认识

早期广域网常用的数据链路层协议包括 PPP、HDLC、ATM 等。在 90 年代中期，互联网流量的快速增长，随着全网 IP 化的演进，基于 IP 技术的 Internet 快速普及，但基于最长匹配算法的 IP 技术必须依赖路由器查询路由表来完成转发，但由于硬件技术而转发性能低，所以基于路由器查表转发的 IP 技术的转发性能成为当时限制网络发展的瓶颈；

传统的 IP 转发采用的是逐跳转发：所有路由器需要知道全网的路由；IP-Header 不定长，处理效率低；传统 IP-Forwarding 是面向无连接（不会提前计算转发路径）的，无法提供较好的端到端 QoS 保证；数据报文经过每一台路由器，都要被解封装查看报文网络层信息，然后根据路由最长匹配原则查找路由表指导报文转发。各路由器重复进行解封装查找路由表和再封装的过程，所以转发性能低；

在网络发展初期，为了满足不同的业务需求，存在着不同的网络形态，例如 X.25 网络、FR 网络、ATM 网络和 IP 网络。这些网络之间不仅不能互联互通，而且还存在着竞争，其中最为主要的是 ATM 网络和 IP 网络之间的竞争。ATM 是一种采用固定长度信元交换方式传输数据的技术，采用面向连接的方式建立路径，可以提供更好的 QoS。ATM 的设计哲学是“以网络为中心，提供可靠传输”。ATM 的设计理念充分体现了电信网络对可靠性和可管理性的要求，因此在早期的电信网络中得到了广泛的部署。IP 网络的设计理念正好相反，IP 是一种无连接的通信机制，仅提供尽力而为的转发能力，报文长度也不固定，依靠传输层 TCP 来保证传输可靠性，网络层简单可用即可。IP 网络的设计理念体现了计算机网络的“以端为中心，尽力而为”的思想，满足计算机网络的业务需求。这两者的竞争实际是电信网络和计算机网络之间的竞争。随着网络规模扩大、网络业务变多，ATM 网络的复杂度和管理成本均高于 IP 网络。电信运营商在成本和收益的多重作用下，ATM 网络逐渐被 IP 网络取代；

虽然 IP 比起 ATM 更适合计算机网络的发展，但是计算机网络也需要一定的 QoS 保障。为了弥补 IP 网络 QoS 的不足，业界提出过诸多 IP 与 ATM 网络融合的技术，例如 LANE(Local Area Network Emulation，局域网仿真）、IPoA(IP over ATM）等。但是这都只能解决部分问题，直到 1996 年 MPLS 的出现更好解决此问题；

MPLS（Multiprotocol Label Switching，多协议标记交换），起源于 IPv4，其核心技术可扩展到多种网络协议，包括 IPv6、IPX、Appletalk、DECnet、CLNP 等。

MPLS 的 Multiprotocol 指的就是支持多种网络协议。

2001, RFC 3031, https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc3031

最初：为了提高路由器的转发速度而提出的。与传统 IP-Routing 相比，它在数据转发时，只在网络边缘解析 IP-Header（而非在每一跳都解析），后续节点只基于 Label 转发，减少软件处理流程节约了处理时间。

现在：随着路由器性能的提升，路由查找速度已经不是阻碍网络发展的瓶颈，这使得 MPLS 在提高转发速度方面不再具备明显的优势。但是 MPLS 支持多层标签和转发平面面向连接的特性，使其在 VPN、TE、QoS 等方面得到广泛应用。

组成

MPLS 是种介于 Layer 2 和 Layer 3 间的 2.5 层技术，为面向无连接的 IP 网络增加面向连接的属性。早期的 MPLS 标签转发能提高 IP 网络的转发效率，随着硬件能力提升此优点已不明显，但是面向连接的标签转发为 IP 网络提供很好的 QoS 保障，同时可以很好的支持 TE、VPN、FRR 技术。

MPLS 位于 TCP/IP 协议栈中的 Layer 2 和 Layer 3 之间，可以向所有网络层提供服务；

在 TCP/IP 中，MPLS 在 L2 和 L3 间增加额外的 MPLS-Label（标签是个短而定长且仅具有本地意义的标识符），设备通过解析 MPLS-Lable，基于 MPLS 头部实现数据快速转发。

在 MPLS 中，节点运行 OSPF（或其他路由协议）、LDP（标签分发协议），每个路由都有标签。在 MPLS Domain 中，路由器会为数据包添加标签（在数据链路层和网络层间），每一跳会进行标签转换（成为另一个标签），然后进行路由转发，而无需查找路由表；

构造

WIP

性质

MPLS VPN 的主要优点包括但不限于以下几项：

• 实现“一点接入，全网连通”，支持异种介质的互连。而不像传统专线那样在每一对用户设备间采用同样的介质连接，可方便地提供普遍服务；
• 实现“弹性带宽”，采用流量监管技术，在保证用户基本带宽的同时，对突发流量尽力而为，同时基本带宽也可以“软扩容”，即根据用户的需求在一个范围内连续选择；
• 在资源隔离或隧道绑定的 MPLS VPN 技术保证下，充分保证每个 VPN 的专有带宽，满足各类业务有不同的用户，不同的流量模型，不同的 QoS 要求；

高效：在 MPLS Label 指导报文转发的过程中，使用本地标签查找替代传统 IP 转发的路由查找，大大提高转发效率；
灵活：MPLS 转发过程中使用的标签，既可以通过手工静态配置，又可以通过动态 LDP 分配；
多协议支持：鉴于 MPLS-Header 在 LAYER-3-HEADER 前，所以能够向所有网络层提供服务；

MPLS 是种 IP 骨干网技术，也是种隧道技术，在 IP 路由和控制协议的基础上，向网络层提供面向连接的交换，能够提供较好的 QoS 保证；
根据部署的不同，MPLS VPN 可分为 MPLS L2 VPN 或者 MPLS L3 VPN；

应用

目前，MPLS VPN 的主要应用包括企业互连和虚拟业务网络。IP/MPLS 网络取代了 ATM、FR 和 X.25 等专用网络，最终 MPLS 被应用于 IP 骨干网、城域网、移动承载网等多种网络场景，用于支持多业务综合承载，实现了互联网的 ALL IP 化；

企业互连应用

可通过 MPLS VPN 将分布在各地的分支机构、出差员工、合作伙伴的 IP-Network 连接在一起；

MPLS VPN，该网络一般由运营商搭建，VPN 用户购买 VPN 服务来实现用户网络间（分公司和总公司）的路由传递、数据互通等。企业可以自建 MPLS 专网，也可以通过租用运营商 MPLS 专网的方式获得 MPLS VPN 接入服务；

虚拟业务网络

可在同一物理网络上运行多种业务，如 VoIP、IPTV 等，为每个业务建立独立 VPN，实现业务隔离；

参考

Multiprotocol Label Switching – Wikipedia