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MPLS的技术优势及相关问题
赵明刘韵洁
摘要：MPLS在解决网络的扩展性、实施流量工程。同时支持多种要求特定QoS保障的IP业务等诸多方面具有得天独厚的优势。但是它在对标签合并功能的支持、解决环路问题和如何实施分类业务等方面还存在相当大的难点。MPLS像其他宽带技术一样，会不断发展，最终形成一套统一完善的宽带技术标准。
关键词：MPLS标签合并流量工程
——一、当今的Internet网络
——随着Internet的不断增长，各种新兴业务以及迎合其需求的专有网络也在不断发展，但是原先针对不同业务、同时处理多种网络连接的运营方式已经束缚了企业的发展，它们希望通过一个单一、灵活的接入设备来提供多种混合业务，并在将来执行统一的接入协议，如IP，然而，不同的业务（如语音、数据和多媒体应用等）对网络传输质量的要求差别很大，如果ISP依旧基于传统路由器发展大规模的IP网络，相关问题（如路由器转发部件的软件操作，构造高速路由器组件的开销，传统路由寻径机制在传输时难以预计的网络性能，网络无法提供针对特定业务的QoS等）将变得日益尖锐。
——相对于IP路由技术，基于ATM和帧中继的快速交换技术可利用多种转发算法（其本质就是标签交换算法）。由于这些转发算法简单有效，因而被直接固化到交换机硬件内部。与传统的IP路由机制相比，L2层的快速交换技术具有很高的性能价格比。
——为解决上述IP网络存在的问题，每个ISP都渴望寻求一种能够结合快速交换技术和IP路由技术中各自优势的网络解决方案，由此标签交换技术应运而生。标签交换技术就是致力把L2层交换技术的最优属性（通常由ATM或帧中继具体实现），与L2层路由技术的最优属性（由IP具体实现）紧密结合起来，其中多协议标签交换（MPLS）是目前标准最统一、最具发展前景的标签交换技术。MPLS由Internet工程任务小组（IETF）制定，始于1997年初，它被设计成为能够符合大规模电信级网络所必须遵循的各种属性。其目标是实现在大规模IP网内，通过ATM和帧中继等多种媒介实现保证QoS的快速交换，因而MPLS的出现对于网络发展将具有革命性的意义。
——二、MPLS技术中的关键概念
——由于MPLS技术可适用于任何网络层协议，故称为多协议（multiprotocol），目前主要是致力于传输IP业务。同时，多协议也表明MPLS技术的应用并不局限于某一特定的链路层媒介，即采用MPLS技术，网络层的数据包可以基于多种物理媒介进行传送，如ATM、帧中继、租赁专线／PPP等。在MPLS网络中的关键元素是标签交换路由器（LSR），它具备了理解和参与IP路由与L2层交换的能力。MPLS要求LSR参与IP路由，其转发机制与传统逐跳路由判决机制的区别很大。结合上述多种传输技术，通过一种单一的操作模式，MPLS可以避免在L2层与L3层之间因相互操作而产生的相关问题，同时确保两种机制独立运行。LSR通过L3层的标准路由协议（如OSPF）进行寻径操作。从而获得整个网络的拓扑结构，由此获悉的路由信息将用来对特定IP报文分配相应的标签（Label）。从端到端的角度上来看，标签用于确定端点之间IP报文的传输路径，这种路径被称为标签交换路径（LSP）。LSP是通过MPLS的核心协议——标签分配协议（LDP）在LSR对等体（Peer）之间建立的，其本质上与交换技术定义的VC连接十分相似。在传输IP报文时，MPLS标签边缘路由器（LER）通过特定判决机制，对报文进行标签封装，随后将携带特定标签的报文转发到网络内部升级后的交换机（如ATM-LSR或LSR），它们在接收到相应IP报文后通过内部的标签信息库（LIB）进行标签查询与交换并沿着LSP转发报文。
——三、MPLS的技术优势
——MPLS在解决网络的扩展性、实施流量工程、同时支持多种要求特定QoS保障的IP业务等诸多方面具备得天独厚的技术优势。下文将详细分析MPD的技术特点。
——1．扩展性
——目前多数网络基于IPoverATM／帧中继的重叠模型组网方式。无论是对于路由协议的影响,还是对管理大量虚电路时所造成的负担而言，都存在很大的局限性。由于MPLS技术采用的标签分配协议仅在相邻的LSR对等体之间进行通信，每台LSR均可根据网络层的拓朴建立相应的LSP，因而有效解决了重叠模型中因全网状连接所带来的N2条逻辑链路的扩展问题。
——2．利用单一的转发机制同时支持多种业务
——MPLS利用短小且长度固定（4字节）的标签，采用精确匹配的寻径方式取代了传统路由器的最长匹配寻径方式。相比较而言。标签的编码结构远比IP报头封装机制简单，因此MPk技术可以通过升级现有网络设备，很容易地构建高速交换的LSR。
——传统上ISP总是通过专门化的网络把多种业务划分开，以适应各种特定业务的