MPLS (Multiprotocol Label Switching-多協議標簽交換技術)是一種在開放的通信網上利用標簽引導數據高速、高效傳輸的新技術。它的價值在于能夠在一個無連接的網絡中引入連接模式的特性；其主要優(yōu)點是減少了網絡復雜性，兼容現有各種主流網絡技術，能降低50%網絡成本，在提供IP業(yè)務時能確保QoS和安全性，具有流量工程能力。此外，MPLS能解決VPN擴展問題和維護成本問題。MPLS技術是下一代最具競爭力的通信網絡技術。
1. MPLS技術的產生
隨著Internet的不斷增長，各種新興業(yè)務以及迎合其需求的專有網絡也在不斷發(fā)展，但是原先針對不同業(yè)務、同時處理多種網絡連接的運營方式已經束縛了企業(yè)的發(fā)展，它們希望通過一個單一、靈活的接入設備來提供多種混合業(yè)務，并在將來執(zhí)行統(tǒng)一的接入協議，如IP，然而，不同的業(yè)務（如語音、數據和多媒體應用等）對網絡傳輸質量的要求差別很大，如果ISP依舊基于傳統(tǒng)路由器發(fā)展大規(guī)模的IP網絡，相關問題（如路由器轉發(fā)部件的軟件操作，構造高速路由器組件的開銷，傳統(tǒng)路由尋徑機制在傳輸時難以預計的網絡性能，網絡無法提供針對特定業(yè)務的QoS等）將變得日益尖銳。
相對于IP路由技術，基于ATM和幀中繼的快速交換技術可利用多種轉發(fā)算法（其本質就是標簽交換算法）。由于這些轉發(fā)算法簡單有效，因而被直接固化到交換機硬件內部。與傳統(tǒng)的IP路由機制相比，L2層的快速交換技術具有很高的性能價格比。
為解決上述IP網絡存在的問題，每個ISP都渴望尋求一種能夠結合快速交換技術和IP路由技術中各自優(yōu)勢的網絡解決方案，由此標簽交換技術應運而生。標簽交換技術就是致力把L2層交換技術的最優(yōu)屬性（通常由ATM或幀中繼具體實現），與L2層路由技術的最優(yōu)屬性（由IP具體實現）緊密結合起來，其中多協議標簽交換（MPLS）是目前標準最統(tǒng)一、最具發(fā)展前景的標簽交換技術。MPLS由因特網工程任務小組（IETF）制定，始于1997年初，它被設計成為能夠符合大規(guī)模電信級網絡所必須遵循的各種屬性。其目標是實現在大規(guī)模IP網內，通過ATM和幀中繼等多種媒介實現保證QoS的快速交換，因而MPLS的出現對于網絡發(fā)展將具有革命性的意義。
2. MPLS的技術優(yōu)勢
MPLS在解決網絡的擴展性、實施流量工程、同時支持多種要求特定QoS保障的IP業(yè)務等諸多方面具備得天獨厚的技術優(yōu)勢。
●滿足了ATM傳送IP技術的網絡總體技術要求。ATM支持IP的網絡的強制性要求包括以下方面：網絡的技術方案必須獨立于所支持的IP協議版本；必須具備支持大型網絡的足夠的可擴展性；必須包含在ATM網絡上支持高效而且具有可擴充性的IP組播的能力；必須具有足夠的魯梆性以便支持大型網絡。
●適應于較大規(guī)模的網絡。眾所周知，MPOA非常適用于小規(guī)模的網絡，然而應用于較大規(guī)模的網絡就要受到限制。而MPLS正是為滿足大規(guī)模網絡的各種要求（如靈活性、可擴充性與可管理性等要求）而設計的。
●適應于多種承載網絡。大規(guī)模的網絡可以使用包括ATM在內的多種承載技術。從一個較寬的范圍來講，應該選取一種對于IPOA是最優(yōu)，而且對于其它的鏈路層技術也是最優(yōu)的技術。而MPLS則可能正是能夠覆蓋這一范圍的唯一技術。
●路由控制的靈活性。從選路的角度來講，MPLS技術可以使我們獲得同時選擇使用固定路由或者是動態(tài)路由方式的可能性。具體使用哪種方式取決于網絡操作者的選擇。
●能同時支持MPLS和ATM控制協議。較理想的情況是有一種獨立于鏈路層協議的控制技術，同時，同一交換機上也可以使用ATM控制方式。
