LDP协议介绍课件

LDP原理及实现23LDP的概念介绍1LDP会话建立4LDP标签发布和管理5静态LSP与LDP对比MPLS起源MPLS起源90年代中期，基于IP技术的Internet快速普及。但由于硬件技术存在限制，基于最长匹配算法的IP技术必须使用软件查找路由，转发性能低下，因此IP技术的转发性能成为当时限制网络发展的瓶颈。

为了适应网络的发展，ATM（AsynchronousTransferMode）技术应运而生。ATM采用定长标签（即信元），并且只需要维护比RIB规模小得多的标签表，能够提供比IP路由方式高得多的转发性能。然而，ATM协议相对复杂，且ATM网络部署成本高，这使得ATM技术很难普及。

传统的IP技术简单，且部署成本低。如何结合IP与ATM的优点成为当时热门话题。多协议标签交换技术MPLS（MultiprotocolLabelSwitching）就是在这种背景下产生的。MPLS位于TCP/IP协议栈中的链路层和网络层之间，MPLS以标签交换替代IP转发。LDP介绍LDP引入要进行标签交换的话，设备之间必须对每一个IP所使用的标签达成共识。因此每台设备必须明确标签到标签的映射关系（哪一个出站标签用来交换哪一个入站标签）。那么就需要有一种机制来告诉设备用什么标签来转发报文——标签分发协议。LDP定义标签分发协议LDP（LabelDistributionProtocol）是多协议标签交换MPLS（Multi-ProtocolLabelSwitching）的一种控制协议，相当于传统网络中的信令协议，负责转发等价类FEC（ForwardingEquivalenceClass）的分类、标签的分配以及标签交换路径LSP（LabelSwitchedPath）的建立和维护等操作。LDP规定了标签分发过程中的各种消息以及相关处理过程。LDP是专为标签发布而制定的协议。LDP通过逐跳方式建立LSP时，利用沿途各LSR路由转发表中的信息来确定下一跳，而路由转发表中的信息一般是通过IGP、BGP等路由协议收集的。LDP并不直接和各种路由协议关联，只是间接使用路由信息。基本名词说明名称描述LSR标签交换路由器LSR（LabelSwitchingRouter）是指可以进行MPLS标签交换和报文转发的网络设备，也称为MPLS节点。LSR是MPLS网络中的基本元素，所有LSR都支持MPLS协议。Label标签是一个短而定长的、只具有本地意义的标识符，用于唯一标识一个分组所属的FEC。在某些情况下，例如要进行负载分担，对应一个FEC可能会有多个入标签，但是一台路由器上，一个标签只能代表一个FEC。FECMPLS作为一种分类转发技术，将具有相同转发处理方式的分组报文归为一类，称为转发等价类FEC（ForwardingEquivalenceClass）。所有属于同一个FEC的报文都拥有相同的标签。可以标示为目的地址前缀、VPN、流量工程隧道、CoS。每个LSP的建立就是通过一些LSR为某个FEC分配标签来实现的。LSP标签交换路径，一个FEC的数据流在不同的节点被赋予标签，数据转发按照这些标签进行，数据流所走的路径就是LSP，同一个FEC的数据流经过的LSP是相同的。名称描述LDP邻接体当一台LSR接收到对端发送过来的hello消息，意味着可能存在LDP对等体，此时LSR会建立维护对端存在的LDP邻接体。LDP邻接体存在两种类型：本地邻接体（LocalAdjacency）和远端邻接体（RemoteAdjacency）。LDP对等体LDP对等体是指相互之间存在LDP会话、使用LDP来交换标签消息的两个LSR。LDP对等体通过它们之间的LDP会话获得对方的标签。LDP会话LDP会话用于LSR之间交换标签映射、释放等消息。LDP会话分为两种类型：本地LDP会话（LocalLDPSession）：建立会话的两个LSR之间是直连的；远端LDP会话（RemoteLDPSession）：建立会话的两个LSR之间可以是直连的，也可以是非直连的。LDP通过邻接体来维护对等体的存在，对等体的类型取决于维护它的邻接体的类型。如果由本地邻接体和远端邻接体两者来维护，则对等体类型为本远共存对等体。只有存在对等体才能建立LDP会话。基本名词说明MPLSLDP在IP/MPLS网络中，首先要保证设备之间路由可达，才能分配标签。作为目前最常用的标签分发协议-LDP，主要有以下4大功能：运行LDP的LSR发现会话的建立和维护标签映射通告使用通知来进行管理MPLSLDP会话建立LDP会话的建立分为两步：LDP发现、会话建立LDP发现机制用于LSR发现潜在的LDP对等体。LDP有两种发现机制基本发现机制（用于发现链路上直连的LSR）LSR通过周期性的发送LDPHello报文，实现LDP基本发现机制，发现本地LDP邻接体。Hello报文中携带LDPIdentifier及一些其他信息（例如holdtime、transportaddress等），用于建立LDP对等体。如果LSR在特定接口接收到LDPHello消息，表明该接口可能存在LDP对等体。扩展发现机制（用于发现链路上非直连LSR）LSR周期性的发送TargetedHello消息到指定地址，实现LDP扩展发现机制，发现远端LDP邻接体。

