MPLS（Multi-PRopocol Label Switching）即多協議標記交換。

　　MPLS屬于第三代網絡架構，是新一代的ip高速骨干網絡交換標準，由IETF（Internet Engineering Task Force，因特網工程任務組）所提出，由Cisco、ASCEND、3Com等網絡設備大廠所主導。

　　MPLS是集成式的IP Over ATM技術，即在Frame Relay及ATM Switch上結合路由功能，數據包通過虛擬電路來傳送，只須在OSI第二層（數據鏈結層）執行硬件式交換（取代第三層（網絡層）軟件式routing），它整合了IP選徑與第二層標記交換為單一的系統，因此可以解決Internet路由的問題，使數據包傳送的延遲時間減短，增加網絡傳輸的速度，更適合多媒體訊息的傳送。因此，MPLS最大技術特色為可以指定數據包傳送的先后順序。MPLS使用標記交換（Label Switching），網絡路由器只需要判別標記后即可進行轉送處理。

　　MPLS的運作原理是提供每個IP數據包一個標記，并由此決定數據包的路徑以及優先級。與MPLS兼容的路由器（Router），在將數據包轉送到其路徑前，僅讀取數據包標記，無須讀取每個數據包的IP地址以及標頭（因此網絡速度便會加快），然后將所傳送的數據包置于Frame Relay或ATM的虛擬電路上，并迅速將數據包傳送至終點的路由器，進而減少數據包的延遲，同時由Frame Relay及ATM交換器所提供的QoS（Quality of Service）對所傳送的數據包加以分級，因而大幅提升網絡服務品質提供更多樣化的服務。

