计算机网络：（十一）多协议标记交换 MPLS

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前言

• 前面我们讲解了计算机网络中网络层的相关知识，包括网络层转发分组的过程、网际控制报文协议（ICMP），以及网络层的重要概念和网际协议（IP），互联网的路由选择协议、IPV6与IP多播。

• 接下来，我们继续讲解计算机网络中网络层的其他知识。

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一、传统网络的问题

• 我们知道，网络中的数据包要从A到B，得靠路由器转发。
  

• 传统的IP路由转发有个特点：每经过一个路由器，都要拆开数据包的IP头，查一遍路由表，确定下一跳。

就像我们寄快递，每个中转站都要拆开包裹看收件人详细地址（省、市、区、街道），再决定发往下一个中转站。如果是全国性的大物流网络，每天上亿个包裹，每个都拆包查地址，效率肯定低。

在大型网络（比如运营商骨干网、企业跨地域网络）中，数据包要经过几十上百个路由器，传统路由的“逐跳查路由表”就成了瓶颈——速度慢，还难保证转发的稳定性。

二、MPLS：给数据包贴个“标签”

MPLS（多协议标记交换）的核心思路很简单：在数据包进入网络前，先给它贴一个“标记”，后面的转发设备不用再查详细地址，看这个标记就知道往哪送。

类比一下：快递总部先给每个包裹贴个“区域标签”（比如“华北区”“华东区”），中转站看到标签，不用拆包看详细地址，直接按标签送到对应大区的分拣中心，最后再拆标签处理细节。

三、MPLS的工作流程

1. 入站

当数据包第一次进入MPLS网络时（比如从你的公司内网进入运营商骨干网），第一个处理它的设备（叫“入站LSR”，可以理解为“入口标记路由器”）会做两件事：

• 查路由表，确定这个数据包最终要去哪；
• 给它分配一个“标记”（比如数字“5”），并把“标记5→下一跳”记在自己的“标记转发表”里；
• 给数据包戴上这个标记（就像给包裹贴标签），然后发往下一跳。

2. 中间

中间的路由器（叫“中间LSR”）收到带标记的数据包后，不查IP路由表，只看标记：

• 比如收到标记“5”，直接查自己的“标记转发表”：“标记5→下一跳是设备X”；
• 把数据包转发给设备X，甚至可以换个新标记（比如设备X的标记表中“5”对应“8”，就把标记换成8再发）。

这里的关键是：标记是“局部”的，每个设备的标记表只在自己范围内有效（就像不同中转站的标签编码可能不同，但不影响整体流程）。

3. 出站

当数据包快离开MPLS网络时（比如从运营商骨干网进入目标公司内网），最后一个设备（叫“出站LSR”）会撕掉标记，让数据包恢复成普通IP包，按传统路由方式送到最终目的地。

四、MPLS的能力

1. 速度快：中间设备不用逐跳查路由表，查标记转发表（类似“字典查字”）比查路由表（类似“翻书找章节”）快得多，适合大型网络。

2. 支持“多协议”：不管数据包是IP、以太网还是ATM格式，都能贴标记转发（这就是“多协议”的由来），兼容性强。

3. 轻松实现“特殊需求”：

   • 比如“QoS（服务质量）”：给高优先级的数据包（如视频通话）贴特殊标记，让网络优先转发；
   • 比如“VPN”：不同企业的数据包贴不同标记，即使走同一条物理线路，也能隔离成独立的“虚拟通道”，互不干扰。

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以上就是本篇博客的全部内容，下一篇我们继续探讨计算机网络里面的知识。

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