MPLS 在 IP 头前面插一个 32 位的标签，路由器只看标签转发。 入口打上、中间换、出口剥掉，这条路径叫 LSP。
7.6 讲完了「怎么算出路由」，这一节换一个维度：转发时看什么。 MPLS 不改路由协议，它改的是「拿到路由之后，怎么把包发出去」。
一、标签只有 32 位，四个字段
MPLS 的「标签」是一块 4 字节的头部，插在二层头和 IP 头之间。它的四个字段分工很明确：
| 字段 | 位数 | 作用 |
|---|---|---|
| 标签值 | 20 | 决定下一跳怎么转发 |
| EXP | 3 | 优先级，后来改名叫 TC |
| S | 1 | 栈底标记，1 表示最后一层 |
| TTL | 8 | 和 IP 的 TTL 一个用途，防环 |
标签值占 20 位，所以标签空间是 2 的 20 次方，约 104 万个。 这个数字是「每台设备本地有效」的，不是全球唯一—— 同一台设备的同一个标签，只能对应一条转发规则。 S 位只有 1 位，但它是「栈」这个设计的枢纽。 它告诉设备「下面还有没有标签」，所以设备可以「只看最外层」而不必关心里面有几层。 这就是 MPLS 能把「运营商」和「客户」分开的技术基础。
二、三种动作：push、swap、pop
一个包穿过 MPLS 网络，标签会被改好几次，但动作只有三种：
| 动作 | 在哪儿做 | 干什么 |
|---|---|---|
| push | 入口 LER | 打上一个标签 |
| swap | 中间 LSR | 换成本机的出标签 |
| pop | 出口 LER | 剥掉标签，恢复纯 IP 包 |
入口和出口叫 LER（标签边缘路由器），中间叫 LSR（标签交换路由器）。 整条路径叫 LSP（标签交换路径）。 这三个缩写要记住，因为排错时说的就是它们。 为什么中间要「换」而不是「一直用同一个号」： 因为标签是「本地有效」的—— 每台设备自己分配自己的号，只保证「进来的包用这个号，从那个口出去」。 所以同一条路径上，每一跳的号都可以不一样。 这个设计让标签分配变成了「各管各的」，不需要全局协调。
三、为什么要有标签栈
一层标签就够转发了，为什么还要「栈」： 因为一层标签只能表达「去哪儿」，表达不了「这是谁的流量」。 两层标签正好把这两件事分开：外层决定「送到哪个站点」，内层决定「送到站点里的哪个网段」。 这个分工带来了 MPLS VPN 的核心能力：中间的运营商路由器只换外层，内层原封不动地传过去。 所以运营商不需要知道客户的内部结构——它只知道「这个包属于客户 A，要送到站点 B」。 客户的地址空间可以重叠（两家客户都用 10.0.0.0/8），因为外层标签把它们区分开了。 注意「只换外层」这件事的实现方式：外层 swap、内层不动，所以栈的深度不变。 只有到了出口，两个标签才一起 pop。 这也解释了 S 位的作用——没有 S 位，设备就不知道「剥掉这一层之后，下面那层是不是还要用」。
四、标签是怎么发下来的
标签不是人配的，是协议分的。 有两种常见的分发方式：一种是跟着路由协议走（LDP），一种是用 BGP 扩展（BGP 加标签）。 LDP 的思路很直白：「我有一条路由，我就给它分一个标签，然后告诉邻居」。 所以 LSP 是跟着路由表自动长出来的——路由变了，标签也跟着变。 这也意味着「MPLS 域内的转发路径和 IP 路由是同一棵树」， 所以单靠 LDP 做不到「让某条流量走另一条路」。 要「指定路径」就得用 RSVP-TE 或 SR：它们能显式指定一条 LSP 经过哪些节点， 这才是 MPLS 做流量工程的入口。 所以「MPLS 能管流量」这句话，严格说应该是「MPLS 加流量工程信令才能管流量」。
五、动手 Demo：MPLS 的标签是怎么换的
看一个包从 R1 到 R4 的过程中，标签栈怎么变。 重点在「每台的号都不一样」这一点。
hops = [
('R1 入口 LER', None, 100, 'push'),
('R2 核心 LSR', 100, 200, 'swap'),
('R3 核心 LSR', 200, 300, 'swap'),
('R4 出口 LER', 300, None, 'pop'),
]
for name, inl, outl, act in hops:
print('%-14s %-6s -> %-6s %s'
% (name, inl or '—', outl or '—', act))
print('标签空间 2**20 =', 2 ** 20)
实跑输出：
