IP-RAN之LDP

LDP标签分发协议2015.12目标了解LDP的基本概念熟练掌握标签分发、控制方式掌握LDP会话建立过程掌握形成LSP过程了解环回检测机制了解错误诊断、故障处理了解LDP的（FRR）快速重组目录LDP的基本概念LDP报文格式LDP消息种类LDP会话协商过程环路检测故障处理LDP的FRR附录LDP基本概念MPLS基本知识回顾LSR（Igress、Egress）、LSP、FEC标签空间（全局标签空间、接口标签空间）标签的保留方式（保守保留方式、自由保持方式）上游和下游LSR•LDP（LabelDistributionProtocol）标签分发协议功能：发现hello邻接体建立LDP会话、发布Label-FEC映射建立与维护标记交换路径•交互信息的构成所有的各种LDP消息都包含在PDU中LDP基本概念•标签分发方式DU（DownstreamUnsolicited）下游主动分发（默认）DOD（DownstreamOnDemand）下游按需分发•标签控制方式Independent独立Ordered有序（默认）目录LDP的基本概念LDP报文格式LDP消息种类LDP会话协商过程环路检测故障处理LDP的FRRLDP报文格式LDP报文格式LDP报文头的格式–LDP包头共10字节–版本号：16bit，LDP只有一个版本号，始终是1–PDU长度：16bit，整个PDU的长度，不包含Version，PDULengthfields–LDPID：48bit，前32bit为LSRID，后面16bit表示空间标记，全局空间为“0”，局部空间接口值非0，如收到的LDPPDU报文的的LDPID为192.192.4.2:0则表示LSRID为192.192.4.2，标签空间为全局空间。LDP报文格式LDPmessage格式–U：Unknownmessagebit，接收者当收到不可知的信息，如果Ubit是“0”表示会发送notification消息，“1”忽略此消息，不发送Notification。–MessageType：表示消息的类型（hello、Initialization、KeepAlive、AddressAddressWithdraw、LabelMapping、LabelRequest、LabelAbortRequest、LabelWithdraw、LabelRelease、Notification）–MessageLength：表示MessageID、MandatoryParameters、OptionalParameters的总的长度–MessageID：32bit，标识这个信息。–MandatoryParameters：必要参数区域，有的信息没有必要参数（如KeepAlive信息）–OptionalParameters：可选参数区域LDP消息格式TLV（Type-Length-Value）LDP报文格式–U：UnknownTLVbit，“0”表示：收到信息的LSR如果不识别此TLV时发送notification，并忽略此消息，“1”表示忽略这个TLV，相当于这个TLV不存在–F：ForwardunknownTLVbit，仅当Ubit设置为1时生效，F：“0”表示转发这个信息时这个TLV将被忽略不被包含在这个message里面，“1”表示转发报文时这个UnknownTLV将会随着报文一起转发。–TYPE：协议根据这个识别不同的报文消息–LENTH：表示value域的长度–Value：值根据type的类型而定LDP报文格式TLV（Type-Length-Value）的种类FECTLV0x0100LabelTLVSGenericLabelTLV0x0200ATMLabelTLV0x0201FrameRelayLabelTLV0x0202AddressListTLV0x0101HopCountTLV0x0103PathVectorTLV0x0104StatusTLV0x0300ExtendedStatus0x0301NotificationMessageReturnedPDU0x0302NotificationMessageReturnedMessage0x0303NotificationMessage“CommonHelloParameters0x0400HelloMessageIPv4TransportAddress0x0401HelloMessageConfigurationSequenceNumber0x0402HelloMessageIPv6TransportAddress0x0403HelloMessage“CommonSessionParameters0x0500InitializationMessage“LabelRequestMessageID0x0600LabelMappingMessageFECTLVFECTLV包含一个或多个FEC项每个FECElement如下Elementtype：1字节，0x01：wildcard，通配符，仅仅用于标签取消标签释放报文信息中；0x02：前缀注意：LDP仅仅支持多个FEC元素出现在LabelMappingmessage中，其他的信息报文出现多个FEC元素是不允许的。LDP报文格式Addressfamily：2个字节表示地址族，IPV4还是IPV6，等等Prelen：1字节表示后面地址的长度。当是0的时候，表示匹配所有的地址，prelen是0的时候prefix也是0字节Prefix：地址前缀如果收到FEC的类型不支持，则发送“UnknownFEC”Notificationmessage给自己的LDP对等体如果收到的报文的地址族自己不支持，则发送“UnsupportedAddressFamily”Notificationmessage给自己的LDP对等体。