华为技术培训教程-MPLS协议原理

DTL210009MPLS协议原理,ISSUE1.0,Page2,第一章MPLS简介第二章标签与标签栈第三章标签的转发和分配第四章LDP协议,内容介绍,Page3,MPLS,MPLSMulti-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,Page4,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,Page5,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,分析IP头映射到下一跳,分析IP头映射到下一跳,分析IP头映射到下一跳,Page6,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,ATM交换的过程,面向连接，有N2问题靠链路层选路，基于VPI/VCI或标签业务质量有保证，可保证实时业务,Page7,+,X,R,=,X,RouterATMSwitchMPLSRouter,MPLS多协议标签交换,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,Page8,MPLS基本概念,LER,LER,LER,LER,LSR,LSR,LSR,MPLS域,IP,MPLS,LSP,LSR：LabelSwitchRouterLER：LabelEdgeRouterLSP：LabelSwitchPath,Page9,CoreLSR,MPLS基本工作过程,IP,IP,传统IP转发,传统IP转发,标签转发,LER,LER,Page10,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,Page11,第一章MPLS简介第二章标签与标签栈第三章标签的转发和分配第四章LDP协议,内容介绍,Page12,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,Page13,标签在分组中的位置,以太网报头/PPP报头,Lable,三层数据,以太网/SONET/SDH分组,ATM报头,Lable,三层数据,帧模式ATM分组,信元模式的ATM分组,VPI/VCI,三层数据,Page14,MPLSTTL处理,IPTTL-MPLSTTL255,MPLSTTL-,IPTTL-,入口LER,LSR,出口LER,IPTTL-MPLSTTLIPTTL,MPLSTTL-,MPLSTTL-IPTTLMPLSTTL,入口LER,LSR,出口LER,把整个MPLS域看做一跳,把MPLSTTL计入IPTTL,Page15,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。,Page16,第一章MPLS简介第二章标签与标签栈第三章标签的转发和分配第四章LDP协议,内容介绍,Page17,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,Page18,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。Ingress接收分组，判定分组所属的FEC，给分组加上Label,标签操作：pop,Page19,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,Page20,标签转发,Egress将标签去掉，继续转发,Page21,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。,Page22,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:,Page23,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,Page24,标签分发模式：DoD,上游LSR向下游LSR发送标签请求消息（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,Page25,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,Page26,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,Page27,标签控制模式：独立,不管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,Page28,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,Page29,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。,Page30,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帧模式只能使用DoD方式,Page31,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,Page32,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，出标签是别人分配给我的；我分配的标签是给别人用的，我不会添加到报文中。,Page33,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,Page34,解答,对于一台设备的标签转发表来说：所有的入标签(A)对于相同的路由（下一跳也相同），出标签(B)对于不同的路由（但下一跳相同），出标签(A)对于不同的路由（下一跳也不同），出标签(C)对于同一条路由，入标签和出标签(C)A一定不同B一定相同C可能相同,Page35,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,Page36,第一章MPLS简介第二章标签与标签栈第三章标签的转发和分配第四章LDP协议,内容介绍,Page37,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UDP和TCP的传输服务,Page38,LDP的消息类型,在LDP协议中，存在4种LDP消息：发现（Discovery）消息用于通告和维护网络中