Функционирование MPLS-сети

Используя указанные элементы сети MPLS, можно проще и быстрее осуществить пересылку пакета по маршруту, если использовать двухэтапную процедуру. На первом этапе заголовки пребывающих в сеть пакетов (например, IP-пакетов) анализируются и делятся маршрутизатором LER на классы эквивалентности форвардиига (FEC), на втором - каждому FEC определяется "направление" пересылки/форвардинга и присваивается метка - идентификатор фиксированной длины, которая рассматривается как префикс адреса. Пакет с меткой MPLS затем направляется к следующему маршрутизатору, которым является LSR. Данная метка анализируется очередным маршрутизатором LSR, ее значение указывает на вход таблицы маршрутизации, где хранится адрес следующего маршрутизатора и новая метка для FEC. По мере продвижения пакета по сети очередной маршрутизатор анализирует метку заголовка, определяет следующий маршрутизатор на маршруте и заменяет текущую метку на новую.

• FEC - Forwarding Equivalence/Equivalent Class - класс эквивалентности форвардиига - множество всех адресов, имеющих те же самые префиксы для форвардиига (передачи следующему узлу на маршруте).

Примером класса FEC могут служить IP-пакеты с адресами пунктов назначения или же IP-пакеты с префиксом (частью адреса) поля заголовка. Такой частью м.б., например, тип обслуживания (ToS).

В сети MPLS каждый маршрутизатор I.SR создает таблицу LIB - информационную базу меток, где для каждой метки указана пара: "FEC-метка". Причем метки в этих парах м.б. или уникальными на всем маршруте/тракте LSP в сети MPLS, или уникальными только для данного интерфейса сети MPLS.

Тракт LSP организуется перед передачей данных с помощью управляющей программы, или при обнаружении определенного потока данных (путем управления от "лица" данных). Метки для LSP назначаются с помощью протокола распределения меток - LDP.

• LDP - Label Distribution Protocol - протокол распределения меток - протокол, управляющий метками в сети IP/MPLS с маршрутизаторами LSR и формирующий LSP, описан в стандарте IETF-MPLS-LDP-05).

• LSP - Label Switched Path - маршрут/тракт (в сети) с коммутацией по меткам - маршрут IP-пакета в сети, использующей MPLS.

Тракт LSP - однонаправленный, поэтому для дуплексной передачи организуются два LSP: прямой и обратный. Технология MPLS поддерживает два варианта формирования LSP:

- последовательная маршрутизация от узла к узлу (hop-by-hop routing), при которой каждый LSR сам выбирает маршрут для данного FEC;

- явная маршрутизация от источника (explicit routing - ER), при которой входной LSR формирует весь маршрут тракта LSP.

Метод передачи пакетов в сети MPLS на основе анализа пар "FEC-метка" требует существенно более простых маршрутизаторов, которым не нужно анализировать заголовок пакетов сетевого уровня. Фактически в маршрутизаторе LSR поддерживаются записи типа NHLFE (Next Hop Label Forwarding Entry) - запись следующего узла маршрута следования метки для каждой входящей метки. Они содержат: следующий узел маршрута и операцию, которая должна выполняться над этой меткой пакета. Эта операция стековая, т.к. суть ее -замена меток. Она выполняется очень быстро, что способствует дополнительному повышению эффективности LSR.

Вместе с тем домен MPLS-сети (совокупность узлов-маршрутизаторов LSR) содержит два типа маршрутизаторов: пограничные (краевые) маршрутизаторы LSR типа LER и внутренние LSR. Если пограничные LSR выполняют весь набор функции маршрутизатора сети MPLS и могут содержать интерфейсные шлюзы для взаимодействия с другими сетями (ATM, FR, Ethernet), то внутренние шлюзы могут обрабатывать как пакеты с метками, так и без них (с обычными IP-заголовками, например, служебные пакеты MPLS-сети).