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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。

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