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1、0,MPLS LDP原理介绍,葱花大师-肖春喜 V2.0,1,内容介绍,第1章 MPLS 简介第2章 标签与标签栈第3章 标签的转发和分配第4章 LDP及配置,课程内容,2,MPLS,MPLSMulti-Protocol Label SwitchingMulti-Protocol支持多种三层协议，如IP、IPv6、IPX、SNA等Label Switching给报文打上标签，以标签交换取代IP转发,3,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,4,传统IP转
2、发,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,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,5,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,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,ATM交换的过程,6,+,X,R,=,X,Router ATM switch MPLS Router,MPLS多协议标签交换,Lay
3、er 3 路由-可伸缩性和灵活性Layer 2 交换-高可靠性和流量工程管理,结合ATM与IP优点的技术,7,MPLS基本概念,LSR：Label Switch RouterLER：Label Edge RouterLSP：Label Switch Path,LER,LER,LER,LER,LSR,LSR,LSR,MPLS域,IP,MPLS,LSP,8,Core LSR,MPLS 基本工作过程,IP,IP,传统IP转发,传统IP转发,标签转发,边缘LSR,边缘LSR,9,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
4、：VPN流量工程QOS,10,内容介绍,第1章 MPLS 简介第2章 标签与标签栈第3章 标签的转发和分配第4章 LDP及配置,课程内容,11,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,12,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,13,MPLS TTL处理,把整个MPLS域看做一跳,IP TTL-MPLS TTL255
5、,MPLS TTL-,IP TTL-,入口LER,LSR,出口LER,把MPLS TTL计入IP TTL,IP TTL-MPLS TTLIP TTL,MPLS TTL-,MPLS TTL-IP TTLMPLS TTL,入口LER,LSR,出口LER,14,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。,15,内容介绍,第1章 MPLS 简介第2章 标签与标签栈第3章 标签的转发和分配第4章 LDP及配置,课程内容,16,标签转发基本概念,FEC（Forwarding Equivalence Class）：将具有相同特性的报文导入到同一条LSP
6、NHLFE（Next Hop Label Forwarding Entry）：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（FEC to NHLFE）：将FEC映射到NHLFE ILM（Incoming Label Map）：将MPLS标签映射到NHLFE,17,标签转发,出口LER,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,分析IP头FEC绑定LSPFTN-NHLFE,IL
7、M-NHLFE,ILM-NHLFE分析IP头映射到下一跳,ILM-NHLFE,入口LER,LSR,LSR,标签操作：push,标签操作：swap,标签操作：swap,标签操作：pop,A,B,C,D,18,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,分析IP头FEC绑定LSPFTN-NHLFE,ILM-NHLFE,ILM-NHLFE分析IP头映射到下一跳,ILM-NHLFE,入口LER,LSR,LSR,标签操作：push,标签操作：swap,标签操作：swap,标签操作：pop,A,B,C,D,19,标签转发,Egress将标签去掉，继续转发,分析IP头FEC绑定LSP
8、FTN-NHLFE,ILM-NHLFE,ILM-NHLFE分析IP头映射到下一跳,ILM-NHLFE,入口LER,LSR,LSR,标签操作：push,标签操作：swap,标签操作：swap,标签操作：pop,A,B,C,D,20,倒数第二跳弹出(PHP),分析IP头映射到下一跳,标签操作：pop,分析IP头FEC绑定LSPFTN-NHLFE,ILM-NHLFE,ILM-NHLFE,入口LER,LSR,LSR,出口LER,标签操作：push,标签操作：swap,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；
9、否则，对内层标签做标签转发。,21,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:Label Distribution Protocol,CR-LDP:Constrained Route LDP，RSVP-TE：MP-BGP:PIM:,22,标签分配和管理,标签分配模式DoD:downstream-on-demandDU:downstream unsolicited 标签控制模式有序 独立 标签保持方式保守模式自由模式,23,标签分发模式：
