概念（Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换）
- 一种根据标签转发的技术
- 可以承载在各种链路层协议上，如：PPP、ATM、帧中继、以太网
- 可以承载各种网络层报文，如：IPV4、IPV6
- 采用无连接的控制平面，实现路由信息的传递和标签的分发
- 采用面向连接的数据平面，实现报文在建立的标签转发路径上传送
实际应用场景
- VPN（Virtual Private Network，虚拟专用网）
- TE（Traffic Engineering，流量工程）
- QoS（Quality of Service，服务质量）
MPLS VPN应用
基于MPLS的VPN通过LSP将私有网络的不同分支联结起来，形成一个统一的网络，用户设备无需为VPN配置GRE、L2TP等隧道，网络时延被降到最低
MPLS TE应用
通过动态监控网络的流量和网络单元的负载，实时调整流量管理参数、路由参数和资源约束参数等，使网络运行状态迁移到理想状态，优化网络资源的使用，避免负载不均衡导致的拥塞
报文结构
| 字段 | 备注 |
|---|
| Label | 20bit，用于报文转发 |
| EXP（Experimental Use） | 20bit，用于报文转发 |
| S（Bottom of Stack） | 1bit，栈底标志，表明是否是最后一个标签（MPLS标签可以多层嵌套） |
| TTL | 8bit，类似IP头部的TTL，用来防止报文环路 |
Label
较短，定长，只有本地意义，用于唯一标识去往同一目的地址的报文分组，标签空间如下：
| 标签空间 | 备注 |
|---|
| 0-15 | 特殊保留标签，如标签3（隐式空标签，用于倒数第二跳弹出） |
| 16-1023 | 静态LSP和静态CR-LSP共享的标签空间 |
| 1024及以上 | LDP、RSVP-TE、MP-BGP等动态信令协议的标签空间 |
LSP的建立
| 方式 | 备注 |
|---|
| 静态LSP | 通过手动方式为各个FEC分配标签建立转发隧道 |
| 动态LSP | 通过标签发布协议动态建立转发隧道 |
静态LSP
- 不使用标签发布协议，不需要交互控制报文，资源消耗比较小
- 通过静态方式建立的LSP不能根据网络拓扑变化动态调整，需要管理员干预
- 适用于拓扑结构简单并且稳定的小型网络
配置原则：上游节点出标签=下游节点入标签
动态LSP
- 通过标签发布协议（LDP、MP-BGP、RSVP-TE）动态建立
- 实现对FEC的分类、标签的分配以及LSP的建立和维护等
- 组网配置简单，易于管理和维护
- 网络拓扑发生变化时，能及时反应网络状况
- 标签由下游LSR分配，按从下游到上游的方向分发
MPLS转发过程
| 术语 | 备注 |
|---|
| Tunnel ID | 为了给使用隧道的上层应用（如VPN、路由管理）提供统一的接口，系统自动为隧道分配了一个ID，也称为Tunnel ID。该Tunnel ID的长度为32bit，只是本地有效 |
| NHLFE | Next Label Forwarding Entry，下一跳标签转发表项；用于指导MPLS报文的转发。包括Tunnel ID、出接口、下一跳、出标签、标签操作类型等信息。FEC到一组NHLFE的映射称为FTN（FEC-to-NHLFE）。FIB表中Tunnel ID值不为0x0的表项，能够获得FTN的详细信息。FTN只在Ingress存在 |
| ILM | Incoming Label Map，入标签映射；入标签到一组下一跳标签转发表项的映射；ILM在Transit节点的作用是将标签和NHLFE绑定。通过标签索引ILM表，就相当于使用目的IP地址查询FIB，能够得到所有的标签转发信息 |
MPLS环路检测机制
| 机制 | 备注 |
|---|
| IGP环路检测机制 | RIP、OSPF各自的防环机制 |
| TTL环路检测 | 帧模式的MPLS中使用TTL；信元模式的MPLS中无TTL，使用LDP环路检测机制 |
| LDP环路检测机制 | 距离向量法；最大跳数法 |
TTL环路检测
MPLS对TTL的处理模式
| 模式 | 备注 |
|---|
| Uniform | MPLS TTL和IP TTL相互同步，中间节点只处理MPLS TTL |
| Pipe | MPLS TTL设置为固定值，IP TTL只在入和出节点分别减1 |
LDP环路检测
| 机制 | 备注 |
|---|
| 距离向量法 | LSR发送标签请求时，添加自己的LSR ID |
| 最大跳数法 | LSR发送标签请求时，更新Hop Count，如果到达预设的最大值，丢弃 |
距离向量法
最大跳数法
Uniform
Pipe