●IP 業(yè)務的業(yè)務量工程。目前，ATM擁有最完整的業(yè)務量工程能力。然而，IPOA的重疊模型無法高效地使用所有的ATM能力，而且在使用全連通的PVC方式時，其應用的可擴充性將受到“N平方”問題的限制。MPLS借用了一些ATM技術的能力，如QoS、選路、資源管理等方面，而且引入了顯式路由的概念，它有助于將業(yè)務量要求映射到網絡拓撲之上。這樣，使用MPLS可以獲得新的、更多的業(yè)務量管理性能。
●利用現有投資�？紤]到現有的ATM與其它技術的投資，另外，在各種鏈路層技術上傳輸IP的需求也是顯而易見的，所以需要有一種統(tǒng)一的交換技術。當前的承載網絡中，ATM硬件對IP業(yè)務量的傳輸使用的是一種固定方式，而MPLS則被認為是CIPOA近期的演進方向，因為顯式選路可以建立在現有的固定PVC的基礎上，而且MPLS的網絡結構的靈活性足以滿足潛在的網絡演進需求。
●支持VPN業(yè)務。MPLS的主要優(yōu)點是能夠以無連接方式或者是顯式路由方式提供面向連接的業(yè)務，這種特點使得MPLS尤其適用于動態(tài)隧道技術。而動態(tài)隧道技術是目前支持VPN業(yè)務的有效傳送手段。但目前由于提供基于MPLS的VPN的方式不是唯一的，這使得將它同其它IPOA技術進行比較較為困難。
●QoS方面。IP Diffserv與MPLS具有明顯的默契，因為它們的設計中都滿足了業(yè)務提供商的需求。由于標記的擴展語義可以攜帶Diffserv信息，借助于標記與端到端的標記交換路徑及一定的資源預留機制，將可以保證QoS機制在特定MPLS域中的一致性。
3. 內嵌MPLS的MSTP技術
3.1 MPLS在MSTP中的技術實現
內嵌MPLS的基于SDH的MSTP可以利用引入MPLS后增加的封裝開銷，解決現有技術開銷能力不足的問題；同時引入了MPLS協議簇具有的網絡交換、選路和流量工程等能力，解決現有基于SDH的MSTP節(jié)點承載ETH業(yè)務時應用能力不足的問題。
MPLS 標簽位置在第二層頭信息與第三層頭信息之間，由4字節(jié)構成。具體封裝如下：
標簽：標簽真實值，20 比特。
TTL：分組在網絡中生存時間值的編碼，8 比特，分組第一次打標簽時標簽TTL 設為IP TTL域的值，當最后一個標簽被彈出堆棧時，將標簽TTL 值拷貝到IP TTL 域。
服務類型：3 比特實驗用比特，可用于QoS。
標簽堆棧指示，1 比特，為1 表明本條目為標簽堆棧中最后一條，否則值為0。
烽火公司的Citrans系列MSTP設備，在以太網盤中內嵌了MPLS功能，不僅僅能靈活的支持數據業(yè)務的調度和組網，而且有效的保護了用戶的原有的投資。
3.2 RPR和MPLS在MSTP中的應用
隨著城域以太網等數據業(yè)務的迅速發(fā)展，以太網技術與光傳送網技術逐漸融合，城域傳送網承載無連接數據分組業(yè)務的需求正在不斷增長。近年來，RPR和MPLS技術已成為城域光傳送網的一個亮點，國內外相關的標準制定和產品研發(fā)工作進行的如火如荼，兩個技術的融合將促進新一代城域MSTP技術的發(fā)展和應用。
RPR和MPLS技術融合的主要目的是解決以太網業(yè)務QoS方面的要求。在MSTP平臺中引入RPR機制，有效地解決了傳送效率和QoS方面的矛盾：通過RPR的雙環(huán)業(yè)務傳送、統(tǒng)計復用、帶寬共享、公平接入等多種技術手段提高了傳送效率，通過嚴格的COS和業(yè)務優(yōu)先級保證了用戶業(yè)務的服務質量，并可以提供50ms的快速保護；另一方面，采用MPLS技術可通過LSP標簽棧很好地解決VLAN的可擴展性、提供VPN業(yè)務問題，為以太網業(yè)務QoS、SLA增強提供很好的支持，并且可為RPR提供跨環(huán)組網能力，有利于全網端到端業(yè)務的配置、保護和網絡資源的優(yōu)化利用。
結合RPR和MPLS的雙重優(yōu)勢，新一代MSTP技術使建設一個可擴展、調度能力強、有QOS保證的城域傳送網成為可能。它不但能很好地解決提供最大收益的TDM業(yè)務的傳送，同時大大提高了對數據業(yè)務的支持能力和帶寬利用率。
●大幅度提升網絡效率
