1. MPLS简介
MPLS（多协议标签交换）是一种在数据链路层与网络层之间插入一个标签交换层的网络技术。它支持多种网络层协议，如IPv4/IPv6和IPX，从而实现了基于标签的数据交换。MPLS常用于提高数据传输效率、支持VPN服务以及实现流量工程。
2. MPLS的特点
- 标签交换：MPLS使用标签来转发数据，而不是传统的IP地址。
- 2.5层技术：MPLS位于二层和三层之间，使得数据转发更加高效。
- 支持多种网络层协议：MPLS对三层所使用的协议不敏感，能够支持IPv4/v6等多种网络层协议。
- 高效的数据转发：MPLS通过标签交换转发数据，相比于传统的数据包交换，具有更高的效率。
- MPLS VPN和MPLS TE：MPLS技术支持VPN服务和流量工程，增强了网络服务的灵活性和可管理性。
3. MPLS的工作模式
- 帧模式：在以太网帧中添加MPLS标签。
- 信元模式：在ATM信元中添加MPLS标签。
4. MPLS的数据层面与控制层面
- 控制层面：LDP（标签分发协议）、TDP（标签分配协议）、MP-BGP（多协议BGP）、Rsvp（资源预留协议）等用于标签的分发和控制。
- 数据层面：使用LIB（标签信息库）和FIB（转发信息库）优化数据转发，实现基于标签的转发机制。
5. MPLS术语解释
- FEC（转发等价类）：指具有相同转发处理方式的一类数据。
- LSR（标签交换路由器）：执行标签交换的路由器，负责标签的交换和去除。
- E-LSR（边界标签交换路由器）：位于MPLS网络边界的路由器，负责为来自IP网络的流量添加标签，以及在离开MPLS网络时去除标签。
- LSP（标签交换路径）：MPLS数据包通过的路径。
- LIB（标签信息库）：存储本地标签分配信息和从其他LSR接收的标签信息。
- FIB（转发信息库）：存储基于标签的数据转发信息。
- LFIB（标签转发信息库）：包括LIB和FIB的信息。
6. MPLS标签的结构
- 标签长度为20位，范围从16到220。
- EXP字段：3位，用于区分不同的服务等级或进行QoS管理。
- S字段：1位，表示标签是否为栈底标签。
- TTL字段：8位，用于防止标签交换环路。
7. 标签分发协议
- MP-BGP：用于在MPLS VPN中分发标签。
- LDP和TDP：两种标签分发协议，其中LDP是工业标准，TDP是Cisco私有协议。LDP基于TCP（端口646）或UDP（组播地址224.0.0.2）通信。TDP基于UDP（端口711），并使用组播地址255.255.255.255进行广播发送。
- LDP邻居发现：通过发送LDP Hello报文建立邻居关系，周期为5秒，超时时间为15秒。
- LDP会话建立：通过发送LDP初始化报文和Keepalive报文来建立会话，并进行标签的分发。
8. MPLS优化机制
- 倒数第二跳弹出：当MPLS报文到达除最外层标签外的所有标签都已经弹出的LSR时，只会弹出最外层标签，减少了对E-LSR的压力。
- 标签的本地意义：标签只在本地有效，不同LSR可以对同一FEC分配不同的标签。
- 异步分发：标签的分发是异步的，即不同LSR可能以不同的速度接收到标签信息。
9. 配置实例
- 在路由器R2、R3和R5上启用MPLS。
- 在所有路由器上启用EIGRP协议，并配置相应的网络。
- 在接口上启用MPLS，例如：