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1、路由协议基础及MPLS/BGP/VPN技术介绍,孟庆兵,什么是路由？,路由是指导IP报文发送的路径信息。,（N,R1,M）,R1,目标网络N,其它网络,显示路由表信息,Quidwaydisplay ip routing Routing Tables: Destination/Mask proto pref Metric Nexthop Interface0.0.0.0/0 Static 60 0 120.0.0.2 Serial08.0.0.0/8 RIP 100 3 120.0.0.2 Serial09.0.0.0/8 OSPF 10 50 20.0.0.2 Ethernet09.1.0.0
2、/1 RIP 100 4 120.0.0.2 Serial011.0.0.0/8 Static 60 0 120.0.0.2 Serial020.0.0.0/8 Direct 0 0 20.0.0.1 Ethernet020.0.0.1/32 Direct 0 0 127.0.0.1 LoopBack0,路由的来源（Protocol）,链路层协议发现的路由 开销小，配置简单，无需人工维护。只能发现本接口所属网段的路由。 手工配置静态路由 无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓朴结构的网络。 动态路由协议发现的路由 开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓朴结构的网络。,路由优先级（Pref
3、erence）,从优先级最高的协议获取的路由最先被优先选择加入路由表中。,RIP,OSPF,路由表,路由的花费（Metric）,路由的花费标示出了到达这条路由所指的目的地址的代价，通常以下因素会影响到路由的花费值。 线路延迟、带宽、线路占有率、线路可信度、跳数、最大传输单元 静态路由的花费值为0。 不同的动态路由协议会选择以上的一种或几种因素来计算花费值。该花费值只在同一种路由协议内有比较意义。 不同的路由协议之间的路由花费值没有可比性，也不存在换算关系。,静态路由配置,静态路由的配置命令和命令模式 Quidwayip route-static | | preference reject |
4、blackhole 例如： ip route 129.1.0.0 16 10.0.0.2 ip route 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 ip route 129.1.0.0 16 Serial 2 注意：只有下一跳所属的的接口是点对点（PPP、HDLC）的接口时，才可以填写，否则必须填写。,静态路由配置示例,在路由器 Quidway A上配置： ip route-static 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 或： ip route-static 129.1.0.0 16 10.0.0.2 或： ip route-static 12
5、9.1.0.0 16 s0,缺省路由配置示例,在路由器 Quidway A上配置： ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.2 Internet 上 大约99.99%的路由器上都存在一条缺省路由! 缺省路由并不一定都是手工配置的静态路由，有时也可以由动态路由协议产生。,路由自环,在路由器 Quidway A上配置： ip route-static 20.0.0.0 8 10.0.0.2,在路由器 Quidway B上配置： ip route-static 20.0.0.0 8 10.0.0.1,“路由自环”对网络的危害极大，应尽量避免!,OSPF协议概述,
6、无路由自环 可适应大规模网络 路由变化收敛速度快 支持区域划分 支持等值路由 支持验证 支持路由分级管理 支持以组播地址发送协议报文,接口分类及路由器分类,OSPF协议根据链路层媒体不同分为以下四种网络类型：Broadcast、NBMA、Point-to-Point、Point-to-Multipoint 路由器根据在自治系统中的不同角色划分为：IAR、ABR、BBR、ASBR 一个运行OSPF协议的接口状态根据接口的不同类型可划分为：DR、BDR、DROther、point-to-point,区域间的路由计算,OSPF通过LSA描述网络拓扑,OSPF协议计算路由过程,(4)每台路由器分别以自
7、己为根节点计算最小生成树,OSPF的五种协议报文,Hello报文 发现及维持邻居关系，选举DR，BDR DD报文 本地LSDB的摘要 LSR报文 向对端请求本端没有或对端的更新的LSA LSU报文 向对方发送其需要的LSA LSAck报文 收到LSU之后，进行确认,OSPF的邻居状态机,选举 DR,NBMA 和点到多点,点到多点：部分连接,划分区域,区域间的路由计算,骨干区域和虚连接,与自治系统外部通信,OSPF为什么是无自环的？,每一条LSA（链路状态广播）都标记了生成者（用生成该LSA的路由器的Router ID标记），其它路由器只负责传输。这样不会在传输的过程中发生对该信息的改变或错误理
