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随着网络的普及发展以及网络数据传输量的迅猛增长,如何实现端到端的转发控制和QoS成为一个棘手的课题摆在人们面前,现在的IP路由技术以及组网方式不利于网络的扩展和许多增值业务的提供,而ATM技术难度大,路由灵活性低及效率不高面临很大的挑战。这些在很大程度上促进了IP与ATM技术的融合,实现路由和交换技术的融合,多协议标签交换(MPLS)技术也就应运而生了。 MPLS是继IP技术以来的下一代广域网传输技术,充分利用数据标签在开放的通信网络上高速,高效的传输。MPLS技术在一个无连接的网络结构中引入了连接模式从而减少了网络复杂性,并兼容现有的各种主流网络技术,能大大降低网络成本,同时MPLS在IP网络的QoS,VPN,流量工程等方面都有较广泛的应用。 本文深入研究了MPLS技术,从控制平面和数据平面两个方面来进行讨论。深入剖析了控制平面的标签发布协议(LDP)技术的关键技术,实现流程,描述了转发平面的数据流程,对MPLS的标签转发过程做了详细分析,设计了一个MPLS转发与IP路由转发比较的仿真场景,使用仿真软件OPNET仿真MPLS网络数据传输,验证其优越性。 在对MPLS有深入把握的基础上,本文根据骨干路由器的特点,提出了一套MPLS模块的框架结构的设计方案,包括网络通信模块(NSM)的概念,交互二层转发平面和控制平面的信息,网络通信模块所需要维护的数据库及其访问接口。对MPLS中的关键部分——LDP,本文给出了详细的功能模块划分和其实现的状态机。同时,结合LINUX操作系统网络协议栈,设计出一套自己的MPLS模块处理机制,并添加到网络协议栈中,实现LINUX下MPLS的转发平台。 另外,结合MPLS在虚拟专用网(VPN)中的应用,分析讨论了当前应用最为广泛的虚拟私有局域网(VPLS)技术的工作流程及其关键技术。提出了VPLS的模块设计方案,并论述了在骨干网路由器中VPLS模块对数据流的处理机制,最后依托LINUX操作系统,搭建模拟实际环境,在MPLS转发平台的基础上进一步扩展,实现VPLS模块的转发功能。本文提出的设计以及相应实现方案对相关方面研究人员有一定的参考和指导作用。