基于网络处理器的MPLS路由器数据转发设计.pdf

"基于网络处理器的MPLS路由器数据转发设计" 本文档介绍了基于网络处理器的MPLS路由器数据转发设计，MPLS是一种2、3层集成数据传输技术，它将网络的第二层交换和第三层路由结合起来，对IP网络的数据包转发、流量控制、QoS支持等几个方面进行了重要扩展。 MPLS技术正是在上述数据包转发、流量控制、QoS支持等几个方面对IP网络进行了重要扩展，同时随着网络传输速度的提高，网络数据流量在飞速膨胀，这给位于各网络节点设备的性能提出了更高的要求。 早期基于软件实现的设备逐渐成了网络发展的性能瓶颈，采用专用硬件实现各种2或3层处理的ASIC技术缺乏灵活性及成本较高，也不是一种最终的理想解决方案。 网络处理器正是为了适应这些要求而提出的新技术，基于网络处理器的MPLS路由器数据转发设计可以提供高性能、灵活性和价格等几个目标之间进行了良好的折衷。 MPLS技术可以在开放的通信网上利用标记引导数据高速、高效传输的新技术，它的价值在于能够在无连接的网络中引入连接模式，MPLS网络中的分组转发基于定长标记，简化了转发机制，使得路由器容量很容易扩展到太比特级。 MPLS还是一种与链路层无关的技术，保证了多种网络的互联互通，可以最大限度地兼顾原有的各种技术、保护现有投资和网络资源。 MPLS中比较关键的是路由器设计问题，从在MPLS网络域的位置角度，MPLS中的路由器可以分为标记边缘路由器（LER）和标记交换路由器（LSR）。 LER是多个MPLS网络之间，或者是同其他网络相连的边缘设备，LER按数据转发的流向，有入口、出口两种，有时也称作入口LSR和出口LSR。 LSR是MPLS网络的核心设备，位于入口LER之间，有时也称作传输LSR（Transmit LSR），入口LER负责提供流量分类和标记的映射，在标记交换路径（LSP）的起始处对正常分组封装标记。 在MPLS骨干网络边缘，入口LER对进来的无标记分组，可以按其IP头端进行归类划分及转发判决，这样IP分组在入口LER被打上相应的标记，并被传送至到达目的地址的下一跳入口LER。 出口LER在LSP的末端负责对标记分组剥除标记，封装还原为正常IP分组，并向目的地传送。如果分组从MPLS的骨干网络中出来，出口LER发现它们的转发方向是一个无标记的接口，就简单地移除分组中的标记。 LSR仅负责基于到达分组的标记进行快速准确的路由，在交换过程中，由LSR所产生的固定长度的标记操作替代IP分组头的操作，大大简化了节点处理。 本文档还提出了基于IXP2400实现MPLS的优点，在利用IXP2400实现MPLS的过程中，可以设想将其应用于MPLS中的标记边缘路由器（LER）和标记交换路由器（LSR），构造MPLS网络架构，其中各项主要功能，如存储、转发、标记绑定等都可以通过IXP2400强大的处理能力来实现。