8、解。路由计算的算法是SPF算法。计算的结果是一棵树，路由是树上的叶子节点。从根节点到叶子节点是单向不可回复的路径。,MPLS/BGP/VPN 技术介绍,帮派,MPLS VPN MBGP MPLS/MBGP/VPN,MPLS物种起源,IP的危机 在90年代中期，当时路由器技术的发展远远滞后于网络的发展速度与规模，主要表现在转发效率低下、无法提供QOS保证。原因是：当时路由查找算法使用最长匹配原则，必须使用软件查找；而IP的本质就是“只关心过程，不注重结果”的“尽力而为”。当时江湖上流行一种论调：过于简单的IP技术无法承载网络的未来，基于IP技术的因特网必将在几年之后崩溃。 ATM的野心 此时AT
9、M跳了出来，欲收编所有帮派，一统武林。不幸的是：信奉维美主义的ATM走向了另一个极端，过于复杂的心法与招式导致没有任何厂商能够完全修练成功，而且无法与IP很好的融合。在与IP的大决战中最终落败，ATM只能寄人篱下，沦落到作为IP链路层的地步。,MPLS物种起源,ATM技术虽然没有成功，但其中的几点心法口诀，却属创新： 屏弃了繁琐的路由查找，改为简单快速的标签交换 将具有全局意义的路由表改为只有本地意义的标签表 这些都可以大大提高一台路由器的转发功力。 MPLS的创始人“lable大师”充分吸取了ATM的精华，但也同时认识到IP为江湖第一大帮派，无法取而代之。遂主动与之修好，甘当IP的承载层，但
10、为了与一般的链路层小帮有所区别，将自己定位在第2. 5层的位置。“lable大师”本属于八面玲珑之人，为了不得罪其他帮派，宣称本帮是“multiprotocol”，来者不拒，也可以承载其他帮派的报文。在经过一年多的招兵买马、上下打点之后，于1997年的武林大会上，正式宣布本帮成立，并命名为MPLS（MultiProtocol Lable Switch）,MPLS包头结构,通常，MPLS包头有32Bit，其中有： 20Bit用作标签（Label） 3个Bit的EXP, 协议中没有明确，通常用作COS 1个Bit的S,用于标识是否是栈底，表明MPLS的标签可以嵌套。 8个Bit的TTL,理论上，标
11、记栈可以无限嵌套，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。,MPLS术语,标签（Label） 是一个比较短的，定长的，通常只具有局部意义的标识，这些标签通常位于数据链路层的数据链路层封装头和三层数据包之间，标签通过绑定过程同FEC相映射。 FEC： Forwarding Equivalence Class，FEC（转发等价类），是在转发过程中以等价的方式处理的一组数据分组， MPLS创始人在秘笈本来规定：可以通过地址、隧道、COS等来标识创建FEC，只可惜后辈弟子大多资质愚钝，不能理解其中的精妙之处，所以我们现在看到的MPLS中只是一条路由对应一个FEC。通常在一台设备上，
12、对一个FEC分配相同的标签。 LSP： 标签交换通道。一个FEC的数据流，在不同的节点被赋予确定的标签，数据转发按照这些标签进行。数据流所走的路径就是LSP。 LSR： Label Switching Router，LSR是MPLS的网络的核心交换机，它提供标签交换和标签分发功能。 LER: Label Switching Edge Router,在MPLS的网络边缘，进入到MPLS网络的流量由LER分为不同的FEC，并为这些FEC请求相应的标签。它提供流量分类和标签的映射、标签的移除功能。,47.1,47.2,47.3,1,2,3,1,2,1,2,3,IP 47.1.1.1,IP 47.1.
13、1.1,IP 47.1.1.1,IP的hop-by-hop逐跳转发,IP的逐跳转发，在经过的每一跳处，必须进行路 由表的最长匹配查找（可能多次），速度缓慢。,Label Switched Path (LSP),47.1,47.2,47.3,1,2,3,1,2,1,2,3,3,MPLS的标签转发，通过事先分配好的标签，为报文建立了一条标签转发通道（LSP），在通道经过的每一台设备处，只需要进行快速的标签交换即可（一次查找）。,上下打点,当一个链路层协议收到一个MPLS报文后，她是如何判断这是一个MPLS报文，应该送给MPLS处理，而不是象普通的IP报文那样，直接送给IP层处理？,回答： 还记得M
14、PLS的创始人“Lable大师”曾用了一年的时间来“上下打点”吗？当时主要的工作就是取得各个链路层帮派的通行证。 例如： 在以太网中：使用值是0x8847(单播)和0x8848（组播）来表示承载的是MPLS报文（0800是IP报文） 在PPP中：增加了一种新的NCP：MPLSCP，使用0x8281来标识,LDP,有了标签，转发是很简单的事，但是如何生成标签，却是MPLS中最难修练的部分。在MPLS秘笈中，这部分被称为LDP（Label Distribution Protocol），是一个动态的生成标签的协议。 其实LDP与IP帮派中的动态路由协议（如OSPF）十分相像，都具备如下的几大要素：
15、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。 只不过前者计算的结果是标签，后者是路由罢了。,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会话的建立和维护,标签的分配和管理,标记分发方式 DOD（Downstream On Demand）下游按需标记分发 DU（Downstream Unsolicited）下游自主标记分发 标记控制方式： 有序方式（Odered）标记控制 独立方式（Independent）标记控制 标签保留方式 保守方式 自由方式上游与下游：在一条LSP上，沿数据包传送的方向，相邻的LSR分别叫上游LSR(upstream LSR )和下游LSR（downstream LSR）。下游是路由的始发者。,