TargetedHello消息使用UDP报文，目的地址是指定地址，目的端口是LDP端口（646）。TargetedHello消息同样携带LDPIdentifier及一些其他信息（例如：holdtime、transportaddress等）。如果LSR在特定接口接收到TargetedHello消息，表明该接口可能存在LDP对等体。MPLSLDP会话建立Session建立过程两台LSR之间交换Hello消息触发LDPsession的建立。LDP标签发布和管理标签发布方式下游自主发布对于特定的FEC，上游LSR无需发送标签请求消息，下游LSR也能进行标签分发，即下游LSR主动的向上游邻居分发标签；下游按需发布对于特定的FEC，LSR需要获得上游的标签请求消息后才能进行标签分发，即下游设备不会主动的向上游邻居分发标签；标签分配控制方式独立标签分配本地LSR可以自主的分配一个标签到FEC，无需等待出节点分发的标签；有序标签分配分配标签的顺序是从下游到上游。出节点首先为FEC分配标签，并向上游分发标签，只有LSR从下游收到特定FEC的标签后，本地才会为此FEC分配标签，在没有收到下游LSR分发的标签时，不会为特定FEC分配标签；标签保持方式自由标签保持对于从邻居LSR收到的标签映射，无论邻居是否自身的下一跳路由，均将标签保留；保守标签保持对于从邻居LSR收到的标签映射，必须邻居是自身的下一跳路由才会将标签保留；LDP会话建立后，LDP协议开始交换标签映射等消息用于建立LSP。RFC5036分别定义了标签发布方式、标签分配控制方式、标签保持方式来决定LSR如何发布和管理标签。我司IPRan设备LDP标签控制目前仅支持DU+有序+自由方式的组合方式标签发布方式下游自主方式DU（DownstreamUnsolicited）是指对于一个特定的FEC，LSR无须从上游获得标签请求消息即进行标签分发。下游按需方式DoD（DownstreamonDemand）是指对于一个特定的FEC，LSR获得标签请求消息之后才进行标签分发。下游LSR何时反馈标签映射消息，取决于该LSR采用的标签分配控制方式。标签分配控制方式独立标签分配控制（Independent）是指本地LSR可以自主地分配一个标签绑定到某个FEC，而无需等待下游的标签。

有序标签控制方式（Ordered）是指对于LSR上某个FEC的标签映射，只有当该LSR已经具有此FEC下一跳的标签映射消息、或者该LSR就是此FEC的出节点时，该LSR才可以向上游发送此FEC的标签映射。下游自主方式DU+Independent，则LSR（Transit）无需等待下游（Egress）的标签，就会直接向上游（Ingress）分发标签。下游按需方式DOD+Independent，则发送标签请求的LSR（Ingress）的直连下游（Transit）会直接回应标签，而不必等待来自最终下游（Egress）的标签。下游自主方式DU+Ordered，则LSR（Transit）只有收到下游（Egress）的标签映射消息，才会分配标签，并向上游（Ingress）分发标签。下游按需方式DoD+Ordered，则发送标签请求的LSR（Ingress）的直连下游（Transit）只有收到最终下游（Egress）的标签映射消息，才会分配标签，并向上游（Ingress）分发标签。自由标签保持方式标签保持方式（LabelRetentionMode）是指LSR对收到的、但目前暂时用不到的标签映射的处理方式。标签保持方式分为：自由标签保持方式和保守标签保持方式。保守标签保持方式标签保持方式（LabelRetentionMode）是指LSR对收到的、但目前暂时用不到的标签映射的处理方式。标签保持方式分为：自由标签保持方式和保守标签保持方式。14LDP动态LSP的创建动态LSP的建立

LSP的建立过程实际就是将FEC和标签进行绑定，并将这种绑定通告相邻LSR，以便在LSR上建立标签转发表的过程。

下游LSR根据目的地址划分FEC，为特定FEC分配标签，并将标签和FEC的绑定关系通告给上游LSR；上游LSR根据该绑定关系建立标签转发表项。报文传输路径上的所有LSR都为该FEC建立对应的标签转发表项后，就成功地建立了用于转发属于该FEC报文的LSP。15MPLS转发FEC:3.3.3.3/32InLabel=nullOutLabel=ZFEC:3.3.3.3/32InLabel=ZOutLabel=YFEC:3.3.3.3/32InLabel=YOutLabel=3FEC:3.3.3.3/32InLabel=3OutLabel=null16倒数第二跳弹出(PenultimateHopPopping)MPLS网络中，Egress节点接收到带有标签的报文后，查找标签转发表，弹出报文中的标签后，再进行下一层的标签转发或IP转发。Egress节点转发报文之前要查找两次转发表：两次标签转发表，或一次标签转发表一次路由转发表。为了减轻Egress节点的负担，提高MPLS网络对报文的处理能力，可以利用PHP功能，在倒数第二跳节点处将标签弹出，Egress节点只需查找一次转发表。PHP在Egress节点上配置。支持PHP的Egress节点分配给倒数第二跳节点的标签只有一种：

标签值3——隐式空标签（implicit-null）这个值不会出现在标签栈中。当一个LSR发现下游LSR通告的标签为隐式空标签时，它并不用这个值替代栈顶原来的标签，而是直接弹出标签，并将报文转发给下游LSR（即Egress）。Egress节点直接进行IP转发或下一层标签转发。倒数第二跳弹出1