什么是MPLS?这样解释通俗易懂

生活离不开快递公司，因为需要快递公司帮助将包裹（Packet）运送到目的地。只要收件人和发件人要收件人和发件人的信息写在Packet上，快递公司会马力全开，将包裹运送到目的地。

生活离不开电信运营商，因为运营商需要帮助将信息包裹(IP Packet)运送到目的地。只要收件人(DestinationIP)和发件人(SourceIP)信息写在Packet上，运营商会马力全开，将IP包运送到目的地。

运营商和快递公司做的工作没有本质区别。如果非说有一点区别，前者是快递信息包裹，后者是快递物理包裹。

本来运营商干快递这点活很简单，所有的IP包裹在互联网（Internet）这张公共网络上传输。只要客户将包裹上写好目的地址，比如1.1.1.1，包裹上写好源地址，比如2.2.2.2。运营商收到之后，包裹按照路由表的导航指示，“嗖“地一声到了目的地1.1.1.1。返程的包裹”嗖“地一声返回源地址2.2.2.2。就这些简单活，运营商就能赚大钱，也太容易了吧？

后来出了一点状况，大家也都知道的，那就是IP地址短缺了。之所以短缺，是因为当初设计TCP/IP的一帮同志，没有远大的理想与抱负，太小家子气，将IP地址的长度限制在32个二进制位，即4个字节，一共才40多亿个IP地址。随着互联网大热，IP地址被地球人一抢而空。

越来越多的电脑需要上互联网，而上互联网一个前提就是要拥有一个IP地址，可是IP地址被抢空了，怎么办？

一个专门给电脑打补丁的国际组织IETF聚在一起，鼓捣出一个折衷的办法，那就是将三个特殊地址段的IP地址段，定义为共享IP地址，地球人可以随意使用，无需打报告申请。

这三个特殊的地址段为：

10.0.0.0/8      （包含1600万+IP地址）

172.16.0.0/12    (包含100万+ IP地址)

192.168.0.0/16  （包含6万+ IP地址）

同学们，看出问题了吗？

既然地球人可以随意使用以上三个地址段，一旦互联网有一个包裹，目的地址 = 10.0.0.1，互联网往哪里运送呢？

是Alice家呢，还是Bob家呢？因为他们的电脑都在使用10.0.0.1。

IETF的那帮老同志听后莞尔一笑，既然让地球人使用，肯定咱们已经想好了对策。这个对策就是：

以上三个特殊的地址段作为目的地址的IP包裹，不能直接进入互联网

运营商需要在互联网的入口，将客户使用以上地址段的IP包裹，使用地址转换技术（NAT），替换成互联网IP地址。

通过NAT转换，就解决了互联网IP地址冲突的难题。互联网自从有了NAT技术的支撑，迎来了一波又一波的高潮。

NAT技术固然解决了一些问题，但是却带来了更多的问题。NAT技术解决了用户上网问题（用户访问互联网服务器），但是却没有解决用户与用户之间通信难题，也没有解决服务器访问用户的通信难题。直到写这些文字的时刻，这些问题依然没有完美解决。

之所以产生以上问题，完全是因为通信的双方中间夹着NAT这个怪物，破坏了端到端（End to End）通信。普通用户谁在乎这些问题啊，只要能上网就OK了，管那么多干嘛！

可是对于企业用户就不同了，坐在上海的办公室员工Alice（10.0.0.10）想访问同一个公司北京办公室Bob（10.1.0.10）电脑共享文件夹，两个办公室隔着互联网，可以吗？

当然可以，但需要复杂的NAT配置，纯手工的配置。配置代价太大了，以至于这是一个不可能的任务。

当然也可以使用题主提到的加密VPN技术，在上海与北京两地路由器上配置一个加密隧道，让IP包裹在加密隧道里双向流淌。这个加密隧道的流量跑在互联网上。使用了两层IP头技术，外层IP负责在互联网上传输，内层IP（10.0.0.10、10.1.0.10）负责业务。

