Network Working Group E. RosenRequest for Comments: 3031 Cisco Systems, Inc.Category: Standards Track A. Viswanathan Force10 Networks, Inc. R. Callon Juniper Networks, Inc. January 2001 Multiprotocol Label Switching ArchitectureStatus of this Memo This document specifies an Internet standards track protocol for the Internet community, and requests discussion and suggestions for improvements. Please refer to the current edition of the 'Internet Official Protocol Standards' (STD 1) for the standardization state and status of this protocol. Distribution of this memo is unlimited.Copyright Notice Copyright (C) The Internet Society (2001). All Rights Reserved.Abstract This document specifies the architecture for Multiprotocol Label Switching (MPLS).Table of Contents 1 Specification ...................................... 3 2 Introduction to MPLS ............................... 3 2.1 Overview ........................................... 4 2.2 Terminology ........................................ 6 2.3 Acronyms and Abbreviations ......................... 9 2.4 Acknowledgments .................................... 9 3 MPLS Basics ........................................ 9 3.1 Labels ............................................. 9 3.2 Upstream and Downstream LSRs ....................... 10 3.3 Labeled Packet ..................................... 11 3.4 Label Assignment and Distribution .................. 11 3.5 Attributes of a Label Binding ...................... 11 3.6 Label Distribution Protocols ....................... 11 3.7 Unsolicited Downstream vs. Downstream-on-Demand .... 12 3.8 Label Retention Mode ............................... 12 3.9 The Label Stack .................................... 13 3.10 The Next Hop Label Forwarding Entry (NHLFE) ........ 13 3.11 Incoming Label Map (ILM) ........................... 14 3.12 FEC-to-NHLFE Map (FTN) ............................. 14 3.13 Label Swapping ..................................... 15 3.14 Scope and Uniqueness of Labels ..................... 15 3.15 Label Switched Path (LSP), LSP Ingress, LSP Egress . 16 3.16 Penultimate Hop Popping ............................ 18 3.17 LSP Next Hop ....................................... 20 3.18 Invalid Incoming Labels ............................ 20 3.19 LSP Control: Ordered versus Independent ............ 20 3.20 Aggregation ........................................ 21 3.21 Route Selection .................................... 23 3.22 Lack of Outgoing Label ............................. 24 3.23 Time-to-Live (TTL) ................................. 24 3.24 Loop Control ....................................... 25 3.25 Label Encodings .................................... 26 3.25.1 MPLS-specific Hardware and/or Software ............. 26 3.25.2 ATM Switches as LSRs ............................... 26 3.25.3 Interoperability among Encoding Techniques ......... 28 3.26 Label Merging ...................................... 28 3.26.1 Non-merging LSRs ................................... 29 3.26.2 Labels for Merging and Non-Merging LSRs ............ 30 3.26.3 Merge over ATM ..................................... 31 3.26.3.1 Methods of Eliminating Cell Interleave ............. 31 3.26.3.2 Interoperation: VC Merge, VP Merge, and Non-Merge .. 31 3.27 Tunnels and Hierarchy .............................. 32 3.27.1 Hop-by-Hop Routed Tunnel ........................... 32 3.27.2 Explicitly Routed Tunnel ........................... 33 3.27.3 LSP Tunnels ........................................ 33 3.27.4 Hierarchy: LSP Tunnels within LSPs ................. 33 3.27.5 Label Distribution Peering and Hierarchy ........... 34 3.28 Label Distribution Protocol Transport .............. 35 3.29 Why More than one Label Distribution Protocol? ..... 36 3.29.1 BGP and LDP ........................................ 36 3.29.2 Labels for RSVP Flowspecs .......................... 36 3.29.3 Labels for Explicitly Routed LSPs .................. 36 3.30 Multicast .......................................... 37 4 Some Applications of MPLS .......................... 37 4.1 MPLS and Hop by Hop Routed Traffic ................. 37 4.1.1 Labels for Address Prefixes ........................ 37 4.1.2 Distributing Labels for Address Prefixes ........... 37 4.1.2.1 Label Distribution Peers for an Address Prefix ..... 37 4.1.2.2 Distributing Labels ................................ 38 4.1.3 Using the Hop by Hop path as the LSP ............... 39 4.1.4 LSP Egress and LSP Proxy Egress .................... 39 4.1.5 The Implicit NULL Label ............................ 40 4.1.6 Option: Egress-Targeted Label Assignment ........... 40 4.2 MPLS and Explicitly Routed LSPs .................... 42 4.2.1 Explicitly Routed LSP Tunnels ...................... 42 4.3 Label Stacks and Implicit Peering .................. 43 4.4 MPLS and Multi-Path Routing ........................ 44 4.5 LSP Trees as Multipoint-to-Point Entities .......... 44 4.6 LSP Tunneling between BGP