MSTP網絡作為基礎傳送網絡，它需要關注傳送網特有的幾個基本特征：安全性、透明性和高效性。對于傳統(tǒng)的MSTP來說，通過引入GFP+VC-xv+LCAS和L2交換，采用點到點電路連接方式來支持突發(fā)的數據業(yè)務，僅僅解決了以太網端口的接入和端口匯聚問題，網絡的使用效率不高。只有引入基于MPLS的虛擬連接技術，實現全網絡數據業(yè)務的統(tǒng)計復用和提供透明的端到端VPN業(yè)務，網絡效率才能得到很大的提升。另外通過引入RPR的最短路徑選擇技術，內環(huán)、外環(huán)同時傳送數據業(yè)務，可以比傳統(tǒng)的MSP保護提高100％的環(huán)路使用效率。
●提供端到端的VLL/VPLS業(yè)務快速配置
根據ITU-T G.etnsrv草案，MSTP中以太業(yè)務的類型有四種：EPL（以太專線業(yè)務）、EVPL（以太虛擬專線業(yè)務）、EPLn（以太專用局域網業(yè)務）和EVPLn（以太虛擬專用局域網業(yè)務）。其中EVPL/EVPLn業(yè)務在MEF中也稱為VLL/VPLS業(yè)務。
根據ITU-T的草案和信產部的標準草案，MSTP中實現EVPL和EVPLn都會采用MPLS技術，從而可以與采用標準MPLS技術的數據網絡一起提供端到端VLL/VPLS業(yè)務。目前，采用MPLS技術實現VLL/VPLS已經成為MEF論壇的標準做法，其相關的LSP連接建立的信令技術也已經非常成熟，并已經在交換機，路由器中得到了廣泛的應用。因此MSTP中采用MPLS技術來提供端到端的VLL/VPLS業(yè)務快速配置是必然選擇。
●有效支持跨環(huán)業(yè)務
傳統(tǒng)MSTP的MSP保護只能提供基于網絡拓撲變化的物理層網絡保護，而對支持RPR和MPLS技術的MSTP來說，可以提供基于RPR MAC層和MPLS層的網絡保護。
由于RPR的保護功能只能局限在一個單環(huán)，對于復雜的跨環(huán)網絡來說，此時必須采用MPLS層連接保護技術來實現。對于不支持MPLS交換調度的設備，可以采用MPLS的雙節(jié)點互聯技術來實現跨環(huán)的網絡保護。
烽火公司的Citrans系列MSTP設備，在以太網盤中內嵌了MPLS和RPR功能，不僅能在單環(huán)內實現基于RPR MAC層的保護，而且對于跨環(huán)業(yè)務，同樣能實現MPLS層連接保護。
4. 烽火內嵌MPLS的MSTP解決方案
烽火新一代MSTP解決方案在標準MSTP特性的基礎上，充分考慮了MSTP實際應用的需求，對MSTP的體系結構、安全性，分組業(yè)務的封裝、動態(tài)帶寬匹配、QOS保障，下一代網絡的適應性等方面采取了卓而有效的處理，更深層次地優(yōu)化了MSTP城域傳送網。
烽火公司全系列的MSTP解決方案，以個性化的產品設計滿足不同網絡狀況的組網需求，每個速率等級的產品均針對應用環(huán)境的差異提供包括標準型、緊湊型，甚至Mini型的不同產品形態(tài)，使用戶能夠根據自身需求特點，選擇性價比最為合理的網元或網元組合進行組網。 Citrans 700系列城域核心MSTP產品
烽火通信肩負技術創(chuàng)新與體制創(chuàng)新的使命，將MPLS技術引入到MSTP設備中，Citrans/IBAS系列產品的應用將在一個無連接的網絡中引入連接模式從而減少了網絡復雜性，為廣大運營商提供廣闊的選擇空間。綜合來看，針對城域網需求，烽火通信推出的基于MSTP的Citrans/IBAS系列產品，通過引入RPR、MPLS機制，進一步增強數據業(yè)務的支持能力，這一系列產品將在城域網的核心、匯聚、接入等各個層面得到廣泛應用，為組建一個傳送效率更高、傳送質量更好的城域光網絡服務。傳送網承載無連接數據分組業(yè)務的需求正在不斷增長。近年來，RPR和MPLS技術已成為城域光傳送網的一個亮點，國內外相關的標準制定和產品研發(fā)工作進行的如火如荼，兩個技術的融合將促進新一代城域MSTP技術的發(fā)展和應用。
