随着网络通信业务从电话、数据向视频、多媒体等宽带业务方向的发展，以Internet为代表的网络技术正日益成为国家信息基础设施的重要组成部分，并已渗透到社会、经济、生活的各个方面。路由器作为构筑未来互联网络的核心设备，融合了现代通信技术、计算机技术、网络技术、微电子芯片技术、大规模集成电路技术、光电子技术及光通信技术等多种核心技术，成为现代高科技技术的结晶。Internet的迅速发展使IP成为计算机网络应用环境中“既成事实”的标准和开放系统平台。但目前的IP网络是一个无连接的网络，它无法保证用户数据的端到端的服务质量。而ATM是一种面向连接的宽带通信网技术，它综合了分组交换和电路交换的优点，具有良好的QoS保证，但它使用的连接信令过于复杂，路由灵活性不高。因此，宽带网络发展的主线是把最先进的ATM交换技术和最普及的IP技术融合起来，在满足新的业务需求的同时保护现有的投资。MPLS简化了ATM与IP技术的集成，它引入了基于标记的机制，把路由和转发分开，由标记来规定数据分组通过网络的路径。它的价值在于能够在一个无连接的网络中引入连接模式的特性，为用户提供端到端的服务质量保证。目前高端核心路由器采用硬件转发的并行处理机制，已经可以做到路由器内的转发时延与IP包的长度无关，解决了IP包不定长带来的时延抖动问题，现在更看重的是MPLS提供的面向连接的方式和多层标签栈所带来的灵活性，以及使用MPLS实现流量工程的能力，因此路由器设备必须考虑实现MPLS。 为了使路由器设备升级为具有MPLS功能的标记交换路由器，必须从路由器的硬件转发平面和软件控制平面加以设计，使之从硬件角度能够保证并行线速转发。由于标记交换路由器需要考虑支持标记栈，因此在硬件转发时引入了查表次数的不确定性。为解决这一问题，需要对硬件转发处理 模块中的报头处理单元和查表单元进行精。0设计，井考虑＊＊u标记转发 表中的标记栈的操作集合，使其尽可能满足支持标记交换路径的需要。本 文提出了两种硬件数据转发平面的MPLS转发方案——级联查表MPLS转 发方案和循环查表MPLS转发方案。在协议软件方面，对基于Linux的MPLS 信令协议 LDP／CR－LDP的源代码进行了分析、编译和调试，并提出了将源 代码移植到基于嵌入式实时操作系统VXWorks的G比特核心路山器的主控 协议栈中的方案。 本文针对这些问题详细介绍了MPLS协议在G比特核心路山器上的设 计和实现。论文第一章首先介绍了G比特核心路山器的原理和特点、在核 心路山器上引入MPLS技术的必要性，并分析了将G比特核心路山器升级 为MPLS标记交换路山器后的体系结构和转发处理流程。第二章介绍了 MPLS技术的引入、工作原理和特点，以及MPLS的信令控制协议LDP的 原理、协议运行的不同阶段和实现MPLS流量工程的信令控制协议CR－LDP 和TE．RSVP。然后根据在G比特核心路山器上实现MPLS所需要进行的工 作，分别从硬件转发设计和 MPLS信令协议 LDP／CR－LDP的移植两方面详 细阐述了设计和实现过程。在硬件转发设计方面，第三章对本文提出的两 种设计方案——级联查表MPLS转发方案和循环查表MPLS转发方案—— 迸行了分析和比较；在LDP协议移植方面，第四章对源代码的内外部体系 结构、数据结构和主要的程序流程及协议的有限状态机进行了分析，并提 出了源代码移植所需要进行的工＿作。文章最后的第五章对整个设计和实现 进行了总结并提出了一些看法和建议，井对MPLS技术的eiJ景作了进一步 的展望。