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1、，MPLS-TE快速重路由技术白皮书MPLS TE快速重路由技术白皮书MPLS TE快速重路由技术白皮书关键词：MPLS，MPLS TE，RSVP TE，FRR，Detour，Facility摘 要：MPLS TE快速重路由是一项实现MPLS网络局部保护的技术，在布署了MPLS TE快速重路由的MPLS网络中，当某处出现链路或节点失效时，经过失效的链路或节点的LSP上承载的流量将重新快速地切换到保护链路上。本文结合H3C公司的MPLS TE FRR实现，对MPLS TE FRR技术的各个方面进行了介绍，并给出了相关的应用组网。缩略语：缩略语英文全名中文解释MPLSMultiprotocol L
2、abel Switching多协议标签交换MPLS TEMPLS Traffic Engineering多协议标签交换流量工程RSVPResource reSerVation Protocol资源预留协议RSVP-TERSVP Traffic Engineering extension protocolRSVP流量工程扩展协议LSPLabel Switched Path标签交换路径EROExplicit Route Object显式路由对象RRORecord Route Object记录路由对象CSPFConstraint-based Shortest Path First受约束的最短路径优先
3、算法PLRPoint of Local Repair本地修复节点MPMerge Point合入节点FRRFast ReRoute快速重路由NHOPNext-Hop下一跳NNHOPNext Next-Hop下下一跳BFDBidirectional Forwarding Detection双向转发检测DoDDownstream-on-Demand下游按请求分配LSRLabel Switching Router标签交换路由器杭州华三通信技术有限公司第10页，共10页目 录1 概述31.1 产生背景31.2 技术优点32 MPLS TE快速重路由技术实现方案42.1 概念介绍42.2 FRR的基本原理
4、42.2.1 FRR的保护对象42.2.2 FRR的实现方式52.3 Bypass方式的详细介绍62.3.1 主LSP的建立72.3.2 Bypass LSP的建立72.3.3 绑定计算82.3.4 失效检测82.3.5 切换过程92.3.6 切换后LSP的维护92.3.7 重优化93 典型应用组网104 参考文献101 概述1.1 产生背景MPLS TE网络中一般都需要实施快速重路由保护，这主要是由MPLS TE自身的特点决定的。对于纯IP网络，当局部失效出现的时候，如果到同一个目的地的还有其他路由可以使用，报文会按照这些路由进行转发。在失效引起的路由变化扩散到全网之前，仅靠这种机制就可以比
5、较快速地在局部实现失效保护。在没有布署TE的MPLS网络，现在应用比较多的是LDP按照DU方式建立LSP。当局部失效出现时，如果还有其他路由可用，LDP会向上游节点发起LSP的建立。由于没有考虑到带宽、优先级和链路属性等TE有关的需求，这个LSP建立成功的机会相对较大，因此从失效到恢复的过程也相对较短。在MPLS TE网络中，LSP的建立一般是通过RSVP协议按照DoD的方式完成的。在头节点，CSPF利用域内所有路由信息计算出一条满足约束条件的路径，RSVP按照这个路径建立LSP。当网络中有局部失效时，需要重建整条LSP。而在失效引起的路由改变扩散到头节点之前，CSPF无法算出有效的路径。另外
6、，局部失效可能会引起网络中多条LSP的重建。这样一来，利用新计算出来的路径建立LSP的过程中，出现带宽不够等问题的机会比较大。因此，与纯IP网络和没有布署TE的MPLS 网络比较而言，MPLS TE网络从局部失效中恢复的时间可能会更长，更需要一种能快速响应失效的机制。MPLS TE快速重路由通过预先建立备份路径，实现了对TE隧道的快速保护倒换能力，从而减少数据丢失。1.2 技术优点MPLS TE快速重路由是MPLS TE中用于链路保护和节点保护的机制，在MPLS TE 网络中扮演了重要角色。MPLS TE快速重路由事先建立本地备份路径，保护LSP 不会受链路/节点故障的影响，当故障发生时，检测
7、到链路/节点故障的设备就可以快速将业务从故障链路切换到备份路径上，从而减少数据丢失。快速响应、及时切换是MPLS TE快速重路由的特点，它可以将业务中断的时间控制在一个很小的时间段，保证业务数据的平滑过渡；同时，LSP的头节点会尝试寻找新的路径来重新建立LSP，并将数据切换到新路径上，在新的LSP建立成功之前，业务数据会一直通过保护路径转发。由于需要预先建立备份路径，MPLS TE快速重路由会占用额外的带宽。在网络带宽余量不多的情况下，只能对关键的接口进行快速重路由保护，这一点是部署MPLS TE快速重路由时需要注意的。2 MPLS TE快速重路由技术实现方案2.1 概念介绍 主 LSP：被保
