4.2 MPLS技术概述

Internet在近些年中的爆炸性增长为服务提供商（ISP）提供了巨大的商业机会，同时也对其骨干网络提出了更高的要求。人们希望IP网络不仅能够提供E-Mail上网等服务，还能够提供语音、图形、视频等宽带实时性业务。早期在世界范围内存在两大核心网络技术：计算机界倡导且应用广泛的IP网络技术和电信界推崇的ATM技术，其都各有自身的优缺点。IP网络技术有连接简单、灵活、网络利用率高等优点，但同时也存在明显的不足之处。

1）路由交换存在问题，网络规模的扩大导致全球路由表容量急剧膨胀，致使维护路由表负担加重。路由器分组转发时采取最长匹配原则查询路由表，这进一步加重了自身的负担，导致IP数据包每经过一个路由器就产生一定的延时。

2）IP技术不提供QoS业务支持。IP技术采用的数据转发模式在流量和网络带宽管理上功能很弱，缺乏有效的流量管理手段，经常发生拥塞，导致IP电话业务丢包率增高以及语音传送质量变差。此外，由于路由器时延致使实时传输困难，从而更导致QoS很难得到保证。

3）报文在IP网络中传输时，需要解析第3层报文头部中的IP地址，网络的安全性以及对用户信息的保密程度不高。

ATM是为实现B-ISDN提出的面向分组的交换技术，它将任何业务信息都变成固定长度的信元（53B），并通过异步时分复用技术把不同用户和不同业务的信元变成连续的比特流送入交换机，交换机通过硬件实现寻径和信元转发，从而大大提高了信息转发容量和转发速度。同时，ATM又是一种面向连接的交换技术，用户进行通信前先申请虚路径，提出业务要求，如峰值比特率、平均比特率、突发性、质量要求和优先级等。网络根据用户要求和资源的占用情况来决定是否可以为用户提供虚路径，实现按需动态分配带宽，从而通过统计复用技术达到网络资源的充分利用。在保证语音、数据、图像和多媒体信息传输的同时，还具有无级别带宽分配、安全和自愈力强等优点。但是，ATM技术在网络的实际应用中却出现了以下问题。

1）纯ATM网络的实现过于复杂，导致应用价格高，一般桌面用户无力承受。

2）在网络发展的同时，相应的业务开发没有跟上，导致目前的发展举步维艰。

3）虽然交换机作为网络的骨干节点已经被广泛使用，但到桌面的业务却发展得十分缓慢。

由于IP技术和ATM技术在各自的发展中都遇到了实际困难，需要相互借鉴，所以这两种技术的结合有着必然性。这样，MPLS就应运而生了。它利用两种技术的主要优势，有机地结合了第二层快速交换和第三层路由的功能。MPLS将第三层的路由在网络的边缘实施，而在MPLS的网络核心采用第二层交换，这样各层协议可互相补充，充分发挥第二层良好的流量管理以及第三层“Hop-By-Hop”路由的灵活性，实现端到端的传输。

多协议标签交换协议（Multi-Protocol LabelSwitch，MPLS）是一种集标签交换和网络层路由技术于一身的标准化路由与交换技术，它吸收了ATM交换的一些思想，无缝地集成了IP路由技术的灵活性和二层交换的简捷性，在面向无连接的IP网络中增加了MPLS这种面向连接的属性，通过采用MPLS建立虚连接的方法为IP网络增加了一些管理和运营的手段。