--------------------------------------------------------------------
MPLS 的标签是怎么换的
--------------------------------------------------------------------
**MPLS 在 IP 头前面插一个 32 位的「标签」**，**路由器只看标签转发，不看 IP 地址。**
**一个包穿过网络时，标签会被换好几次。**
**标签本身占 20 位，所以标签空间是 2 的 20 次方，等于 1,048,576 个。**
字段 位数 作用
------------------------------------------------------------
标签值 20 位 决定下一跳怎么转发
EXP 3 位 优先级（后来改叫 TC，给 QoS 用）
S 1 位 栈底标记，1 表示这是最后一个标签
TTL 8 位 和 IP 的 TTL 一个用途，防环
**合计** **32 位** **正好 4 字节**
**下面跟着一个包走一遍**：**路径是 R1 → R2 → R3 → R4，R4 后面是目标网段。**
节点 标签栈变化 动作
-----------------------------------------------------------------
R1（入口 LER） `— → 100` **push**：打上标签 100
R2（核心 LSR） `100 → 200` **swap**：换成 200
R3（核心 LSR） `200 → 300` **swap**：换成 300
R4（出口 LER） `300 → —` **pop**：剥掉，恢复成纯 IP 包
**入口和出口叫 LER**（标签边缘路由器），**中间叫 LSR**（标签交换路由器）。
**入口负责「打上」，中间负责「换」，出口负责「剥掉」。**
**整条路径叫 LSP**（标签交换路径）。
**标签栈可以有多层**，这就是「栈」这个名字的来源：
层 示例值 谁看它
-----------------------------------------------------
外层标签 `5000` **决定「这个包去哪个用户」**
内层标签 `120` **决定「在用户网里怎么走」**
**两层标签正是 MPLS VPN 的实现方式**：**外层管「送到哪个站点」，内层管「送到站点里的哪个网段」。**
**中间的运营商路由器只换外层，内层原封不动地传过去**——**所以运营商不需要知道客户的内部结构。**
**这个「外层可见、内层不可见」的分工，是 MPLS 最值钱的地方。**
入口和出口叫 LER（标签边缘路由器），中间叫 LSR（标签交换路由器）。 入口负责「打上」，中间负责「换」，出口负责「剥掉」。 整条路径叫 LSP（标签交换路径）。 注意「100 到 200 到 300」不是约定，是各自分配的结果—— R2 用的是「本机分给这条 LSP 的号」，R3 也用自己的一套。 所以抓包看到的标签值，只有「同一台设备的入和出」这一对是有意义的。 拿两台设备的标签号去比大小，是没有意义的。 pop 有两种做法： 一种是「倒数第二跳弹出」（PHP）——出口的前一跳就把标签剥掉，出口只做纯 IP 转发。 另一种是出口自己剥。 PHP 更常用，因为它让出口设备「不需要维护标签表」，代价是「出口看不到标签，只能看 IP 头」。
30 秒实验
- 算一下：20 位标签空间有多大？
- 想一下：为什么每台设备的标签号可以不一样？
- 想一下：两层标签分别解决什么问题？
常见误区
- 以为「标签是全局唯一的」。 只在本机有效，每一跳都可以换号。
- 以为「MPLS 改了路由协议」。 它不改路由，改的是「拿到路由之后怎么转发」。
- 以为「配了 LDP 就能做流量工程」。 LDP 跟着路由走，要指定路径得用 RSVP-TE 或 SR。
自测三问（点开对答案）
1. 标签的四个字段是什么？ —— **20 位标签值、3 位 EXP、1 位 S、8 位 TTL。** 2. 三种动作分别在哪做？ —— **push 在入口 LER、swap 在中间 LSR、pop 在出口 LER。** 3. 为什么需要标签栈？ —— **一层只能表达「去哪儿」**，两层才能同时表达「哪个客户」和「哪个网段」。下一节看 MPLS 到底解决了什么问题。
- ☐ （本节完，下一节 7.7.2 MPLS的优点）