淺談MPLS Professor Cheng-Mu Tsai Student Yu-Shin Chen

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1 淺談MPLS Professor Cheng-Mu Tsai Student Yu-Shin Chen
Multi-Protocol Label Switching Kun Shan University

2 一、前言 Preface Bell 於 1870 年發明電話後， 電信網路歷經人工交換，電路交換發展至現今的 SDH 、 ATM 網路.電腦網路 最初則以 Modem 結合電信銅纜分封交換 發展至現今的 IP 網路 。

3 一、前言 Preface 長久以來，如何結合 電信網路與電腦網路的技術，取其兩者的優點，一直是通信業界的重要課題！

4 一、前言 Preface IP和ATM 曾經是兩個互相對立的技術，兩個技術 IP 設備製造商和 ATM 設備製造商都曾努力希望IP 一統天下或期望 ATM 一家獨占。

5 一、前言 Preface 　最終是這兩種技術的融合，那就是 MPLS 技術的誕生！ MPLS 技術結合了 IP 信號簡單和 ATM 交換高效率的優點！

6 二、 IP 對 ATM 的挑戰     傳統的 IP 路由器複雜的路由計算和封包轉發導致速度無法滿足 Internet 需求， ATM 因應而生。但 IP 技術在近幾年來在頻寬及應用上發展迅速。

7 二、 IP 對 ATM 的挑戰 例如 語音、數據、視訊等不同訊務的傳輸應用。因此有人做出結論：未來的寬頻網路將是 IP 的天下， ATM 技術前景黯淡，將逐漸沒落。在此種情況下，如何看待 ATM 技術呢？

8 IP 對 ATM 的挑戰 　傳統的電信網路技術 是 SDH 、 ATM 而不是 IP ，既然 IP 技術 已經成為通信業務的主流，為什麼不能按照 IP 業務的需求來重新優化設計 電信網路 呢 ?

9 IP 對 ATM 的挑戰 用網路的分層結構來看， ATM 位於 IP 和實體層之間，目前在 WAN 主要採用 SDH 作為實體層， ATM 用來承載各種業務，使用 IP 技術的數據只是其中之一

10 IP 對 ATM 的挑戰 　其他的業務是直接運行在 ATM 之上而不通過像 IP 這樣的的網路層， ATM 已往是各種業務的核心。

11 IP 對 ATM 的挑戰 　即使 ATM 傳送 IP 封包的效率不高，但其支持不同訊務的能力已足以使其受到電信服務商的青睞。可是，今天的情況發生了變化，

12 IP 對 ATM 的挑戰 　IP 成為各種業務的核心，數據、語音和視訊業務都可由 IP 來承載。既然如此，為什麼還需要在 IP 和 SDH 之間加入一個 ATM 呢 ? ，特別是當數據的業務量超過語音和視訊的業務量時。

13 三、 IP 與 ATM 相結合的技術— MPLS ( 多協定標籤交換 )
　MPLS 是整合式的 IP ＆ ATM 技術，即在 Frame Relay 及 ATM Switch 上結合路由功能， 封包 通過虛擬電路來轉送，只須在（數據鏈結層）執行硬體式交換（取代 Layer 3 （網路層）軟體式 routing ），

14 三、 IP 與 ATM 相結合的技術— MPLS ( 多協定標籤交換 )
它整合了 IP 選徑與 Layer 2 的標籤 交換為單一的系統，因此可以解決 Internet 路由的問題，使封包轉送的延遲時間減短，增加網路傳輸的速度，更適合多媒體訊息的轉送。

15 三、 IP 與 ATM 相結合的技術— MPLS ( 多協定標籤交換 )
　　MPLS 最大技術特色為可以指定封包轉送的先後順序。 MPLS 使用 標籤 交換（ Label Switching ），網路路由器只需要判別 標籤 後即可進行轉送處理。

16 三、 IP 與 ATM 相結合的技術— MPLS ( 多協定標籤交換 )
　　MPLS 的運作原理是提供每個 IP 封包 一個 標籤 ，並由此決定封包的路徑以及優先權。

17 三、 IP 與 ATM 相結合的技術— MPLS ( 多協定標籤交換 )
　與 MPLS 相容的路由器（ Router ），在將封包轉送到其路徑前，僅讀取封包 標籤 ，無須讀取每個封包的 IP 位址以及標頭（因此網路速度便會加快 )

18 三、 IP 與 ATM 相結合的技術— MPLS ( 多協定標籤交換 )
　　所轉送的封包置於 Frame Relay 或 ATM 的虛擬電路上，並迅速將封包轉送至終點的路由器，進而減少封包的延遲。

19 三、 IP 與 ATM 相結合的技術— MPLS ( 多協定標籤交換 )
　同時由 Frame Relay 及 ATM 交換器所提供的 QoS （ Quality of Service ）對所轉送的封包加以分級，因而大幅提昇網路服務品質提供更多樣化的服務。

20 四、 MPLS 傳遞方式 一個封包怎樣在具有 MPLS 功能的網路中傳遞呢？

21 四、 MPLS 傳遞方式 　Step1 ：網路可自動產生路由表，因為路由器或 ATM 交換器可參與內部通訊閘通訊協定。 LDP （分發通訊協定）使用路由表中的資訊去建立相鄰設備的 標籤 值

22 四、 MPLS 傳遞方式 　 Step1 ：這個標準建立了 LSP （標籤交換路徑），預先設定了與最終目的地之間的對應關係，不像 ATM PVC 電路，需要人工設定 VPI/VCI ， MPLS 的標記是自動分配的。

23 四、 MPLS 傳遞方式 Step2 ：一個封包進入邊緣 LSP 時，它會被處理，決定需要哪種第三層的業務，例如 QoS 和頻寬管理。基於路由和策略的需求，邊緣 LSR 有選擇地放入一個 標籤 到封包頭中，然後轉發。

24 四、 MPLS 傳遞方式 　　Step3 ：位於網路核心的 LSR（標籤路由交換器） 讀每一個封包的 標籤 ，並根據交換表取代一個新的，然後。這個動作將會在所有中心設備中重複。

25 四、 MPLS 傳遞方式 　Step4 ：在出口邊緣的 LSR （標籤路由交換器），除去 標籤 ，讀封包頭，將其轉發到最終目的地。

26 五、 MPLS VPN與各種網路架構比較

27 參考資料 電腦網路理論與實務 下一代電信網路架構之研究 交通部科技顧問室

28 END