基于mpls技術(shù)的vpn網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-09 08:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 PLS 即是多標(biāo)志交換協(xié)議。標(biāo)簽是 LSR 用于轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)的定長頭，它的格式依賴于 OSI 體系結(jié)構(gòu) 的鏈路層網(wǎng)絡(luò)的類型。在 ATM 中 FR 作為鏈路層時(shí)，IETF 建議直接采用 VPI/VCI 或 DLCI 作為標(biāo)記。如 Ether， PPP 等一些沒有內(nèi)部標(biāo)記結(jié)構(gòu)的鏈路層就在二、三層間加上規(guī)定格式的 32b 定長標(biāo)記。其中： Label 長度為 20b，標(biāo)簽值字段，它用于轉(zhuǎn)發(fā)的地址。 Exp 長度為 3b，此段保留，沒有明確規(guī)定，通常用于服務(wù)業(yè)務(wù)等級(jí)（ Class of Service, CoS）。 S 長度為 1b，此段是堆棧標(biāo)識(shí)符，用于標(biāo)識(shí) MPLS 標(biāo)簽是否為最底層的標(biāo)簽（值為 1 表示是）。 TTL 長度為 8b，此段表示生存周期，用于避免 路由環(huán)路，每經(jīng)過一個(gè)路由器，TTL 的值減 1（值為 0 即表示無論該數(shù)據(jù)包是否傳送到目的地，網(wǎng)絡(luò)都將其丟棄）。 標(biāo)簽可以包含一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記條目。所有條目都由上述的 4 個(gè)字段組成，多個(gè)標(biāo)記條目的有序集合就構(gòu)成了標(biāo)記棧。在 MPLS VPN 網(wǎng)絡(luò)中，為了加快轉(zhuǎn)發(fā)速度，使用兩級(jí) MPLS 標(biāo)簽。第 1 級(jí)標(biāo)簽與到達(dá)一個(gè)出口 PE 路由器的路由關(guān)聯(lián)。第2 級(jí)標(biāo)簽控制分組在出口 PE 路由器上的轉(zhuǎn)發(fā)。 MPLS 網(wǎng)絡(luò)工作原理 MPLS 的出現(xiàn)是源于早期的 IP 交換，其目的是將各種 IP 路由和 ATM 交換技術(shù)兼容并蓄，以提供一種更具有彈性、擴(kuò)充性 以及效率更高的寬帶交換路由。與標(biāo)記交換（ Tag Switching）、 ATM 交換技術(shù)等技術(shù)類似， MPLS 引入了標(biāo)記（ Label）的概念，在 MPLS 網(wǎng)中數(shù)據(jù)的傳輸靠標(biāo)記引導(dǎo)。 MPLS 主要的作用是在無連接的 IP協(xié)議平臺(tái)基礎(chǔ)上，建立面向連接的傳輸，能夠?yàn)閿U(kuò)展性、 VPN、 QoS 以及與 ATM的互操作提供解決方案 [1]。一個(gè) MPLS 網(wǎng)絡(luò)的核心結(jié)構(gòu)組成為：標(biāo)記邊緣交換路由器（ Label Edge Switch Router, LER）、標(biāo)記交換路由器（ LSR）。通過標(biāo)記分發(fā)協(xié)議 LDP,LER 和 LSR、 LSR 和 LSR 之間完成標(biāo)記信息的分發(fā)。網(wǎng)絡(luò)路由信息來自一些共同的路由協(xié)議，如開放式最短路徑優(yōu)先（ Open Shortest Path First, 6 OSPF）、邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（ Boundary Gateway Protocol, BGP），根據(jù)路由信息決定如何完成交換路徑 LSP 的建立。 當(dāng)一個(gè)未被標(biāo)記的分組（ IP 包、幀中繼或 ATM 信元）到達(dá) MPLS 標(biāo)記邊緣路由器（ LER）時(shí)，入口 LER 根據(jù)輸入分組頭查找路由表以確定通向目的地的標(biāo)記交換路徑 LSP，把查找到的對(duì)應(yīng) LSP 的標(biāo)記插入到分組頭中，完成端到端 IP 地址與 MPLS標(biāo)記的映射。每個(gè) MPLS節(jié)點(diǎn)的標(biāo)記都放在一個(gè)所謂的標(biāo)記信息庫（ LIB）中，這時(shí)需要用最短路徑優(yōu)先（ OSPF）、邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（ BGP）等傳統(tǒng)路由協(xié)議，而且采用 MPLS 的標(biāo)記分發(fā)協(xié)議（ LDP）將其轉(zhuǎn)發(fā)到下一跳的標(biāo)記交換路由器 LSR。核心 LSR 接收到標(biāo)記 IP 數(shù)據(jù)包后，將標(biāo)記抽出并作為索引查找 LSR 中的標(biāo)記轉(zhuǎn)發(fā)信息表，如標(biāo)記轉(zhuǎn) 發(fā)信息表中有相應(yīng)的項(xiàng)，則將輸出標(biāo)記添加到包頭，并替代了標(biāo)記的 IP 數(shù)據(jù)包發(fā)送到下一跳的輸入接口。這個(gè)以新標(biāo)記取代舊標(biāo)記的過程在 MPLS 中稱為標(biāo)記互換，各個(gè)中間的路由器以相同的方法轉(zhuǎn)發(fā) IP 數(shù)據(jù)包，直到數(shù)據(jù)包到達(dá)離開 MPLS 域的標(biāo)記邊緣路由器（ LER）。當(dāng) IP 數(shù)據(jù)包從核心 LSR 到邊緣 LER 時(shí)，邊緣 LER 發(fā)現(xiàn)該 IP 數(shù)據(jù)包的出口時(shí)一個(gè)非標(biāo)記接口， MPLS 的出口標(biāo)記路由器將完成標(biāo)記與 IP 地址的映射，將 IP 數(shù)據(jù)包中的標(biāo)記去掉后繼續(xù)進(jìn)行基于第三層的 IP 轉(zhuǎn)發(fā)。 [1]MPLS 技術(shù)的真正優(yōu)勢(shì)在于它提供了控制和轉(zhuǎn)發(fā)的完全分離。 在 MPLS 上實(shí)現(xiàn) VPN MPLS/VPN 中標(biāo)簽分組的轉(zhuǎn)發(fā) 圖 MPLS VPN 拓?fù)鋱D 7 通過 MPBGP 協(xié)議各個(gè) VPN 用戶路由器學(xué)習(xí)到正確的路由，現(xiàn)在看看圖 中如何轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)的。 （ 1） RT6 接收到發(fā)往 RT8 的 IP 數(shù)據(jù)包，查詢路由表，把該 IP 數(shù)據(jù)包發(fā)送到 RT4。
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