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2.MPLS介绍 2

2.1.简介 3

3.MPLS基础 4

3.1.标签 4

3.2.上游和下游lsr 5

3.3.标签分组 5

3.4.标签分配和分发 5

3.5.一个标签绑定的属性 5

3.6.标签分发协议LDP 5

3.7.下游主动分发 vs. 下游按需分发 6

3.8.标签保持模式 6

3.9.标签栈 6

3.10.下一跳标签转发表项NHLFE 7

3.11.输入标签映射ILM 7

3.12.等价类到nhlfe的映射FTN 7

3.13.标签交换 7

3.14.标签的范围和唯一性 8

3.15.标签交换路径，lsp输入点，lsp输出点 9

3.16.倒数第二跳弹出 10

3.17.LSP的下一跳 11

3.18.无效的输入标签 11

3.19.lsp控制：有序 vs 独立 11

3.20.聚合 12

3.21.路由选择 13

3.22.缺少输出标签 13

3.23.生存时间TTL 14

3.24.环回控制 14

3.25.标签编码 15

3.25.1.mpls规定的硬件和软件 15

3.25.2.ATM交换机作为lsr 15

SVC编码 15

SVP编码 15

SVP多点编码 16

3.25.3.这几种编码技术的互操作性 16

3.26.标签合并 16

3.26.1.非合并的lsr 17

3.26.2.合并以及非合并lsr的标签 17

3.26.3.atm的合并 18

3.27.隧道和分层 18

3.27.1.逐跳路由的隧道 18

3.27.2.显式路由隧道 18

3.27.3.LSP隧道 18

3.27.4.分层：lsp中的lsp隧道 18

3.27.5.标签分发对等实体和层次 19

3.28.标签分发协议的传送 20

3.29.为什么有多种标签分发协议？ 20

3.29.1.BGP和LDP 20

3.29.2.RSVP分发标签 20

3.29.3.显式路由lsp的标签 20

3.30.多播 20

4.MPLS的一些应用 21

4.1.MPLS和逐跳路由业务 21

4.1.1.地址前缀的标签 21

4.1.2.为地址前缀分发标签 21

4.1.2.1.对于一个地址前缀的标签分发对等实体 21

4.1.2.2.分发标签 21

4.1.3.使用逐跳路由路径作为lsp 22

5.逐跳ldp 22

5.1.标签的通知和使用的过程 22

5.1.1.下游lsr：分发过程 22

5.1.1.1.无条件入栈(PushUnconditional) 23

5.1.1.2.有条件入栈(PushConditional) 23

5.1.1.3.无条件出栈(PulledUnconditional) 23

5.1.1.4.有条件出栈(PulledConditional) 24

5.1.2.上游lsr：请求过程 24

5.1.2.1.从不请求(RequestNever) 24

5.1.2.2.按需请求(RequestWhenNeed) 24

5.1.2.3.收到请求再请求(RequestOnRequest) 25

5.1.3.上游lsr：不激活处理 25

5.1.3.1.请求重试(RequestRetry) 25

5.1.3.2.请求不重试(RequestNoRetry) 25

5.1.4.上游lsr：释放过程 25

5.1.4.1.发生改变的时候释放(ReleaseOnChange) 25

5.1.4.2.发生改变的时候不释放(NoReleaseOnChange) 26

5.1.5.上游lsr：标签使用过程 26

5.1.5.1.立即使用(UseImmediate) 26