MPLS（Multiprotocol Label Switch，多協議標簽交換）就是在這種背景下產生的一種技術，它吸收了ATM的VPI/VCI交換一些思想，無縫地集成了IP路由技術的靈活性和2層交換的簡捷性，在面向無連接的IP網絡中增加了MPLS這種面向連接的屬性。通過采用MPLS建立“虛連接”的方法，為IP網增加了一些治理和運營的手段。隨著網絡技術的迅速發展，MPLS應用也逐步轉向MPLS流量工程和MPLS VPN等。在IP網中，MPLS流量工程技術成為一種主要的治理網絡流量、減少擁塞、一定程度上保證IP網絡的QoS的重要工具。在解決企業互連，提供各種新業務方面，MPLS VPN也越來越被運營商看好，成為在IP網絡運營商提供增值業務的重要手段。
　　
　　MPLS 技術介紹
　　1）MPLS包頭結構，在協議棧中的位置
　　
　　通常，MPLS包頭的結構如下圖所示，包含20比特的標簽，3個比特的EXP，現在通常用做CoS，1個比特的S，用于標識這個MPLS標簽是否是最低層的標簽，和8個比特的TTL-Time To Live。
　　
　　MPLS包頭的位置界于二層和三層之間，俗稱2.5層。MPLS可以承載的報文通常是IP包（當然也可以改進直接承載以太包、ATM的AAL5包、甚至ATM信元等，這在MPLS VPN中有詳述）。可以承載MPLS的二層協議可以是PPP、以太網、ATM和幀中繼等。對于PPP或以太網二層封裝，MPLS包頭結構如上圖所示，但是對于ATM或幀中繼，MPLS則直接采用分別采用VPI/VCI或DLCI做為轉發的標簽。具體結構如下圖所示：
　　　
　　MPLS可以看做是一種面向連接的技術。通過MPLS信令或手工配置的方法建立好MPLS標記交換連接(Label Switched Path，簡稱LSP）以后，在標記交換路徑的入口把需要通過這個標記交換路徑的報文打上MPLS標簽，中間路由器在收到MPLS報文以后直接根據MPLS報頭的標簽進行轉發，而不用再通過IP報文頭的IP地址查找。在MPLS標記交換路徑的出口（或倒數第二跳），彈出MPLS包頭，還回原來的IP包（在VPN的時候可能是以太網報文或ATM報文等）。
　　
　　2）MPLS信令
　　通常使用的建立MPLS標記交換路徑的信令有LDP/CR-LDP，RSVP-TE，BGP擴展等，其中LDP/CR-LDP和RSVP-TE是用來建立標簽連接通路，LDP的標簽分配模式有DoD（Downstream On Demand：下游按請求分配標簽模式）和Du（Downstream Unsolicited：下游未被請求標簽分配模式）兩種方式，LDP能夠建立到某個目的路由其或目的子網的LSP，起到建立虛連接的作用。
　　
　　CR-LDP和RSVP-TE則能夠攜帶帶寬、部分明確路由、著色等約束參數，CR-LDP或RSVP-TE可以通過流量工程的約束路由計算建立滿足這些約束條件的LSP。其中LDP/CR-LDP是ITUT認可的MPLS信令標準，也是中國國標中認定的MPLS信令標準。
　　
　　BGP協議的各種擴展則可以為MPLS VPN建立跨AS域的外層承載隧道、或者是VPN應用分配VPN的內層標簽。
　　
　　3 MPLS 應用介紹
　　3.1 應用之一： MPLS VPN
　　MPLS的一個重要應用是VPN。根據PE（Provider Edge）設備是否參與VPN路由又細分為二層VPN和三層VPN。 從整體來說MPLS VPN還是在發展和成型階段。 其中三層MPLS BGP VPN相對來說比較成熟，本文將做重點介紹，三層MPLS BGP VPN組網方案如下圖所示：
　　
　　從圖示可以看出，三層MPLS BGP VPN組網方案包含下列組件：
　　
　　PE：Provider Edge Router，骨干網邊緣路由器，存儲VRF（Virtual Routing Forwarding Instance），處理VPN-IPv4路由，是MPLS三層VPN的主要實現者。
　　
　　CE：Custom Edge Router，用戶網邊緣路由器，分布用戶網絡路由。
　　
　　P router： Provider Router，骨干網核心路由器，負責MPLS轉發。
　　
　　VPN用戶站點（site）：是VPN中的一個孤立的IP網絡，一般來說，不通過骨干網不具有連通性，公司總部、分支機構都是site的具體例子。
　　
　　MPLS BGP三層VPN適用于固定的Intranet/Extranet用戶，每個site代表了Intranet/Extranet中的總部、分支機構等。
　　
　　MPLS BGP 三層VPN還可以為跨不同地域的、但是沒有自己的骨干網的運營上提供VPN互連，即提供“運營商的運營商”模式的VPN網絡互連業務。
　　
　　3.1 應用之二： MPLS流量工程
　　由于現有的IP網絡采用IGP/BGP路由協議，其中IGP協議通常采用的是OSPF，超大型核心骨干網也有采用ISIS的。IP路由協議具有協議簡單、面向無連接、在出現鏈路故障時路由重新收斂速度快的優點。但是IP網絡原本考慮的只是網絡的互連，對網絡的QoS基本沒有考慮。現在的IP網絡假如需要解決QoS的問題，可以采用MPLS流量工程技術實現流量的均衡調度以及QOS保障。
　　
　　MPLS流量工程就是通過在網絡中建立一條、數條、甚至全連接的LSP、對網絡流量進行調度的方法實現網絡流量的均衡。通常在網絡中有一些鏈接可能負荷飽滿甚至超負荷，另外有一些鏈接卻流量較少，在建立進行流量旁路的LSP的時候，就需要繞開負荷較大的鏈路，而選擇負荷較小的鏈路。如此就可以有目的的把流量從負荷大的鏈路轉移到負荷較小的鏈路，從而達到平衡網絡流量的目的。
　　
　　MPLS流量工程支持帶寬約束：對于有帶寬要求的LSP，支持MPLS的流量工程可以計算出一條滿足帶寬要求的LSP。
　　
　　MPLS流量工程可以支持LSP的搶占：對于帶寬較大的LSP，或比較重要的用戶，我們可能希望它有較高的搶占優先級，可以去搶占其它的LSP的資源。對于一些不是非常重要的LSP則可以被搶占。同樣，一些LSP在建立好了以后可能就不希望它被搶占。現在的MPLS流量工程支持8個搶占優先級和8個保持優先級。
　　
　　MPLS流量工程支持著色：每個鏈路可以含有一個或多個顏色，它可以被用來標識這個鏈路是否支持Voip業務，或者只支持盡力傳輸業務。也可以用來標識鏈路的地理位置，在建立LSP的時候保證在一個區域里的LSP不會繞出本區域。
　　
　　4 MPLS 華為解決方案
　　華為公司可以提供全面的MPLS解決方案，通過升級華為網絡操作系統VRP，華為公司的NetEngine系列產品均可以開展提供MPLS VPN以及MPLS流量工程業務。隨著MPLS標準的不斷完善，華為公司將能夠跟蹤并提供最新的、全面的、滿足標準的MPLS解決方案。

