简述
传统的IP路由基于报文的IP头部的目的IP地址进行寻址及转发操作，设备需要维护路由表用于指导数据转发，根据最长匹配原则进行匹配条目，速度慢，效率低。MPLS能够为IP报文添加标签信息，让路由器基于标签信息对报文进行转发，提高了数据转发的效率。后来随着硬件技术的突破，IP路由查询的执行效率已经大大提高，MPLS的速度提升优势已经不再明显。但是MPLS在其他方面有着较多的应用，例如MPLS VPN、流量工程等。
MPLS的典型应用
1.基于MPLS的VPN
2.基于MPLS的流量工程
MPLS术语
LSR（Labe Switch Router，标签转发路由器）：指的是激活了MPLS标签交换功能的路由器，这些路由器维护者用于知道标签报文转发的信息，并且依据这些信息对标签报文进行处理。
Ingress LSR（入站LSR）：主要用于对刚刚进入MPLS区域的报文进行处理，在报文的IP头部前插入标签头部生成标签报文。
Transit LSR（中转LSR）：主要对标签报文进行处理，对标签的置换操作。
Egress LSR（出站LSR）：主要用于对流出MPLS的报文进行处理，在标签报文离开前将标签头部移除，使标签报文变成正常的IP报文。
Label（标签）：一个正常IP数据包在进入MPLS区域时，会在二层头部和IP头部之间插入标签头部，标签指的是标签头部‘标签’字段的具体值。一个标签报文可能有多个标签头部，按一定的顺序排列，存储在标签栈中。
FEC（Forwarding Equivalence Class，等价转发类）：FEC是指具有相同特征的标签报文，这些报文在MPLS转发过程中采用相同的处理方式。FEC可以采用多种方式划分，例如目的地址、网络掩码、DSCP等特征。最为常见的是根据目的地址划分，到达同一目的地址的报文会被归为一类，并采用相同的方式来处理这些报文。
LSP（Label Switched Path，标签转发路径）：LSP是指报文在穿越MPLS区域内所经过的路径。一个数据报文在穿越MPLS区域之前，LSP就已经建立好，同一个FEC的报文采用相同的LSP穿越MPLS区域，并且LSP是单向的，所以如果想要双方互相通信，就需要在建立双向的LSP。
标.签分发协议：类似于路由协议。一个报文在穿越MPLS区域之前LSP必须要先建立。LSP的建立又分为两种方式：静态方式，动态方式。静态方式建立LSP需要在每一台LSP上为每一个FEC手工配置标签，然后手动指定LSP。动态方式就是采用标签分发协议来完成，自动为FEC分配标签并建立LSP。
MPLS标签
包格式
四个字段
Label：用于存储标签值
EXP：暂未表明用处
BoS：栈底位，为1表示本标签为栈底标签，后面就是IP头部，为0表示本标签并非栈底标签。
TTL：主要用于防环，防止标签被无限转发
MPLS标签的基本操作
Push：二层头部和三层头部之间插入标签
Swap：在标签报文转发时，将标签头部换成下游LSR所分配标签，通常对栈顶的标签进行操作
Pop：当标签报文离开MPLS区域时将标签头部移除，在最后一跳节点，标签已经没有使用价值。这种情况下，可以利用倒数第二跳弹出特性PHP（Penultimate Hop Popping），在倒数第二跳节点处将标签弹出，减少最后一跳的负担。最后一跳节点直接进行IP转发或者下一层标签转发。
MPLS转发过程
三张表
FIB表
NHLFE表
ILM表
具体过程
当IP报文进入MPLS域时，首先查看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，则进入MPLS转发流程。
在MPLS转发过程中，FIB、ILM和NHLFE表项是通过Tunnel ID关联的。
IngressLSR的处理：通过查询FIB表和NHLFE表指导报文的转发。
查看FIB表，根据目的IP地址找到对应的Tunnel ID。
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，然后将封装好的MPLS报文发送给下一跳。
Transit LSR的处理：通过查询ILM表和NHLFE表指导MPLS报文的转发。
根据MPLS的标签值查看对应的ILM表，可以得到Tunnel ID。
根据ILM表的Tunnel ID找到对应的NHLFE表项。
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。
Egress LSR的处理：通过查询ILM表指导MPLS报文的转发或查询路由表指导IP报文的转发。
如果Egress收到IP报文，则查看路由表，进行IP转发。
如果Egress收到MPLS报文，则查看ILM表获得标签操作类型，一般为Pop。
如果操作为Pop需要结合BoS位指导报文转发，如果标签中的栈底标识BoS=1，表明该标签是栈底标签，直接进行IP转发。如果标签中的栈底标识BoS=0，表明还有下一层标签，继续进行下一层标签转发。
LDP协议
工作过程
开启LDP的路由器会自动为路由表中的FEC分配标签，并将标签映射发送给下游路由器，下游路由器接受收到标签映射后将映射存储起来，然后自己为该FEC分配标签，并传送给下游路由器，以此重复，完成LSP的建立。
LDP ID
每一台运行MPLS的LSR都会有一个域内唯一的LSR ID长度为32 位。需要手工指定，否则MPLS无法激活。
每一台运行了LDP的LSR必须拥有LDP ID长度位48位，有32位的LSR ID以及16位的 Label Space ID（标签空间标识符）构成。LDP ID= LSR ID:Label Space ID 1.1.1.1：0
LDP对等体会话建立过程
1.LDP设备发现
主要通过Hello报文，接口激活LDP后便开始发送Hello报文。报文中包含了LDP ID以及传输地址，采用UDP封装，以组播方式发送，目的IP为224.0.0.2，端口号为646 。当两个通过Hello包发现到彼此就开始建立会话。
2.LDP会话建立
上一步双方发现彼此后都知道了对方的传输地址，接下来开始建立会话。
（1）：一般传输地址大的开始主动发起TCP会话建立请求，完成三次握手过程。
（2）：传输地址大的一方会主动发送一个Initialization（初始化）包，包含一些协议参数，另一方接收到包后检查参数，发送自己的Initialization包和Keepalive包，主动方收到后便知道另一方接收了自己的参数，开始检查另一方的参数，如果认可就会送一个Keepalive包。
（3）：双发将LDP会话置为Operational状态，LDP对等体会话建立成功
3.通过标签映射
LDP对等体之间相互通过标签映射