MPLS-基础、LSR、LSP、标签、体系结构

MPLS技术

MPLS基础

MPLS：转发数据时，只在网络边缘分析IP报文头，不在每一跳都分析，节约了转发时间。

MPLS：Multiprotocol Label Switching，多协议标签交换骨干网技术。主要应用：VPN、流量工程、QoS（Quality of Service）等方面。

ATM：Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式。

应用方面：VPN（Virtual Private Network），流量工程，Qos（Quality of Service）等广泛应用。    

网络结构，基于标签进行转发。

LSR：Label Switching Router，标签交换路由器，进行MPLS标签交换和报文转发的网络设备。

MPSL域：MPLS Domain，由LSR构成的网络区域。

LER：Label Edge Router，MPLS区域边缘路由器，连接其他网络的LSR设备。

Core LSR：核心LSR，MPLS区域内部的LSR。

LSP：Label Switched Path，标签交换路径，IP报文在MPLS网络中经过的路径。LSP是一个单向路径，与数据流的方向一致。

        1.1、 Ingress：LSP的入口LER称为入节点。打上标签。

        1.2 、Transit：位于LSP中间的LSR称为中间节点。

        1.3 、Egress：LSP的出口LER称为出节点。弹出标签。

注意：一条LSP可以有0个、1个或多个中间节点，但有且只有一个入节点和出节点！！！

MPLS体系结构

由控制平面（Control Plane）和转发平面（Forwading Palne）组成。

1、控制平面： 负责产生和维护路由器信息以及标签信息。

        1.1、 路由信息表RIB：Routing Information Base，由IP路由协议生成，用于选择路由。

        1.2、 标签分发协议LDP：Label Distribution Protocol，负责标签的分配、标签转发信息表的建立、标签交换路径的建立、拆除等工作。

        1.3 、标签信息表LIB：Label Information Base，由标签分发协议生成，用于管理标签信息。

2、转发平面：即数据平面（Data Palne），负责普通IP报文的转发以及带MPLS标签报文的转发。

        2.1 、转发信息表FIB：Forwarding Information Base，从RIB提取必要的路由信息生成，负责普通IP报文的转发。

[LSR_1]display fib

        2.2 、标签转发信息表LFIB：Label Forwarding Information Base，简称标签转发表，由标签分发协议在LSR建立LFIB，负责带MPLS标签报文的转发。

MPLS标签

1、转发等价类：

        1.1、 MPLS将具有相同特征的报文归为一类，称为转发等价类FEC（Forwarding Equivalence Class），属于相同FEC的报文在转发过程中被LSR以相同方式处理。

        1.2 、FEC：可以1根据源地址、目的地址、源端口、目的端口、VPN等要素进行划分。在传统的IP匹配算法中，将路由作为转发等价类。到同一条路由的所有报文就是一个转发等价类。

2、标签：4字节，32bit

        2.1、 Label，是一个短而定长的、只具有本地意义的标识符，用于唯一标识一个分组所属的FEC。

        2.2 、在MPLS中，标签可以多层，即标签嵌套，主要应用在MPLS VPN、TE FRR（Traffic Engineering Fast ReRouter）中。

        2.3 、标签栈：Label Stack，指标签的排序集合。

                2.3.1 、栈顶MPLS标签或者外层MPLS标签：Outer MPLS label，靠近二层首部的标签。

                2.3.2 、栈底MPLS标签或者内层MPLS标签：Inner MPLS label，靠近IP首部的标签。

标签栈：按照后进先出方式组织标签，从栈顶开始处理标签。

部署Qos时，端到端的部署，从始至终经过的设备都部署优先转发。

MPLS标签空间：20bit

1、取值范围

        1.1、0~15，特殊标签

2、标签的分配

3、LSP的两种建立方式：MPLS需要为报文事先分配好标签，建立一条LSP，才能进行报文转发。用于在MPLS域中指导报文的转发。

        3.1 静态：管理员人为配置的（16~1023），不能相互感知到整个LSP的情况，因此静态LSP是一个本地概念。适用于规模较小、业务稳定的网络部署。

        3.2 动态：协议自动产生的（1024及以上），由MPLS的控制协议（也称为信令协议）动态建立。（LDP，RSVP，MP-BGP）

标签由下游LSR分配，按从下游到上游的方向分发。

        3.3 MPLS可以使用多种标签发布协议

                3.3.1 LDP：Label Distribution Protocol，标签分发协议，专门为标签发布而制定的协议。

                3.3.2 RSVP-TE：Resource Reservation Protocol Traffic Engineering，是对RSVP的扩展，主要用于流量工程。

                3.3.3 MP-BGP：Multiprotocol Border Gateway Protocol，是在BGP协议基础上扩展的协议，主要用于 MPLS VPN和跨域VPN的标签路由分配标签。