10、DoD,上游,下游,路由触发,171.68.1.0/24,171.68.4.0/24,LSR1 LSR2 LSR3,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,24,标签分发模式：DU,上游,下游,171.68.1.0/24,171.68.4.0/24,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,25,标签控制模式：有序,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,只有收到它的下游返回的标签映射消息后才向其上游
11、发送标签映射消息,26,标签控制模式：独立,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,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,27,标签保持方式保守,保守方式（Conservative retention mode）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,LSR1,LSR2,LSR3,LSR4,LSR5,172.16.2/24,mapping,label 20,mapping,label 30,mapping,label 17,mappin
12、g,label 16,不是到172.16.2/24的下一跳邻居发来的标签，丢弃,28,标签保持方式自由,自由方式（Liberal retention mode）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。,LSR1,LSR2,LSR3,LSR4,LSR5,172.16.2/24,mapping,label 20,mapping,label 30,mapping,label 17,mapping,label 16,不是到172.16.2/24的下一跳邻居发来的标签，保留以后使用,29,常见搭配1：DoD+有序+保守,上游,下
13、游,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,30,常见搭配2：DU+有序+自由,上游,下游,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,31,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，出标签是别人分给我的 我分配的标签是给别人用的，我不会添加到报文中,32,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
14、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,33,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,34,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,35,内容介绍,第1章 MPLS 简介第2章 标签与标签栈第3章 标签的转发和分配第4章 LDP及配置,课程内容,36,LDP的基本概
15、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LabelFEC映射建立与维护标签交换路径LDP使用TCP的传输服务,37,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LSR的存在。会话（Session）消息用于建立，维护和结束LDP对等实体之间的会话连接。通告（Advertisement）消息用于创建、改变和删除特定FEC-标签绑定。通知（Notific
16、ation）消息用于提供消息通告和差错通知。,38,邻居发现：通过互发hello报文(UDP/prot:646/IP:224.0.0.2）,建立TCP连接：由地址大的一方主动发起。(TCP/port:646),会话初始化：由Master发出初始化消息，并携带协商参数。,由slave检查参数能否接受，如果能则发送初始化消息，并携带协商参数。并随后发送keepalive消息。,master检查参数能否接受，如果能则发送keepalive消息。,相互收到keepalive消息，会话建立。,期间收到任何差错消息，均关闭会话，断开TCP连接,M,M,M,M,M,LDP会话的建立和维护,39,MPLS 基
17、本配置,指定LSR的ID mpls lsr-id X.X.X.X 在配置其它MPLS命令之前，必须首先为LSR配置ID。ID采用IP地址的格式，并且要保证域内唯一 激活LDP协议并进入LDP视图 mpls ldp 进行LDP的配置，首先要激活LDP协议并进入LDP视图 使能接口LDP功能 mpls ldp enable 在接口配置视图对接口进行LDP使能，使能后的接口即可建立LDP会话、实现标签分组的转发,40,LDP环路检测控制,允许进行环路检测 loop-detect 用于控制在LDP信令过程中是否使用环路检测功能环路检测有最大跳数和路径向量两种方式 设置环路检测的最大跳数 hops-co