但是，企业用户嫌弃加密VPN太慢，因为流量要在公共的互联网上抢跑道，非常影响用户体验。于是企业向运营商申请，是否有更快、更可靠的快递技术？

运营商窃喜，等您好久了，终于还是来了。运营商说，有啊，这个技术就是MPLS VPN技术。

MPLS VPN技术

Alice（10.0.0.10）与Bob (10.1.0.10) 通信，当接收到对方IP报文时，看到的IP报文里的两个IP地址一定要是这两个地址，而不是别的。换句话说，所发即所见。

运营商MPLS VPN客户名单有成千上万，客户内网都在使用这个10.0.0.0/8网段。

既然客户要使用MPLS VPN网络，肯定是要端到端通信，即拒绝NAT参杂在通信过程中。

问题产生了，既要杜绝NAT技术，又要避免千万万客户IP地址冲突。什么技术可以两全其美呢，这个技术就是MPLS VPN。

MPLS技术核心思想就一点：转发客户IP报文时，避免使用IP地址！这篇文字写了几千字，其实都是为了这关键的一句话做铺垫的。记住这句话，学习MPLS技术将少走一半的路。

MPLS技术其实很简单，就是在MPLS网络入口，将客户IP包裹添加两个标签（Label）：

外层标签负责将IP包裹运送到MPLS网络出口

内层标签告知MPLS网络出口，里面的包裹是哪个客户的

这两个标签，嵌入在二层Ethernet头与三层IP头之间。一旦标签嵌入，在MPLS网络里，路由器将不会读取IP头来转发，而是只读取最外层标签来转发。MPLS网络出口，负责读取内层标签，知道是哪个客户的IP包裹，然后发给特定的客户。但是不要忘记，在发给特定用户之前，需要将所有标签清除干净。送给客户的报文，只有纯净的IP包裹，也是其本来的样子，即所发即所见。

MPLS网络入口路由器，如何知道嵌入的外层标签、内层标签具体数值？

通常入口路由器根据IP包裹从哪个子接口进来的，根据子接口与客户名单一对比，就知道是哪个客户的。每个客户使用独一无二的客户标签（内层标签）。内层标签的问题解决了。

MPLS网络里的入口路由器、出口路由器，使用了MP-BGP技术，分享了客户的IP路由表。并将每个客户路由条目放在一个互相逻辑隔离的路由表，即VRF Routing Table。并为其分配一个外层标签。

一个例子

入口路由器一旦接到目的IP = 10.0.0.10的报文，会通过子接口发现，这是Apple公司的流量。内层标签分配为 6666。

入口路由器根据Apple公司VRF Routing Table，查询10.0.0.10最优路由，最优路由指向北京的MPLS网络出口，因为通过这个出口，就可以将IP报文，转交给北京的Apple网络。

根据事先的路由条目 10.0.0.10 与外层标签的映射（使用LDP协议实现），假设标签为8888。两个入口标签就全有了。

携带着8888，6666标签的IP报文，在MPLS网络左拐右转，终于到达北京MPLS网络出口。路由器一检查6666，立马查询得到这是Apple公司的IP包裹。立马将两个标签全撕掉，通过Apple对应的子接口，将IP包裹转交给Apple北京办公室。

在整个过程中，客户的IP报文没有受到任何玷污，保持原始的模样到达最终的目的地。

本文中提到的MPLS VPN是三层的VPN，你可以将整个MPLS网络抽象成一台普通的路由器，提供三层（借助标签）路由器。

还有一种二层MPLS VPN技术，你可以将其抽象成一台交换机、或者一根导线，提供的是二层桥接技术。 

以上就是什么是MPLS VPN?这样解释通俗易懂的介绍，微云网络提供全球网络优化服务、MPLS VPN、SD-WAN企业组网、IPLC专线等海外专线业务。如果有相关应用场景，欢迎联系我们，我们专业的团队可以给您提供最好的方案