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1、MPLS基本原理 ISSUE1 0 Page1 本课程主要介绍MPLS协议原理以及标签的转发和分配 最后介绍LDP标签分发协议 前言 Page2 学习指南 本课程全套资料包括培训胶片 配套原理教材 多媒体课件 试题 演练案例和教师教学指导书 合理有效利用上述资料您将会取得良好的学习效果 Page3 参考资料 VRP3 30 操作手册 命令手册 故障信息收集排错指导书 Page4 学习完此课程 您将会 掌握MPLS产生背景掌握MPLS基本概念和原理掌握标签的转发和分配掌握LDP协议原理 目标 Page5 内容介绍 第1章MPLS简介第2章标签与标签栈第3章标签的转发和分配第4章LDP的简介 Pa
2、ge6 MPLS MPLS Multi ProtocolLabelSwitchingMulti Protocol支持多种三层协议 如IP IPv6 IPX SNA等LabelSwitching给报文打上标签 以标签交换取代IP转发 Page7 起源 为了将IP与ATM结合 面向无连接的控制平面 面向无连接的转发平面 IP 面向连接的控制平面 面向连接的转发平面 ATM 面向无连接的控制平面 面向连接的转发平面 MPLS Page8 传统IP转发 每一跳分析IP头 效率低QoS难于部署 而且效率低所有路由器都要知道整个网络的所有路由 Page9 ATM的交换过程 面向连接 有N2问题靠链路层选路
3、 基于VPI VCI或标签业务质量有保证 可保证实时业务 虚通路连接 VCC 虚通道连接 VPC VP交换 VC交换 VC交换 NNI NNI VPI 2VCI 44 VPI 1VCI 1 VPI 26VCI 44 VPI 20VCI 30 UNI UNI Page10 结合ATM与IP优点的技术 Layer3路由 可伸缩性和灵活性Layer2交换 高可靠性和流量工程管理 X R X RouterATMswitchMPLSRouter MPLS 多协议标签交换 Page11 MPLS基本概念 LSR LabelSwitchRouterLER LabelEdgeRouterLSP LabelSw
4、itchPath Page12 MPLS基本工作过程 Page13 MPLS的优点 以短的 固定长度的标签代替IP头作为转发依据 提高转发速度IP与ATM更好地结合提供增值业务 同时不损害效率 VPN流量工程QOS Page14 内容介绍 第1章MPLS简介第2章标签与标签栈第3章标签的转发和分配第4章LDP的简介 Page15 MPLS封装格式与标签 ATM和FR的MPLS封装有两种 shim封装 与其他链路层类似信元模式 直接利用VC ATM是VPI VCI FR是DLCI 作为标签 Page16 以太网报头 PPP报头 Lable 三层数据 以太网 SONET SDH分组 ATM报头 L
5、able 三层数据 帧模式ATM分组 信元模式的ATM分组 VPI VCI 三层数据 Page17 MPLSTTL处理 把整个MPLS域看做一跳 IPTTL MPLSTTL 255 MPLSTTL IPTTL 入口LER LSR 出口LER 把MPLSTTL计入IPTTL IPTTL MPLSTTL IPTTL MPLSTTL MPLSTTL IPTTL MPLSTTL 入口LER LSR 出口LER Page18 标签栈 理论上 标签栈可以无限嵌套 从而提供无限的业务支持能力 这是MPLS技术最大的魅力所在 Page19 内容介绍 第1章MPLS简介第2章标签与标签栈第3章标签的转发和分配第
6、4章LDP的简介 Page20 标签转发基本概念 FEC ForwardingEquivalenceClass 将具有相同特性的报文导入到同一条LSPNHLFE NextHopLabelForwardingEntry 描述标签操作下一跳标签操作类型 push pop swap null链路层封装类型等FTN FECtoNHLFE 将FEC映射到NHLFEILM IncomingLabelMap 将MPLS标签映射到NHLFE Page21 标签转发 传统路由协议和标签分发协 LDP 一起 在各个LSR中为有业务需求的FEC建立路由表和标签映射表 FEC Label映射 即成功建立LSP Ing
7、ress接收分组 判定分组所属的FEC 给分组加上Label 分析IP头FEC绑定LSPFTN NHLFE ILM NHLFE ILM NHLFE分析IP头映射到下一跳 ILM NHLFE 标签操作 push 标签操作 swap 标签操作 swap 标签操作 pop Page22 标签转发 在MPLS域中只依据标签和标签转发表通过转发单元进行转发 标签操作 pop 分析IP头FEC绑定LSPFTN NHLFE ILM NHLFE ILM NHLFE分析IP头映射到下一跳 ILM NHLFE 标签操作 push 标签操作 swap 标签操作 swap Page23 标签转发 Egress将标签去
