MPLS（Multiprotocol Label Switching，多协议标签交换）
MPLS（多协议标签交换，Multiprotocol Label Switching）是由IETF（因特网工程任务组）提出的一种在IP骨干网上利用标签指导数据报文高速转发的核心网络协议，它在无连接的IP网络中引入了面向连接的标签交换概念，融合第三层路由技术的灵活性与第二层交换技术的简捷性，成为现代网络架构的关键组成部分。
一、由来背景
20世纪90年代中期，IP网络数据量呈爆发式增长，但当时硬件技术限制导致基于最长匹配算法的IP路由只能依赖软件查表，转发性能低下，成为网络发展的瓶颈。MPLS最初的提出目的就是提升IP网络的转发速率；后续随着ASIC（专用集成电路）技术发展，IP硬件查表速度大幅提升，但MPLS在服务质量管控、流量工程、VPN部署等方面的独特优势，使其依然成为核心网络技术。
二、核心定义与特性
“多协议”是MPLS的核心标识之一，它既支持多种网络层协议（如IP、IPv6、IPX等），也兼容多种链路层技术（如ATM、帧中继FR、以太网等），可实现不同协议网络间的高效互联。
它的核心特性包括：
面向连接的服务质量（QoS）：可根据业务需求为不同流量分配优先级，保障关键业务的传输稳定性与低延迟。
流量工程能力：通过自定义转发规则平衡网络负载、减少拥塞，优化全网资源利用率。
原生VPN支持：标签交换路径（LSP）本身可作为公网隧道，天然适配虚拟专用网（VPN）的构建需求。
三、工作原理
MPLS的核心是“标签交换”，替代传统IP路由的逐跳查表转发，具体流程如下：
标签与转发等价类（FEC）：将具有相同转发处理规则的数据包划分为一个FEC，每个FEC对应一个唯一的本地标签，标签是固定长度的短标识符，仅在相邻节点间有意义。
标签交换路径（LSP）：由标记交换路由器（LSR）通过LDP（标记分配协议）等信令协商，预先建立从源节点到目的节点的标签序列路径，相当于一条逻辑隧道。
转发流程：
入节点（Ingress）：数据包进入MPLS域时，解析IP报文头判定所属FEC，分配对应标签并封装，送入LSP。
中间节点（Transit）：仅根据标签查询转发表，将入标签替换为出标签后直接转发，无需解析IP报文头，大幅节约处理时间。
出节点（Egress）：移除MPLS标签，恢复为普通IP数据包，继续按传统IP路由转发到最终目的地。
四、核心优势
传输效率提升：仅在网络边缘解析IP报文头，中间节点仅做标签交换，避免了逐跳路由计算，降低传输延迟与丢包率，提升用户体验。
灵活的QoS管控：可对不同类型流量设置优先级、带宽保障等策略，满足实时音视频、关键业务等对传输质量的高要求。
安全可靠：标签可隐藏网络拓扑与路由信息，减少外部攻击风险；MPLS VPN无需额外二层隧道协议，在简化部署复杂度的同时，能实现不同VPN间的流量隔离，提供数据保密性。
强扩展性：支持跨多自治域的VPN解决方案、分层PE（HoPE）、运营商-运营商（Carrier-to-carrier）等技术，可适应大规模、超大规模的网络规划需求，还能动态调整传输路径适配网络规模变化。
多协议兼容：可将ATM、FR等非IP网络的报文封装为MPLS格式穿越IP网络，实现异构网络的互联。
五、典型应用场景
VPN部署：
L3VPN：基于BGP/MPLS实现，支持单自治域及跨多自治域的VPN部署，满足企业跨地域分支的安全互联，还支持IP地址复用与VPN间互通控制。
L2VPN：包括点到点的VLL（如CCC、Martini、Kompella三种主流方式）和点到多点的VPLS，可实现非IP网络通过MPLS骨干网传输。
企业广域网：构建可扩展、高可靠的企业级广域网，实现多分支机构的高效互联，同时保障数据传输安全。
运营商与ISP网络：作为核心技术实现流量工程管理、大规模网络调度，还可提供MPLS专线服务，为企业提供专属的高效、安全网络，支持数据、语音、图像等多业务传输。
关键业务保障：为视频会议、实时音视频通信、在线游戏等对QoS要求高的业务提供优先级传输，保障服务流畅性。
数据中心网络：实现数据中心内部及跨数据中心的快速数据传输与路由优化，适配云计算、大数据场景的高带宽、低延迟需求。