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1、，MPLS-LDP GR技术白皮书LDP GR技术白皮书LDP GR技术白皮书关键词：MPLS，LDP，GR，GR Restarter，GR Helper摘要：LDP GR是一种从信令协议或控制平面失效（如重启LDP协议、主备倒换）中恢复， 并保持MPLS转发业务不中断的高可靠性机制。本文介绍了LDP GR的相关技术原理。缩略语：缩略语英文全名中文解释CECustomer Edge用户边界设备FTFault Tolerance容错GRGraceful Restart平滑重启LDPLabel Distribution Protocol标签分发协议LSRLabel Switching Router
2、标签交换路由器MPLSMultiprotocol Label Switching多协议标签交换P RouterProvider Router核心路由器PEProvider Edge服务提供商边缘设备杭州华三通信技术有限公司第2页，共8页目 录1 概述31.1 产生背景31.2 技术优点32 LDP GR技术实现42.1 概念介绍42.2 LDP GR工作机制42.2.1 LDP扩展42.2.2 定时器52.2.3 LDP GR工作过程62.3 应用限制73 典型组网应用74 参考文献8LDP GR技术白皮书1 概述1.1 产生背景MPLS节点（LSR）由控制平面和转发平面两部分组成： 控制平面
3、（Control Plane）：负责利用 LDP 等信令协议分发标签、建立标签交换路径、建立标签转发表等 转发平面（Forwarding Plane）：依据标签转发表对收到的分组进行转发在MPLS网络中，LSR的信令协议或控制平面异常时，LSR会删除转发平面上的标签转发表项，导致数据转发中断。事实上，如果转发平面能够正常工作，利用控制平面和转发平面分离的特点，能够实现信令协议或控制平面的异常不会影响数据传输，提高网络的可靠性。LDP GR正是基于这种思想的一种高可靠性机制。LDP GR在信令协议或控制平面出现异常时，保留标签转发表项，LSR依然根据该表项转发分组，从而保证数据传输不会中断。同时
4、，信令协议或控制平面恢复（为简单起见，以下简称为协议重启）后，LSR在邻居的协助下恢复到重启之前的状态。导致信令协议或控制平面异常的情况主要有： 在指定时间内未收到 LDP 对等体的 Hello 或 Keepalive 消息 承载 LDP 会话的 TCP 连接中断 手工重启 LDP 协议 主控板异常导致主备倒换 主控板版本升级时手工执行主备倒换1.2 技术优点LDP GR具有以下优点： 保证 LDP 协议重启或主备倒换等过程中转发业务不中断。 减少单点故障对网络的影响，提高整个网络的可靠性。 实现简单。对 LDP 协议进行简单地扩展，便可实现 LDP GR 功能。 具有良好的兼容性。如果某 L
5、SR 支持 LDP GR 功能，而其 LDP 对等体不支持，则二者之间建立的 LDP 会话不具备 LDP GR 能力，即该 LSR 协议重启时，删除在 LDP 会话上通告的标签转发表项，按照普通的方式重启协议。杭州华三通信技术有限公司第8页, 共8页2 LDP GR技术实现2.1 概念介绍 GR Restarter：GR 重启路由器，指由管理员手工或设备故障触发而重启协议的设备，它必须具备 GR 能力。 GR Helper：GR Restarter 的邻居，与重启的 GR Restarter 保持邻居关系， 并协助其恢复重启前的转发状态，它也必须具备 GR 能力。 说明：设备的角色由该设备在
6、LDP GR 过程中的作用决定。在某些情况下，GR Restarter与 GR Helper 的角色可以互换。2.2 LDP GR工作机制LDP GR机制的核心在于：当某LSR（GR Restarter）进行协议重启时，该LSR和它的LDP对等体（GR Helper）在一定时间内保持从对端获取的标签转发表项。在协议重启完毕后，LDP对等体协助其在尽量短的时间内恢复重启前的标签映射信息。在协议重启过程中分组转发路径没有任何改变，整个系统可以不间断地转发数据。2.2.1 LDP扩展LSR通过在发送的LDP初始化消息（Initialization）中携带FT会话TLV，并将网络学习标记位（L）置为1
7、，标识其是否具有LDP GR能力。图1 FT会话TLV格式FT会话TLV的格式如图1所示，其类型值为0x0503。与LDP GR相关的主要字段含义为： L：网络学习标记位。取值为 1，表示 LSR 协议重启后，从 LDP 对等体重新学习标签转发状态。 FT Reconnect Timeout：FT 重连时间。FT 会话 TLV 的发送者期望接收者在检测到 LDP 对等体失效后等待 LDP 会话重建的时间。 Recovery Time：LDP 恢复时间。LDP 会话重建后，FT 会话 TLV 的发送者期待接收者在 LDP 恢复时间内协助其完成标签转发表项的更新。2.2.2 定时器LDP GR定义
