形成兩張表，保存在ASIC中。

3轉發(fā)信息庫FIB

是一張三層表，裝的是經(jīng)過優(yōu)化的路由條目，基于路由表進行下載得到的，主要優(yōu)化了下一跳地址，在下載前將所有路由的非直連下一跳地址整合為直連的下一跳。

路由表條目發(fā)生變更的時候FIB表也會自適應進行改變，在確定出接口后，F(xiàn)IB中還有資源聯(lián)動鄰接表，可以確定二層封裝信息。

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