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MPLS体系结构与网络技术
摘要：MPLS是一种将IP引入ATM或帧中继等通信网络上，利用标签引导数据高速、高效传输的新技术。随着Internet的不断发展，采用带有MPLS功能的IP路由器和带有MPLS功能的ATM交换机组建未来宽带综合业务通信网，是业界迫切需要解决的问题。MPLS的价值在于能够在一个无连接的网络中引入面向连接的机制，其优点是减少网络的复杂性，能够兼容现有的各种网络技术。MPLS综合利用网络核心的交换技术和网络边缘的IP路由技术，将路由移到网络边缘，网络核心作标签转发。即边缘的路由，核心的交换。MPLS是目前普遍看好的融合ATM与IP、解决IP无连接和ATM面向连接矛盾的下一代宽带骨干网络技术。
关键词：多系以标签交换（MPLS）、体系结构、网络技术、组件
中图分类号：TP393
文献标识码：B

1、课程设计的目的
（1）培养学生正确的设计思想，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。
（2）理论联系实际，巩固所学的专业技术知识，培养自己独立思考的能力，同时提高分析和解决问题的能力。
（3）在这次课程设计中，了解并掌握MPLS体系结构及网络技术，提高查阅设计资料的能力、运用标准与规范和应用计算机等方面的能力，能够有针对性的解决问题，提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力。
2、MPLS的简单介绍
MPLS是多协议标签交换（multi-protocollabelswitching;MPLS）的简称，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。更特殊的是，它具有管理各种不同形式通信流的机制。MPLS是一种将IP引入ATM或帧中继等通信网络上，利用标签引导数据高速、高效传输的新技术。随着Internet的不断发展，采用带有MPLS功能的IP路由器和带有MPLS功能的ATM交换机组建未来宽带综合业务通信网，是业界迫切需要解决的问题。MPLS的价值在于能够在一个无连接的网络中引入面向连接的机制，其优点是减少网络的复杂性，能够兼容现有的各种网络技术。
3、MPLS的工作原理
标记交换就是根据入分组中的“标记”检索交换机内部的转发信息库，使用转发信息库给定的出口信息完成该分组的转发。所谓的“标记”短且长度定的数字，数字本身与网络层地址并无直接联系，且只具有本地意义，“标记”与网络层地址的关系就如同邮政编码与通信地址的关系，但是关系一旦确定，俩者便可以互相替代。图1是“标记”与网络层地址的关系。
168.16.1.1数据L3
R2

168.16.1.1数据L1
R1
L2
168.16.1.1数据4168.16.1.1数据

L4

图1“标记”与网络层地址的关系
Diagramonetherelationbetweenmarkandnetworkaddress
4、MPLS的体系结构
MPLS的体系结构是一种出现在OSI2.5层的连接机制，它不像ATM和FR有相关的链路层协议。它的虚连接是建立在俩个存数据报网络的节点之上（如路由器）被称为LSP，用来运载数据报通信量。MPLS基于IP路由和控制协议，就像一个介于OSI第三层和第二层之间的“垫层”，利用第二层网络提供的数据链路层服务。为IP提供面向连接的服务。因此，MPLS不被限制于任何特殊的链路层协议，利用节点现有的路由机制决定转发路径，它本身包含一系列简单的核心机制。表1为MPLS的体系结构。
网络层MPLS数据链路层物理层

表1MPLS体系结构
FigureonetheSystemstructureofMPLS
5、MPLS的主要组件
MPLS核心主组件分为转发机制和控制机制俩大类型。转发机制相对简单和固定，它主要由标记匹配算法组成，为此，每个支持MPLS的路由器，要有响应的标记信息库。而控制机制是MPLS中相对复杂多变的内容，其基本组件包括以下几个部分：
5.1基本路由处理
路由选择本身通过标准的第三层路由协议如OSPF和BGP来完成；路由协议的拓扑范围和MPLS标记交换使能的节点范围可以不同，这意味着在同一个网络中可以同时存在MPLS使能和非MPLS是能的路由器。当分组遇到非MPLS使能的节点时，可以按照现有的路由功能转发该分组。
5.2标签（Label）
MPLS关键概念及时用一个定长的、短的标记简化数据转发过程，因此，首先要定义标记的语义，然后要考虑标记的粒度，还要解决标记的分配，最后，未解决标记的可缩放性，还要定义标记栈以及相应的转发操作。
5.3MPLS封装
标记信息可以被编码成一种MPLS头也可以包含在第二层数据编码头中，因此不同的媒介类型可能使不同的标记方法。我们用MPLS封装，这个属于来统一基于标记的转发，所以，MPLS头将