8、了如下几个定时器： MPLS 转发状态保持定时器：GR Restarter 协议重启时，保留转发表项的时间。GR Restarter 协议重启时，将转发表项置为 Stale 状态，并启动该定时器。该定时器超时后，删除状态仍旧为 Stale 的转发表项。 重连定时器：GR Helper 等待 LDP 会话重建的时间。GR Helper 发现与 GR Restarter 之间的 LDP 会话 down 后，保留 LDP 会话上建立的 FEC标签映射，将其置为 Stale 状态，并启动 LDP 重连定时器。如果该定时器超时时仍没有重新建立 LDP 会话，则删除状态为 Stale 的 FEC标签映射及
9、对应的标签转发表项。GR Helper 接收到 FT 会话 TLV 后，将该 TLV 中携带的Reconnect Timeout 与本地设置的邻居存活时间进行比较，选择其中的最小者作为重连定时器的值。 说明：邻居存活时间是 GR Helper 上设置的值，用来标识本地设备期望等待 LDP 会话重建的时间。 LDP 恢复定时器：LDP 会话重建后，GR Helper 协助 GR Restarter 更新标签转发表项的时间。LDP 会话重建后，启动该定时器。该定时器超时后，删除状态仍旧为 Stale 的 FEC标签映射及对应的标签转发表项。LDP 恢复定时器的值为 GR Restarter 发送的
10、 FT 会话 TLV 中携带的 Recovery Time 与 GR Helper 上设置的 Recovery Time 的最小值。2.2.3 LDP GR工作过程图2 LDP GR工作过程示意图如图2所示，LDP GR的工作过程为：(1) GR Restarter 和 GR Helper 之间建立 LDP 会话。LDP 会话建立过程中，GR Restarter 和 GR Helper 在发送的 Initialization 消息中携带 FT 会话 TLV，且L 标记位置为 1，标识它们支持 LDP GR。(2) GR Restarter 进行协议重启时，启动 MPLS 转发状态定时器，并将标
11、签转发表项置为 Stale 状态。GR Helper 发现与 GR Restarter 之间的 LDP 会话down 后，将通过该 LDP 会话接收的 FEC标签映射置为 Stale 状态，并启动重连定时器。(3) GR Restarter 协议重启后，重新建立与 GR Helper 的 LDP 会话。如果在重连定时器超时前，没有建立 LDP 会话，则 GR Helper 删除标记为 Stale 的FEC标签映射及对应的标签转发表项。(4) GR Restarter 和 GR Helper 之间重新建立 LDP 会话后，GR Helper 启动LDP 恢复定时器。(5) GR Restarte
12、r 和 GR Helper 在新建立的 LDP 会话上交互标签映射，更新标签转发表。GR Restarter 接收到标签映射后，与标签转发表进行比较，如果标签转发表中存在与标签映射一致的 Stale 表项，则删除该表项的 Stale 标记；否则，按照正常的 LDP 处理流程，添加新的标签转发表项。GR Helper 接收到标签映射后，与本地保存的 FEC标签映射进行比较，如果存在一致的标签映射，则删除该 FEC标签映射的 Stale 标记；否则，按照正常的LDP 处理流程，添加新的 FEC标签映射及对应的标签转发表项。(6) MPLS 转发状态保持定时器超时后，GR Restarter 删除标
13、记为 Stale 的标签转发表项。(7) LDP 恢复定时器超时后，GR Helper 删除标记为 Stale 的 FEC标签映射。2.3 应用限制 LDP 对等体必须同时支持 LDP GR 功能，其中一台 LSR 协议重启时才能实现平滑重启。 LDP GR 通常与 IGP 路由协议的 GR 功能（如 OSPF GR）配合使用，保证主备倒换时路由及标签转发路径不受影响。3 典型组网应用图3 LDP GR典型组网应用（主备倒换前）如图3所示，在MPLS域内，私网分组沿着PE 1P 1P 2PE 2的路径转发。该路径上的任意一台P设备进行主备倒换时，都会导致该设备及其相邻设备删除标签转发表项，导致
14、数据转发中断。图4 LDP GR典型组网应用（主备倒换时）利用LDP GR功能，可以保证设备进行主备倒换时，仍然保留标签转发表项，即控制平面的协议重启，不会影响转发平面的数据转发。如图4所示，P 1进行主备倒换时，私网分组依然可以沿着PE 1P 1P 2PE 2的路径正常转发。主备倒换后，P 1与相邻的路由器（PE 1和P 2）重新建立LDP会话，并在该会话上交互标签映射，以便及时恢复标签转发表。4 参考文献 RFC 3748：Graceful Restart Mechanism for Label Distribution Protocol RFC 3749：Fault Tolerance for the Label Distribution Protocol (LDP) RFC 5036：LDP SpecificationCopyright 2009 杭州华三通信技术有限公司 版权所有，保留一切权利。非经本公司书面许可，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。本文档中的信息可能变动，恕不另行通知。全文完
