北邮大三下现代交换原理实验四MPLS交换实验报告.doc

### 实验报告知识点详解 #### 实验背景及目标 本次实验是针对北京邮电大学大三学生的《现代交换原理与通信网技术》课程中的一个重要环节——MPLS（多协议标签交换）交换实验。该实验旨在帮助学生深入理解MPLS的工作原理和技术特点，特别是标记请求、标记分配与分发以及标记分组转发等关键概念。 #### 实验内容概述 ##### 实验目的 本实验主要包括三个编程任务，其主要目的是加深学生对MPLS交换机制的理解，具体包括： - **标记请求**：如何发起并处理标记请求。 - **标记分配与分发**：学习标记是如何在MPLS网络中进行分配和分发的。 - **标记分组转发**：掌握标记分组在MPLS网络中的转发流程。 ##### 实验原理及设计 MPLS是一种结合了二层交换与三层路由的技术，其核心优势在于能够高效地处理和转发数据包。在MPLS网络中，数据包被赋予特定的标签，以此来进行快速转发。整个过程可以分为以下几个步骤： 1. **标记请求**：当数据包进入MPLS网络时，入口标记路由器(LER)会根据数据包的目的地址等信息为其分配一个标签。这一过程涉及标记请求的发送与接收。 2. **标记分配与分发**：标记信息需要在整个MPLS网络中进行传播，以便网络中的其他节点了解如何处理带有特定标签的数据包。这一过程通过标记分配与分发来实现。 3. **标记分组转发**：在MPLS网络内部，数据包通过标记进行转发。这大大简化了数据包的处理过程，提高了网络效率。 ##### 实验网络拓扑结构 实验采用了典型的MPLS网络拓扑结构，包括多个标记交换路由器(LSR)和标记边缘路由器(LER)，这些节点通过标记交换路径(LSP)相互连接。图示未给出，但通常这样的网络包含一个或多个入口LER、多个中间LSR以及一个出口LER。 #### 实验主要数据结构 为了支持MPLS网络的模拟和实验，实验中定义了一系列重要的数据结构： - **标记请求数据结构(ReqType)**：包含请求信息包的源节点、目的节点以及网络层目的IP地址前缀等信息。 - **路由表表项数据结构(routertype)**：记录了目的地址前缀、下一跳节点、上一跳节点、入端口和出端口等信息。 - **标记信息表表项数据结构(libtype)**：存储了目的地址前缀、入端口、出端口、入标记值和出标记值等信息。 - **标记信息包数据结构(LabelPack)**：包含了源节点号、目的节点号和标签值。 - **标记分组信息包数据结构(LabelledDataPack)**：包含源节点号、目的节点号以及标记分组类型信息。 - **标记分组类型(MessageType)**：记录了网络层目的地址前缀和输出标签值。 #### 实验代码示例 实验中提供了两个主要的实验函数，分别是`req_process`和`label_process`： 1. **标记请求处理(req_process)** - **输入参数**： - `int idnow`：当前节点编号。 - `struct routertype routenow`：当前路由表表项。 - **功能**：根据当前节点号和路由表表项生成标记请求包。 - **过程**：根据路由表表项的下一跳节点和IP地址前缀来确定标记请求包的目的节点号和IP地址前缀。 2. **标记分配与分发(label_process)** - **输入参数**： - `struct routertype routenow`：当前路由表表项。 - `int labelout`：输出标签值。 - `int idnow`：当前节点号。 - **功能**：处理标记分配与分发的任务。 - **过程**：未详细给出，但可以推测该函数可能涉及到标记信息的更新、标记信息包的创建与发送等操作。 通过上述知识点的介绍，我们可以看出MPLS交换实验不仅有助于学生理解MPLS的基本原理，还能通过实际编程加深对MPLS网络架构和技术细节的认识。这对于未来的网络工程师来说是非常宝贵的学习经验。