8、护的 LSP。 保护 LSP：用来保护主 LSP 的 LSP。 Detour LSP：为每一条需要保护的 LSP 创建一条保护路径，该保护路径称为Detour LSP。 Bypass LSP：用一条保护路径保护多条 LSP，该保护路径称为 Bypass LSP。 PLR：Detour LSP 或 Bypass LSP 的头节点，它必须在主 LSP 的路径上，且不能是尾节点。 MP：Detour LSP 或 Bypass LSP 的尾节点，必须在主 LSP 的路径上，且不能是头节点。 链路保护：PLR 和 MP 之间由直接链路连接，主 LSP 经过这条链路。当这条链路失效的时候，可以切换到 De
9、tour LSP 或 Bypass LSP 上。 节点保护：PLR 和 MP 之间通过一个 LSR 设备连接，主 LSP 经过这个 LSR 设备。当这个 LSR 设备失效时，可以切换到 Detour LSP 或 Bypass LSP 上。2.2 FRR的基本原理MPLS TE快速重路由的基本原理是用一条预先建立的LSP来保护一条或多条LSP。预先建立的LSP称为保护LSP，被保护的LSP称为主LSP。MPLS TE快速重路由的最终目的就是利用保护LSP绕过故障的链路或者节点，从而达到保护主LSP的目的。2.2.1 FRR的保护对象根据保护的对象不同，FRR分为两类： 链路保护：PLR和MP之间
10、由直连链路连接，主LSP经过这条链路。当这条链路失效时，流量可以切换到保护LSP上。如 图 1所示，主LSP是Router A Router BRouter CRouter D，保护LSP是Router BRouter FRouter C。Router ARouter BRouter CRouter DLSPLSPRouter FPLRMP图1 FRR链路保护示意图 节点保护：PLR和MP之间通过一台设备连接，主LSP经过这台设备。当这台设备失效时，流量可以切换到保护LSP上。如 图 2所示，主LSP是Router A图2 FRR节点保护示意图 Router B Router C Router
11、 D Router E，保护LSP 是Router B Router FRouter D，Router C是被保护的设备。2.2.2 FRR的实现方式实现快速重路由有两种方式： Detour 方式：One-to-one Backup，分别为每一条被保护 LSP 提供保护，即为每一条被保护 LSP 创建一条保护路径，该保护路径称为 Detour LSP。 Bypass 方式：Facility Backup，用一条保护路径保护多条 LSP，该保护路径称为 Bypass LSP。Detour方式实现了每条LSP的单独保护，但需要的开销相对较大。在实际使用中，Bypass方式被更广泛使用。目前，Com
12、ware只支持Bypass方式。图3 Bypass方式快速重路由Bypass方式快速重路由如图3所示，Router ARouter BRouter CRouter D Router E为主LSP，Router BRouter FRouter D为Bypass LSP。当Router B到Router C的链路失效或节点Router C失效时，主LSP上的数据会切换到Bypass LSP上。从Router B出去的报文头先压入Router D为Router C分配的标签，再压入Bypass LSP的标签，即Router F为Router B分配的标签。也就是，在Router B Router F
13、Router D这条路径上，LSP使用两层标签。Router D收到的报文，弹出Router D为Router F分配的标签以后（如果Bypass LSP的Router D为Router F分配的标签是隐式空标签，那么Router F做弹出标签操作，不压隐式空标签，Router D收到的报文只有Router D为Router C分配的标签），继续用Router D为Router C 分配的标签进行转发。2.3 Bypass方式的详细介绍MPLS TE快速重路由基于RSVP TE。为了实现快速重路由功能，需要扩展RSVP消息中SESSION_ATTRIBUT和RECORD_ROUTE对象的几个标
14、志位： PATH 消息的 SESSION_ATTRIBUT 对象中，使用标志位指明该 LSP 是否需要局部保护、是否记录标签、是否为 SE 风格、是否有要保护带宽。 RESV 消息的 RECORD_ROUTE 对象中，使用标志位指明该 LSP 是否已经被保护、是否已经切换、是否被保护了带宽、是否是被节点保护。被保护LSP的建立与普通LSP的建立的区别就在于这几个标志位的处理。下面将结合图3从以下几个方面详细介绍Bypass方式快速重路由： 主 LSP 的建立 Bypass LSP 的建立 绑定计算 失效检测 切换过程 切换后 LSP 的维护 重优化2.3.1 主LSP的建立主LSP 的建立过程
15、与普通LSP 基本相同，只是增加了绑定计算，并在PATH和RESV消息中增加了几个相关标记和子对象。RSVP从头节点（图3中的Router A）逐跳向下游发送PATH消息（经过Router A Router BRouter CRouter DRouter E），从尾节点（图3中的Router E）逐跳向上游发送RESV消息。在处理RESV消息时分配标签，预留资源，建立LSP。主LSP的建立是通过在头节点（Router A）手工配置隧道来触发的。在建立主LSP 前，如果通过命令指定该LSP具有快速重路由属性，RSVP就会在PATH消息的SESSION_ATTRIBUTE对象中增加局部保护标记、记录标签标记、SE风格标记。如果还为该L
