MPLS VPN的工作原理是怎样的?

2020-10-27 10:51:25 云杰通信 124

MPLS VPN的工作原理是怎样的?

MPLS VPN是一种基于MPLS技术的IP VPN,是在网络路由和交换设备上应用MPLS(Multiprotocol Label Switching,多协议标记交换)技术,简化核心路由器的路由选择方式,利用结合传统路由技术的标记交换实现的IP虚拟专用网络(IP VPN)。这种基于标记的IP路由选择方法,要求在整个交换网络中间所有的路由器都识别这个标签,运营商需要大笔投资建立全局的网络。而且跨越不同运营商之间,如果没有协调好,标签无法交换。

标记是一个能够被路由器识别理解的数据位,可以被用来代表逐跳式或者显式路由,并指明服务质量(QoS)、虚拟专网以及影响一种特定类型的流量(或一个特殊用户的流量)在网络上的传输方式等各类信息。MPLS可以提供每个IP数据包一个标记,将之与IP数据包封装于新的MPLS数据包,由此决定IP数据包的传输路径以及优先顺序,而与MPLS兼容的路由器会在将IP数据包按相应路径转发之前仅读取该MPLS数据包的包头标记,无须再去读取每个IP数据包中的IP地址位等信息。

IP包在边界路由器分配一个标记。自此,MPLS设备就会自始至终查看这些标记信息,将这些有标记的包交换至其目的地。由于路由处理减少,网络的等待时间也就随之缩短,而可伸缩性却有所增加。MPLS数据包的服务质量类型可以由MPLS边界路由器根据IP包的各种参数来确定,如IP的源地址、目的地址、端口号、TOS值等参数。

以大家比较好理解的物流系统作比喻。MPLS是在包裹上面打上一个特定的标签,要求整个物流系统的搬运环节都能够理解这个标签的意义,然后根据这个标签发送这个包裹。即使这个物流系统再繁忙,这类包裹的传输质量能够得到保证。但是这是有前提条件的,要求所有的搬运环节(搬运工)能够理解包裹的含义,例如: 1314信箱。并且能够理解加急、紧急等不同的字眼,不同的物流公司(对应不同的运营商),由于标签不统一,直接互通就很困难。

对于到达同一目的地的IP包,可根据其TOS值的要求来建立不同的转发路径,以达到其对传输质量的要求。同时,通过对特殊路由的管理,还能有效地解决网络中的负载均衡和拥塞问题。当网络中出现拥塞时,MPLS可实时建立新的转发路由来分散流量以缓解网络拥塞。

MPLS转发原理:

Mpls报头可以被插入在第二层报头和第三层报头之间以插入多个Mpls报头。路由器接收数据包,查看数据包的标签(MPLS报头),查找标签转发表,并根据标签转发表转发数据。标签转发表由LDP协议生成。

IP报头的长度为20个字节,而MPLS报文头的长度为4个字节。基于Mpls转发的效率高于基于IP转发的效率。

IP网络逐跳转发数据,接收数据包并找到路由表并将其发送到下一跳。不在乎下一跳路由器将数据包发送给谁。在MPLS网络中,标签是预先分配的,并且会生成LSP。

IP逐跳转发。在经过的每个跃点上,必须执行路由表的最长匹配查找(可能多次),并且速度很慢。MPLS标签转发建立标签转发通道(LSP)。对于通过预分配标签的数据包,每个通过通道的设备仅需要进行一次标签交换(快速搜索)。