8、掉 继续转发 分析IP头FEC绑定LSPFTN NHLFE ILM NHLFE ILM NHLFE分析IP头映射到下一跳 ILM NHLFE 标签操作 push 标签操作 swap 标签操作 swap 标签操作 pop Page24 倒数第二跳弹出 PHP 在最后一跳 最外层的标签已经没有意义 因此可以在倒数第二跳将标签弹出 减少最后一跳的负担 如果只有一层标签 则最后一跳直接进行IP转发 否则 对内层标签做标签转发 分析IP头映射到下一跳 标签操作 pop 分析IP头FEC绑定LSPFTN NHLFE ILM NHLFE ILM NHLFE 标签操作 push 标签操作 swap Page2
9、5 LSP的建立 LSP驱动方式 流驱动 收到的报文驱动LSP建立拓扑驱动 拓扑信息 路由 驱动LSP建立应用驱动 应用 如QoS 驱动LSP建立信令协议 用于在LSR之间分配标签 建立LSP LDP LabelDistributionProtocol CR LDP ConstrainedRouteLDP RSVP TE MP BGP PIM Page26 标签分配和管理 标签分配模式DoD downstream on demandDU downstreamunsolicited标签控制模式有序独立标签保持方式保守模式自由模式 Page27 标签分发模式 DoD 上游LSR向下游LSR发送标签
10、请求消息 包含FEC的描述信息 下游LSR为此FEC分配标签 并将绑定的标签通过标签映射消息反馈给上游LSR 路由触发 分配到 171 68 10 24 的标签为 20 分配到 171 68 1 0 24 的标签为 20 分配到 171 68 10 24 的标签为 18 分配到 171 68 1 0 24 的标签为 18 Page28 标签分发模式 DU 下游LSR在LDP会话建立成功 主动向其上游LSR发布标签映射消息上游路由器保存标签 存放到标签映射表中 Page29 标签控制模式 有序 只有收到它的下游返回的标签映射消息后才向其上游发送标签映射消息 Page30 标签控制模式 独立 不管
11、有没有收到它的下游返回的标签映射消息都立即向其上游发送标签映射消息 Page31 标签保持方式 保守 保守方式 Conservativeretentionmode 只保留来自下一跳邻居的标签 丢弃所有非下一跳邻居发来的标签 优点 节省内存和标签空间 缺点 当IP路由收敛 下一跳改变时LSP收敛慢 Page32 标签保持方式 自由 自由方式 Liberalretentionmode 保留来自邻居的所有发送来的标签优点 当IP路由收敛 下一跳改变时减少了lsp收敛时间缺点 需要更多的内存和标签空间 Page33 常见搭配1 DoD 有序 保守 比较容易控制标签的使用和LSP的建立ATM FR帧模式
12、只能使用DoD方式 Page34 常见搭配2 DU 有序 自由 浪费标签资源会建立一些无用的LSP分支处需要标签合并 merge LSP的建立迅速 可靠 Page35 标签转发表 标签转发表中的IN和OUT 是相对于标签转发而言 不是相对于标签分配的IN和OUT 入标签是我分给别人的 出标签是别人分给我的我分配的标签是给别人用的 我不会添加到报文中 Page36 问题 对于一台设备的标签转发表来说 所有的入标签 对于相同的路由 下一跳也相同 出标签 对于不同的路由 但下一跳相同 出标签 对于不同的路由 下一跳也不同 出标签 对于同一条路由 入标签和出标签 A一定不同B一定相同C可能相同 Pag
13、e37 LSP环路检测 在MPLS域中建立LSP也要防止路径循环 防止LSP的路径循环有两种方式 最大跳数方式路径向量方式 Page38 内容介绍 第1章MPLS简介第2章标签与标签栈第3章标签的转发和分配第4章LDP的简介 Page39 LDP的基本概念 LDP是一个动态的生成标签的协议 与动态路由协议 如OSPF 十分相像 都具备如下的几大要素 报文 或者叫消息 邻居的自动发现和维护机制一套算法 用来根据搜集到的信息计算最终结果 前者计算的结果是标签 后者是路由主要功能 发布Label FEC映射建立与维护标签交换路径LDP使用TCP的传输服务 Page40 LDP的消息类型 在LDP协议
14、中 存在4种LDP消息 发现 Discovery 消息用于通告和维护网络中LSR的存在 会话 Session 消息用于建立 维护和结束LDP对等实体之间的会话连接 通告 Advertisement 消息用于创建 改变和删除特定FEC 标签绑定 通知 Notification 消息用于提供消息通告和差错通知 Page41 邻居发现 通过互发hello报文 UDP prot 646 IP 224 0 0 2 建立TCP连接 由地址大的一方主动发起 TCP port 646 会话初始化 由Master发出初始化消息 并携带协商参数 由slave检查参数能否接受 如果能则发送初始化消息 并携带协商参数 并随后发送keepalive消息 master检查参数能否接受 如果能则发送keepalive消息 相互收到keepalive消息 会话建立 期间收到任何差错消息 均关闭会话 断开TCP连接 M M M M M LDP会话过程 Page42 LDP邻居状态机 Page43 小结 在本课程中我们学习了MPLS协议的概念和原理 还学习了标签的转发和分配 最后简单学习了LDP标签分发协议 小结