18、unt hop-number 当环路检测采用最大跳数方式时，可以规定跳数的最大值，超过该最大值即认为出现了环路，LSP建立失败 设置路径向量的最大跳数 path-vectors pv-number 路径向量记录表中已有本LSR的记录，LSP建立失败 路径的跳数超过这里设定的最大值，LSP建立失败,41,LDP会话保持参数,设置接口LDP会话保持参数 mpls ldp timer keepalive keepalive-holdtime|hello hello-holdtime 接口上的LDP实体周期性的发出Hello报文来发现LDP对等体 接口上的LDP实体周期性的发出Keepalive报文来
19、维持其存在 Keepalive报文的缺省定时时间为60秒，Hello报文的缺省定时时间为15秒,42,MPLS 的配置示例,一个由四台NE路由器组成的网络，其中Router B和Router C间通过SDH连接，Router B和Router A、Router D间通过以太网连接四台路由器均支持MPLS，任意路由器之间都可以建立LSP，运行的路由协议为OSPF,Router A,Router B,Router C,Router D,ethernet8/0/0,168.1.1.1,ethernet1/0/0,168.1.1.2,ethernet1/0/1,172.17.1.1,ethernet2
20、/0/1,172.17.1.2,pos2/0/1,100.10.1.2,pos7/0/0,100.10.1.1,43,MPLS 的配置示例,以路由器A为例，其他路由器的配置相似#配置接口地址Quidway interface ethernet 8/0/0Quidway-Ethernet8/0/0 ip address 168.1.1.1 255.255.255.0#配置LSR ID并使能LDPQuidway mpls lsr-id 168.1.1.1Quidway mpls ldp#对以太网接口使能LDPQuidway interface ethernet 8/0/0Quidway-Ether
21、net8/0/0 mpls ldp enable#配置OSPFQuidway router id 168.1.1.1Quidway ospfQuidway-ospf area 0Quidway-ospf-area-0.0.0.0 network 168.1.0.0 0.0.255.255,44,MPLS 显示-1,显示LDP及LSR信息 display mpls ldp,Quidway display mpls ldpLabel distribution protocol:V1LSR ID:1.1.1.48 LSR status:activeLSR Capability Information
22、:DU Capability:EnabledLSR Label Config Information:Label retention mode:Liberal Label range(Min-Max):16 100000LSR Loop Detection Information:Loop detection:Disabled Path vector limit:32 Hop count limit:32MPLS is triggered by Any route,LDP协议版本为Ver.1,LSR的ID值和状态,标签的分配方式为下游自主,标签的保持方式为自由方式,标签分配的范围,路径自环的配
23、置信息,路由驱动LSP的建立,45,MPLS的显示-3,显示所有已经建立的LSP display mpls lsp,NE80display mpls lsp ID:1 I/O-Label:-/3 In-Interface:-Out-Interface:Pos2/0/0 Prefix/Mask:108.0.1.6/32 Next-Hop:110.1.4.2 ID:2 I/O-Label:26/-In-Interface:GigabitEthernet10/0/1 Out-Interface:-Prefix/Mask:108.0.1.6/32 Next-Hop:110.1.4.2 ID:21 I/
24、O-Label:37/39 In-Interface:GigabitEthernet10/1/0 Out-Interface:GigabitEthernet10/0/1 Prefix/Mask:109.0.1.7/32 Next-Hop:110.1.3.1,出接口打上的标签(3为特殊标签,对应的操作为POP),报文转发的出接口,FEC对应的地址前缀,报文转发的下一跳,报文转发的进出接口,报文转发的进出标签,46,MPLS的显示-4,显示LDP会话对等体信息 display mpls ldp peer,Quidway display mpls ldp peerDisplaying informa
25、tion about all peers:LDPID:6.6.6.6:2 Peer LDPID:55.1.1.1:9Internetwork Address Type:IPV4Internetwork Address:53.0.6.5Peer PDU:4096Peer KeepAlive timer:60Peer Distribution Method:downstream unsolicitedPeer Type:localPeer RowStatus:active,邻居的类型为本地（有物理接口直接）,本端接口的LDP标识,对端接口的LDP标识,47,MPLS的显示-5,显示LDP会话状态和参数 display mpls ldp session,建立TCP连接的IP地址,建立TCP连接时为被动方,建立TCP连接时为主动方,48,MPLS的故障排除,路由器上运行LDP协议，但不能建立lsp定位故障的思路是：先查路由、再查标签display mpls ldp interface查看接口是否使能了LDP协议display ip routingtable查看是否存在路由display mpls lsp查看是否存在标签,49,
