MPLS协议原理 ISSUE1.0_2001231_A

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedInternal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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage3MPLSMPLS——Multi-ProtocolLabelSwitchingMulti-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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage4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MPLSHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage5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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage6虚通路连接(VCC)虚通道连接(VPC)VP交换VC交换VC交换NNINNIVPI=2VCI=44VPI=1VCI=1VPI=26VCI=44VPI=20VCI=30UNIUNIATM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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage7+XR=XRouterATMSwitchMPLSRouterMPLS——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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage8MPLS基本概念LERLERLERLERLSRLSRLSRMPLS域IPMPLSLSPLSR：LabelSwitchRouterLER：LabelEdgeRouterLSP：LabelSwitchPathHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage9CoreLSRMPLS基本工作过程IPIPL1IPL2IPL3IP传统IP转发传统IP转发标签转发LERLERHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage10MPLS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QOSHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage11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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage12MPLS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MPLS头部2层头部IP头部数据标签SEXPTTL20023243132比特HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage13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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage14MPLSTTL处理IPTTL--MPLSTTL＝255MPLSTTL--IPTTL--入口LERLSR出口LERIPTTL--MPLSTTL＝IPTTLMPLSTTL--MPLSTTL--IPTTL＝MPLSTTL入口LERLSR出口LER把整个MPLS域看做一跳把MPLSTTL计入IPTTLHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage15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。MPLS头2层头部IP头部数据MPLS头HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage16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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage17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LSPNHLFE（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NHLFEILM（IncomingLabelMap）：将MPLS标签映射到NHLFEHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage18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：popA:…加上标签L1E1B10.0.1.0/24其他标签操作发送接口下一跳NHLFEFEC出口LER分析IP报文头FEC绑定LSPFTN-NHLFEILM-NHLFEILM-NHLFE分析IP头映射到下一跳ILM-NHLFE入口LERLSRLSR标签操作：push标签操作：swap标签操作：swapABCDHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage19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…去掉原来的标签，加上标签L2E0CL1其他标签操作发送接口下一跳NHLFE入标签B，C:分析IP报文头FEC绑定LSPFTN-NHLFEILM-NHLFEILM-NHLFE分析IP头映射到下一跳ILM-NHLFE标签操作：push标签操作：swap标签操作：swap标签操作：popABCD出口LER入口LERLSRLSRHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage20标签转发Egress将标签去掉，继续转发…去掉标签DL3其他标签操作发送接口下一跳NHLFE入标签D:分析IP报文头FEC绑定LSPFTN-NHLFEILM-NHLFEILM-NHLFE分析IP头映射到下一跳ILM-NHLFE标签操作：push标签操作：swap标签操作：swap标签操作：popABCD出口LER入口LERLSRLSRHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage21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。分析IP头映射到下一跳标签操作：pop分析IP头FEC绑定LSPFTN-NHLFEILM-NHLFEILM-NHLFE入口LERLSRLSR出口LER标签操作：push标签操作：swapHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage22LSP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:HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage23标签分配和管理标签分配模式DoD:downstream-on-demandDU: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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage24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上游下游路由触发171.68.1.0/24171.68.4.0/24LSR1LSR2LSR3请求到目的地址171.68.10/24的标签请求到目的地址171.68.1.0/24的标签请求到目的地址171.68.10/24的标签请求到目的地址171.68.1.0/24的标签分配到171.68.10/24的标签为20分配到171.68.1.0/24的标签为20分配到171.68.10/24的标签为18分配到171.68.1.0/24的标签为18HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage25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上游下游路由触发到171.68.10/24可以使用标签20到171.68.1.0/24可以使用标签20171.68.1.0/24171.68.4.0/24到171.68.10/24可以使用标签18到171.68.1.0/24可以使用标签18HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage26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上游下游标签请求标签请求标签请求标签映射标签映射标签映射HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage27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上游下游标签请求标签请求标签请求标签映射标签映射标签映射HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage28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LSR1LSR2LSR3LSR4LSR5172.16.2/24mappinglabel20mappinglabel30mappinglabel17mappinglabel16不是到172.16.2/24的下一跳邻居发来的标签，丢弃HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage29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