LDP报文格式•GenericLabelTLV目录LDP的基本概念LDP报文格式LDP消息种类LDP会话建立过程环路检测故障处理LDP的FRR附录LDP消息种类按照功能将消息分为4类：目录LDP的基本概念LDP报文格式LDP消息种类LDP协商过程环路检测故障处理LDP的FRR附录LDP协商过程LDP协商主要包括四个步骤：发现阶段基本发现机制发现通过链路层直接相连的LSR周期性地发送LDP链路Hello消息目的地址224.0.0.2对称的发现扩展发现机制发现不通过链路层直接相连的LSR周期性地发送LDP目标targetHello消息目的地址某一特定IP地址，目的端口是LDP端口（646）非对称发现（目标LSR可以自行决定是否响应Hello消息）会话建立与维护LSP建立与维护会话撤销LDP协商过程会话建立传输连接建立传输地址的确定在Hello消息中通告的传输地址发送Hello消息时的源IP地址主被动关系的确定传输地址大者为主动方LDPTCP连接的建立由主动方主动尝试建立、被动方等待会话初始化交换初始化消息协商初始化参数版本信息会话保持时间标记通告方式最大PDU环路检测等成功建立会话LDP协商过程LDP状态机•LDP建立会话的过程•Hello发送•Initialization发送•KeepAlive消息•一个问题LDP协商过程•LSP建立过程•标签的合并•地址消息•请求消息•Mapping消息•标签唯一性LDP协商过程发送AddressWithdrawMessage（地址取消消息）当LSR取消之前发送给对等体地址信息时发送此消息•地址取消消息•发送LabelAbortRequestMessage（终止标签请求消息）–终止发送的标签请求消息•终止请求消息LDP协商过程标签释放消息•标签取消消息•发送LabelReleaseMessage（标签释放消息）–发此消息表示不再需要之前从对等体接收的标签或者请求过的标签•发送LabelWithdrawMessage（标签取消消息）–发此消息给对等体表示不再使用对等体之前发送的label-FEC映射目录LDP的基本概念LDP报文格式LDP消息种类LDP会话协商过程环路检测故障处理LDP的FRR附录环路检测环路检测：防止LSP成环ByLabelRequestandLabelMappingmessages方法：环路出现：PathVector路径向量pathVector中包含自己的LSRIDHopCountTLV跳数计数达到预先设置的MAXHOP优缺点比较：HopCountTLV：通讯数量少，开销小，但通讯时间较长，必须支持PathVector：通讯数量多，开销大，但通讯时间较短HopCountTLVPathVector目录LDP的基本概念LDP报文格式LDP消息种类LDP会话协商过程环路检测故障处理LDP的FRR附录故障处理LDP认证LDPMD5，称为Message-DigestAlgorithm5MD5的典型应用是针对一段信息计算出对应的信息摘要，从而防止信息被篡改。MD5信息摘要是通过不可逆的字符串变换算法产生的，结果唯一。因此，不管信息内容在传输过程中发生任何形式的改变，只要重新计算就会产生不同的信息摘要，接收端就可以由此判定收到的是一个不正确的报文。LDPMD5应用其对同一信息段产生唯一摘要信息的特点来实现LDP报文防篡改校验，比一般意义上TCP校验和更为严格LDPMD5验证是在TCP发出去之前进行的：LDP消息在经TCP发出前，会在TCP头后面填充一个唯一的信息摘要再发出。而这个信息摘要就是把TCP头、LDP消息、以及用户设置的密码一起作为原始信息，通过MD5算法计算出的。当接收端收到这个TCP报文时，首先会取得报文的TCP头、信息摘要、LDP消息，并结合TCP头、LDP消息以及本地保存的密码，利用MD5计算出信息摘要，然后与报文携带的信息摘要进行比较，从而检验报文是否被篡改过。在用户设置密码时有明文和密文两种形式选择，这里的明文密文是对用户设置的密码在配置文件中的记录形式而言的。明文就是直接在配置文件中记录用户设置的字符串，密文就是在配置文件中记录经过特殊算法加密后的字符串。但无论用户选择密文记录形态是明文还是密文形式，参与摘要计算时都是直接使用用户输入的字符串，也就是说密文记录形式的密码并不会参与MD5摘要计算。故障处理无法建立LDP会话•LDP会话震荡故障处理LSP无法建立目录LDP的基本概念LDP报文格式LDP消息种类LDP会话协商过程环路检测故障处理LDP的FRR附录LDP的FRRFRR（FastRe-Route）DU（下游自主）标签分发+有序的标签控制+自由的标签保持LDPFRR通过本地的端口备份实现，为MPLS网络提供快速重路由功能。LDPFRR原理是通过LDP信令的Liberal标签保持方式，先获取LiberalLabel，为该标签申请转发表项资源，并将转发信息下发到转发平面作为主LSP的备用转发表项。当接口故障（接口自己感知或者结合BFD检测）或者主LSP不通（结合BFDfor单跳IP检测到第一段链路故障）时，可以快速的将流量切换至备份路径，从而实现了对主LSP的保护结束目录LDP的基本概念LDP报文格式LDP消息种类LDP会话协商过程环路检测故障处理LDP的FRR附录标签返回–如果一个LSR从不同的输入接口上收到两个报文，或者收到两个不同标签的报文，然后在同一个输出接口上使用同样的标签发送这个两个报文，这个LSR有标签合并的能力–从不同的输入接口上收到两个报文，或者收到两个不同标签的报文，然后必须在两个不同的接口上发送它们或者必须使用不同的标签发送，这个LSR没有标签合并的能力。•标签合并标签标签空间基于接口的标签空间与基于平台的标签空间条件：Ru1