MPLS技术

MPLS基础

MPLS：转发数据时，只在网络边缘分析IP报文头，不在每一跳都分析，节约了转发时间。

MPLS：Multiprotocol Label Switching，多协议标签交换骨干网技术。主要应用：VPN、流量工程、QoS（Quality of Service）等方面。

ATM：Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式。

应用方面：VPN（Virtual Private Network），流量工程，Qos（Quality of Service）等广泛应用。    

网络结构，基于标签进行转发。

LSR：Label Switching Router，标签交换路由器，进行MPLS标签交换和报文转发的网络设备。

MPSL域：MPLS Domain，由LSR构成的网络区域。

LER：Label Edge Router，MPLS区域边缘路由器，连接其他网络的LSR设备。

Core LSR：核心LSR，MPLS区域内部的LSR。

LSP：Label Switched Path，标签交换路径，IP报文在MPLS网络中经过的路径。LSP是一个单向路径，与数据流的方向一致。

        1.1、 Ingress：LSP的入口LER称为入节点。打上标签。

        1.2 、Transit：位于LSP中间的LSR称为中间节点。

        1.3 、Egress：LSP的出口LER称为出节点。弹出标签。

注意：一条LSP可以有0个、1个或多个中间节点，但有且只有一个入节点和出节点！！！

MPLS体系结构

由控制平面（Control Plane）和转发平面（Forwading Palne）组成。

1、控制平面： 负责产生和维护路由器信息以及标签信息。

        1.1、 路由信息表RIB：Routing Information Base，由IP路由协议生成，用于选择路由。

        1.2、 标签分发协议LDP：Label Distribution Protocol，负责标签的分配、标签转发信息表的建立、标签交换路径的建立、拆除等工作。

        1.3 、标签信息表LIB：Label Information Base，由标签分发协议生成，用于管理标签信息。

2、转发平面：即数据平面（Data Palne），负责普通IP报文的转发以及带MPLS标签报文的转发。

        2.1 、转发信息表FIB：Forwarding Information Base，从RIB提取必要的路由信息生成，负责普通IP报文的转发。

[LSR_1]display fib

        2.2 、标签转发信息表LFIB：Label Forwarding Information Base，简称标签转发表，由标签分发协议在LSR建立LFIB，负责带MPLS标签报文的转发。

MPLS标签

1、转发等价类：

        1.1、 MPLS将具有相同特征的报文归为一类，称为转发等价类FEC（Forwarding Equivalence Class），属于相同FEC的报文在转发过程中被LSR以相同方式处理。

        1.2 、FEC：可以1根据源地址、目的地址、源端口、目的端口、VPN等要素进行划分。在传统的IP匹配算法中，将路由作为转发等价类。到同一条路由的所有报文就是一个转发等价类。

2、标签：4字节，32bit

        2.1、 Label，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。

        2.2 、在MPLS中，标签可以多层，即标签嵌套，主要应用在MPLS VPN、TE FRR（Traffic Engineering Fast ReRouter）中。

        2.3 、标签栈：Label Stack，指标签的排序集合。

                2.3.1 、栈顶MPLS标签或者外层MPLS标签：Outer MPLS label，靠近二层首部的标签。

                2.3.2 、栈底MPLS标签或者内层MPLS标签：Inner MPLS label，靠近IP首部的标签。

标签栈：按照后进先出方式组织标签，从栈顶开始处理标签。

部署Qos时，端到端的部署，从始至终经过的设备都部署优先转发。

MPLS标签空间：20bit

1、取值范围

        1.1、0~15，特殊标签

2、标签的分配

3、LSP的两种建立方式：MPLS需要为报文事先分配好标签，建立一条LSP，才能进行报文转发。用于在MPLS域中指导报文的转发。

        3.1 静态：管理员人为配置的（16~1023），不能相互感知到整个LSP的情况，因此静态LSP是一个本地概念。适用于规模较小、业务稳定的网络部署。

        3.2 动态：协议自动产生的（1024及以上），由MPLS的控制协议（也称为信令协议）动态建立。（LDP，RSVP，MP-BGP）

标签由下游LSR分配，按从下游到上游的方向分发。

        3.3 MPLS可以使用多种标签发布协议

                3.3.1 LDP：Label Distribution Protocol，标签分发协议，专门为标签发布而制定的协议。

                3.3.2 RSVP-TE：Resource Reservation Protocol Traffic Engineering，是对RSVP的扩展，主要用于流量工程。

                3.3.3 MP-BGP：Multiprotocol Border Gateway Protocol，是在BGP协议基础上扩展的协议，主要用于 MPLS VPN和跨域VPN的标签路由分配标签。