MPLS發展簡史

IP交換技術
　　由于多種原因，包括更為完整的技術規則說明、更高的時間效率以及有效的市場運作方式，IP交換技術經Ipsilon公司在1996年推出。IP交換技術能使具有ATM交換機性能的設備執行路由器的功能。當時Ipsilon公司將他們的IP交換技術做成很多Internet RFC文檔，這使Ipsilon公司將自己的技術標榜為“開放的”。另外，通過對簡單交換控制協議（GSMP）的具體定義，能夠通過一個外加的擴展控制器將任何的ATM交換機轉變為“IP交換機”。
　　標簽交換（Tag Switching）
　　就在Ipsilon公布他們的IP交換不久，Cisco公司就公布了其標記交換技術，不過當時的叫法是“標簽交換（Tag Switching）”。標簽交換技術和IP交換以及CSR相比，在技術上差別很大。例如，在交換機上，它并不以數據流量來設置前向表，并且不同于ATM網絡的是，對于很多的連接層技術來說，它提供了詳盡具體的說明。和Ipsilon公司相同的是，Cisco公司也做了描述的技術的RFC。但是，Cisco公司預備通過IETF將他們的技術最終實現標準化。正是為了實現這一目標，他們起草了大量的Internet 文件用來說明標簽交換技術的各個方面。正是通過Cisco的不斷努力，最終才有了我們現在所知道的MPLS工作組，并且現在MPLS成為標記交換的通用術語。
　　IBM的ARIS
　　也是在Cisco公司公布他們的標簽交換技術，并努力在IETF中使之成為標準化不久，IBM公司起草了一些文檔來描述另外一種新的標記交換技術，他們稱之為集中式基于路由的IP交換技術（ARIS）。和其他幾種標記交換技術相比，ARIS與Cisco公司的標簽交換技術更為相近。兩者都是采用控制流量而不是采用數據流量來設置前向表，但是，ARIS在一些方面與標簽交換也有明顯的不同。許多ARIS的思想也進入到了MPLS標準之中。
　　MPLS工作組
　　在Cisco公布他們的標簽交換技術的同時，他們也宣稱將要使之標準化。在他們提出了一系列有關標簽交換的Internet草案以后不久，在1996年10月份召開了一個BOF會議。當時Cisco、IBM、Toshiba均參加了這次會議。BOF會議成了IETF歷史上一次比較重要的會議。
　　由于已經有多個公司生產出現非常相似的產品來解決當時網絡中出現的新問題，因此將這一技術標準化成為當時會議的一個主要議題。盡管當時還有人在懷疑這些技術能否解決網絡中的新問題（例如，有人認為快速路由器將會使這個問題變得更為混亂），但是，毋庸置疑的是，假如沒有一個標準化工作組，將會出現更多的互不兼容的標記交換產品，從而使市場變得更為混亂。于是草擬籌備工作組章程的工作開始了，到1997年初，終于有了一個能被IETF接受的章程，工作組的第一次會議在1997年4月份召開。
　　MPLS的意義
　　提高網絡使用率
　　目前，中國的骨干網帶寬的利用率在10%以下，因而，如何吸引更多的用戶使用網絡資源，是運營商、服務商關心的話題。路由器制造商都看到MPLS的最佳用武之地是，把承載多種不同類型服務的網絡集成為一個單一的網絡。網絡運營商和服務商大多認為，用MPLS統一各種服務不失為一種長遠的發展方向。
　　簡化IPv6實施
　　現在，IPv4的地址非常缺乏，該到實施IPv6的時候了。假如先在IPv4上實現MPLS，會減小IPv6的實現難度，因為MPLS把對數據包的轉發完全脫離開來。IPv6對IPv4最主要的能力是地址空間的擴展，那么相應的路由算法都沒有什么改變，轉發數據包的控制協議上也沒有什么改變。因而，在一個把轉發和控制都清楚分開的平臺上，只需改變相應的控制協議，轉發方面根本就不用改變。這樣做了之后，隨著現在的光傳輸技術的發展，網絡的帶寬幾乎是無限制地在增長，比如一根光纖上可以傳到幾個T這樣的速度，這樣的話，要求網絡中的轉發設備（即路由器設備）同樣要適應傳輸技術的發展，要提高得非常快。基本的手段是利用硬件轉發。而專門的轉發和控制協議脫離的體系結構也更加方便了做硬件轉發。因為只看一個包的標記的格式是固定的，也非常輕易在硬件中實現，這種趨勢是MPLS在非常高速的網絡中也有他的一些好處之一。因此，MPLS的實現簡化了IPv6的一些新功能。
　　為新廠商帶來商機
　　其實，MPLS的出現，給了新的廠商、新的產品很多機會，讓它們有了新的生存空間。傳統的IP網絡的割據戰已經結束，在新出現的戰場上，正好適合起點高的廠商在其中扮演角色。傳統廠商假如不是從硬件平臺上有改變，在這么寬的網絡處理速度上，根本就來不及處理高速轉發。因此，在寬帶的前提條件下，必須有新的硬件平臺，這就是新廠商的機會。