浅析多协议标签交换技术MPLS特点

2020-09-25 17:04:26 云杰通信 100

浅析多协议标签交换技术MPLS特点

  我们将多协议标签交换技术分解成几个最主要的要素,希望能帮助大家理解这一技术的工作原理。而且为了方便理解,我们会用一个有趣的比喻来形容多协议标签交换网络的工作原理。

  数据包将好像夹心糖果

  从根本上说,多协议标签交换是一种转发和传递数据包的有效方式,而这两个要素也是数据得以在互联网上传输所依赖的基础。数据包由两个主要部分组成:一是标头,它可以告诉网络将数据包送到什么地址以及怎样将数据包送到目的地;另一个是有效载荷,即数据本身。在没有多协议标签交换的网络中,路由器必须对数据标头进行分析,然后在确定数据包目的地之前,确定数据包应该被转发到哪一个路由。

  我们可以将数据包比作夹心棒棒糖,糖果的外层是标头,糖果里面则相当于装载的数据。假设我们有这样一间制造棒棒糖的工厂,工厂需要生产多种口味的棒棒糖,然后将其分装到不同纸箱中,再分送到零售店中。假设工厂主已经设计了一个糖果分类机,这个机器产出各种口味的糖果后,可根据味道将其转发到相应的包装箱中。为了确定每种糖果的口味,该机器必须分析糖果的外层的要素,并根据不同的口味特征和每个糖果的颜色标记为其分类。

  可以想象,假设有三种不同的糖果,分别为橘子口味,樱桃口味和草莓味。在分类机的第一步,选色器要通过颜色分析来决定糖果的颜色特征,然后将其转发到相应的包装箱中,如将橘红色的确认为橘子口味。但是选色器无法区分樱桃味和草莓味的颜色,于是必须将这两种口味的糖果转发给下一个选择器,以便更深层次地分析糖果的外层特征。这样做可能降低糖果的选择效率,因为每个选择器都需要时间对糖果外层进行分析。

  多协议标签交换

  在这种情况下,多协议标签交换技术就有了用武之地。与之前在每个选择器处对所有糖果的外层要素进行分析不同,多协议标签交换技术就相当于一种新的分类机,它在选择糖果的最初阶段对所有糖果的各个要素进行了全面分析,并且为其进行包装。这种包装上清楚地标识了糖果的口味,因此等于给分类机提供了一条明确的发送路径。所以,使用了这种新技术的机器不再需要浪费时间来分析糖果的化学成分,只需读取标签内容,然后直接将其转发到合适的包装箱即可。

  多协议标签交换技术的工作原理与上面的描述类似。当数据包输入到使用多协议标签交换技术的网络中,数据包会通过一个标签边缘路由,且数据包会被贴上一个标签堆栈,该标签上面就为数据包指定了一个转发等价类(FEC),这个转发等价类会告诉每个路由要将数据包发送到哪个地址,而不再需要对数据包的标头进行剖析。每个标签都包含四个要素:一个20比特的标签值;一个3比特流量类别域,一个8比特实时域时长以及1比特底部堆栈标志。其中3比特流量类域用来指定服务质量,优先权和显式堵塞通知;实时域的时长指定了数据包的最大发送量;底部堆栈标志表明所发送的是堆栈最后一个标签。

  使用这一标签技术不仅简化了转发数据包的过程,还有利于减轻网络处理流量的压力。因为多协议标签交换技术不考虑协议,所以它可以处理来自ATM,帧中继,SONET或以太网的数据包。换句话说,一个使用多协议标签交换技术的网络可以提取多种网络中的数据包,然后为其贴上标签,再根据标签内容,将数据包转发到正确的目的地。

  让我们回到之前的糖果比喻中,假设我们的糖果工厂甲购买了另一家糖果公司乙,而且要将使用了多协议标签交换技术的分类机投入新公司的生产中。那么就有必要区分糖果的生产公司名称——基于标签边缘路由的分类机仍然可以将糖果进行合适包装,然后再将其转发到最终目的地。