5.1.5.2.在没有检测到环回的情况下使用(UseIfNoLoopDetected) 26

5.1.6.下游lsr：回收处理 26

5.2.mpls方案：对上述处理过程的组合的支持 27

5.2.1.支持标签合并的方案 27

5.2.2.不支持标签合并的方案 28

5.2.3.关于互操作性的考虑 28

6.基于安全的考虑 29

2.MPLS介绍

这个文档规定mpls的体系结构。注意利用mpls进行多播处理不是本文档讨论的内容。

2.1.简介

在无连接的网络层，一个分组在从源到目的的过程中，在它途径的每个路由器上，每个路由器都会独立的进行转发控制。也就是说，每个路由器都要分析分组的首部，每个路由器都要允许路由算法。并且，每个路由器根据分组首部分析的结果和路由算法的结果独立的选择分组的下一跳。

分组首部中包含的信息远远超过用于选择下一跳所需的信息。为一个分组选择下一跳可以被看作是两个功能的组合。首先是讲所有的可能收到的分组划分成为一系列的“转发等价类（FECs）”。其次，将每个等价类映射到一个下一跳上去。映射到同一个等价类中的不同的分组，从转发的观点来看是没有差别的。属于同一个FEC并且是从同一个节点来的所有分组将在同一个通道中传送。（或者，如果使用多路径路由的话，他们将使用这个FEC对应的一套路径。）

在传统的ip转发中，一个路由器在自己的路由表中为两个不同的分组进行路由查找的时候，如果发现他们具有相同的地址前缀X，则认为他们属于相同的FEC。这个X是对每个分组的目的ip地址进行最长匹配的结果。当一个分组在网络中传送的过程中，每一跳都重新检查该分组的首部，并且将其分配的一个FEC中。

在mpls网络中，一个分组被分配到一个fec的动作只会发生在这个分组进入mpls网络的时候。分组所属的fec使用一个定长的值来编码，就是所谓的标签。当一个分组被转发给它的下一跳的时候，标签和分组一起发送，也就是说这个分组转发之前被打上了标签。

在后续的路由器的处理中，不需要再对分组的网络层首部进行分析。分组的标签被当作索引对转发表进行查找，得到下一跳和一个新的标签。老的标签被新的标签替换，分组被转发给它的下一跳。

在mpls的转发中，一旦一个分组被分配给一个fec，后续的路由器都将不再进行进一步的分组首部的分析。所有的后续的转发工作都是由标签驱动的。这是和传统的分组转发相比具有优势的地方。

mpls的转发只需要进行标签的查找和替换，而不需要进行网络层首部的分析。

一个分组一旦进入了mpls网络，就会被指定一个FEC，入口路由器可以使用任何和分组相关的信息来决定这个分组的fec的分配。包括分组的网络层首部之外的信息，例如分组的输入端口等。传统的转发过程只能参考分组的首部信息。

同一个分组，如果从网络的不同的入口路由器进入网络，它的标记是不一样的。而在传统的转发中，由于分组的入口路由器的标志符无法和分组一起在网络中传送。

分组的fec的指定可以被设计得非常的复杂以适应各种各样不同的应用。并且这种复杂性不会对中间的负责分组标签转发的路由器产生任何的影响。

有时候，在一个分组进入网络之前，需要显式的指定分组路径，而不是由路由算法动态的选择。这个需求是策略路由和流量工程所需要的。在传统转发过程中，这需要使用到“源路由”技术。在mpls中，一个标签可以用来表示一条路径，显式路由的标志符不需要想源路由技术那样由分组自己携带路由信息。

有效路由器分析分组ip首部信息不仅仅是为了获取下一跳，还用首部中的信息来决定分组的优先级和服务类型。从而对不同的分组选择不同的丢弃门限或者时间限制。Mpls允许分组的优先级和服务类型完全的或者部分的信息可以从标

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