MPLS的基本工作原理
一、MPLS标签动作
MPLS 基本转发过程中涉及一些标签操作，主要包括标签压入 （Push）、标签交换（Swap）和标签弹出（Pop）这三个动作。
- Push:标签压入动作,可能会在Ingress或Transit节点上发生。
- 标签压入动作是指在IP报文的二层协议头和IP报头之间插入一个MPLS标签,或者是在现有标签栈顶部再增加一个新的出标签,即标签嵌套封装,如BGP/MPLS IP VPN的Ingress节点可能会在一个IP报文中同时压入多层公网或私网MPLS标签。
- Swap:标签交换动作,会在Transit节点发生
- 当MPLS报文在MPLS域内转发时,Transit节点根据标签转发表LFIB的查找,匹配到相应的表项后,用下一跳分配的出标签交换MPLS报文中原有的栈顶标签。原有MPLS报文中可以携带一层或多层MPLS标签,但仅交换最外层的标签。
- Pop:标签弹出动作,会在倒数第二跳Transit节点或Egress节点发生
- 当MPLS报文离开MPLS域时,Egress节点将MPLS报文外层的标签剥离,使后续的报文转发按照IP路由进行,或者按照余下的标签进行。也可以利用PHP特性,在倒数第二跳节点处将标签弹出,减少最后一跳的负担,使最后一跳节点直接进行IP路由转发或下一层标签转发。
二、Ingress LSR的处理
当IP报文进入MPLS域时：
- Ingress LSR查看FIB表，检查目的IP地址对应的Tunnel ID值是否为0x0（如果Tunnel ID值为0x0，则进入正常的IP转发流程）。
- 如果Tunnel ID值不为0x0，根据FIB表的Tunnel ID找到对应的NHLFE表项，将FIB表项和NHLFE表项关联起来。
- 查看NHLFE表项，可以得到出接口、下一跳、出标签和标签操作类型。
- 在IP报文中压入出标签，同时处理TTL，然后将封装好的MPLS报文发送给下一跳。
三、Transit LSR的处理
当MPLS报文在MPLS域转发时：
- Transit LSR根据MPLS的标签值查看对应的ILM表，得到Tunnel ID。
- 根据ILM表的Tunnel ID找到对应的NHLFE表项。
- 查看NHLFE表项，得到出接口、下一跳、出标签和标签操作类型，标签操作类型为Swap，则交换标签。
四、Egress LSR的处理
当MPLS报文需要离开MPLS域时：
- Egress根据ILM查询到该标签对应的操作为Pop，说明需要剥离该标签
- 根据当前标签头部的下一层报文头部进行下一步处理
五、MPLS详细转发过程
以下以支持PHP的LSP为例,说明MPLS报文的基本转发过程。在单纯的LDP LSP隧道环境下,MPLS报文最多仅带一层MPLS标签,从上游节点进入本地节点的入接口时携带的是上游节点分配给该FEC的出标签(也是本地节点对应的入标签),从本地节点出接口向下游节点发送时携带的是本地节点分配给对应FEC的出标签。
如图1-16所示，MPLS标签已分发完成，建立了一条LSP，其目的 地址为4.4.4.2/32，其MPLS报文的基本转发过程如下。
图1-16 MPLS报文基本转发示例
（1）Ingress节点收到目的地址为4.4.4.2的IP报文后，首先根据 FIB找到对应的下一跳，发现下一跳是LSR标签设备（如果发现下一跳 是IP设备时会直接按FIB表项进行IP转发），并且因为本节点是入节 点，所以在进行报文转发前需要进行标签压入动作，需压入的标签是 根据FEC 4.4.4.2与标签的映射关系找到的（为Z，作为出标签），然后 把MPLS报文从压入的标签所映射的出接口转发出去。
（2）Transit节点收到该标签的MPLS报文后，根据LFIB找到对应入 标签（上一节点的出标签就是本节点的入标签）所映射的出标签、出 接口，先进行标签交换（无需查看IP报头的目的地址），即用本地为 FEC 4.4.4.2/32分配的出标签（Y）替换报文中原来的MPLS标签 （Z），然后从找到的出标签所映射的出接口转发出去。
（3）倒数第二跳Transit节点收到MPLS报文后，同样根据LFIB找到 对应入标签所映射的出标签、出接口，先用本地为FEC 4.4.4.2/32分配 的出标签（通常为3）替换原来的MPLS标签，然后准备从出标签3所映 射的出接口转发出去。但是因为Egress分给其的出标签值为3（这是一 个特殊的标签，必须弹出，参见表1-1说明），所以需要先进行PHP操 作，弹出出标签（此时报文已不带MPLS标签了），并根据自己的出标 签3所映射的接口转发报文。
（4）Egress节点收到无MPLS标签的IP报文后，直接根据对应的IP 路由表项把数据传输给目的主机4.4.4.2/32。