mpls详解学习教程.pptx

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1、Page 1本课程主要介绍MPLS协议原理以及标签的转发和分配，最后介绍LDP标签分发协议。第1页/共45页第一页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 2学习指南本课程全套资料包括培训胶片、配套原理教材、多媒体课件、试题、演练案例和教师教学指导书，合理有效利用上述资料您将会取得良好的学习效果。第2页/共45页第二页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 3参考资料VRP 3.30 操作手册、命令手册故障信息收集排错指导书。第3页/共45页第三页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 4学习完此课程，您将会：掌握 MPLS产生背景掌握 MPLS基本概念和原理掌握标签的转发和分配掌握LDP

2、协议原理第4页/共45页第四页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 5第第1 1章章 MPLSMPLS简介简介第2章 标签与标签栈第3章 标签的转发和分配第4章 LDP的简介第5页/共45页第五页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 6MPLS 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转发第6页/共45页第六页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 7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

3、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第7页/共45页第七页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 8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头映射到下一跳第8页/共45页第八页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 9ATM的交换过程面向连接，有N2 问题靠链路层选路，基于VPI/VCI或标签业务质量有保证，可保证实时业务虚通路连接虚通路连接 (VCC)虚通道连接虚通道连接(VPC)VP交换交换VC交换交换VC交换交

4、换NNINNIVPI=2VCI=44VPI=1VCI=1VPI=26VCI=44VPI=20VCI=30UNIUNI第9页/共45页第九页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 10结合ATM与IP优点的技术Layer 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+XR=X Router ATM switch MPLS Router MPLS多协议标签交换多协议标签交换第10页/共45页第十页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 11MPLS基本概念LSR：Label Switch RouterLER：Label Edge RouterLSP：Label Swi

5、tch PathLERLERLERLERLSRLSRLSRMPLS域IPMPLSLSP第11页/共45页第十一页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 12MPLS 基本工作过程Core LSRIPIPL1IPL2IPL3IP传统IP转发传统IP转发标签转发边缘LSR边缘LSR第12页/共45页第十二页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 13MPLS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QOS第13页/共45页第十三页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 14第第1章章 MPLS简介简介第第

6、第第2 2章章章章 标签与标签栈标签与标签栈标签与标签栈标签与标签栈第第3章章 标签的转发和分配标签的转发和分配第第4章章 LDP的简介的简介第14页/共45页第十四页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 15MPLS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）作为标签第15页/共45页第十五页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 16以太网报头以太网报头/PPP报头报头Lable三层数据三层数据以太网以太网/SONET/SDH分组分组ATM报头报头Lable三层数据三层数据帧模式帧模式A

7、TM分组分组信元模式的信元模式的ATM分组分组VPI/VCI三层数据三层数据第16页/共45页第十六页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 17MPLS TTL处理把整个MPLS域看做一跳IP TTL-MPLS TTL255 MPLS TTL-IP TTL-入口LERLSR出口LER把把MPLS TTL计入计入IP TTLIP TTL-MPLS TTLIP TTL MPLS TTL-MPLS TTL-IP TTLMPLS TTL入口LERLSR出口LER第17页/共45页第十七页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 18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

8、MPLS技术最大的魅力所在。第18页/共45页第十八页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 19第第1章章 MPLS简介简介第第2章章 标签与标签栈标签与标签栈第第第第3 3章章章章 标签的转发和分配标签的转发和分配标签的转发和分配标签的转发和分配第第4章章 LDP的简介的简介第19页/共45页第十九页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 20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 NHLFE（Next Hop Label Forwarding Entry）：描述标签操作 下一跳 标签操作类型：push

9、/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第20页/共45页第二十页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 21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LabelA:加上标签加上标签L1L1E1B10.0.1.0/24其他其他标签操作标签操作发送接口发送接口下一跳下一跳NHLFEFEC

10、分析IP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：popLSR出口LER入口LERLSRABCD第21页/共45页第二十一页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 22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，加上标签去掉原来的标签，加上标签L2E0CL1其他其他标签操作标签操作发送接口发送接口下一跳下一跳NHLFE入标签入标签B，C:标签操作：pop分析IP头FEC绑定LSPFTN-NHLFEILM-NHLFEILM-N

11、HLFE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入口LERLSRLSRABCD第22页/共45页第二十二页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 23标签转发Egress将标签去掉，继续转发去掉标签去掉标签DL2其他其他标签操作标签操作发送接口发送接口下一跳下一跳NHLFE入标签入标签D:分析IP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：pop入口LERLSRLSRABCD第23页/共45页第二十三页，编辑

12、于星期六：八点 五十五分。Page 24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标签操作：push标签操作：swap入口LERLSRLSR出口LER第24页/共45页第二十四页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 25LSP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

13、：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:第25页/共45页第二十五页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 26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第26页/共45页第二十六页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 27标签分发模式：DoD上游LSR向下

14、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 路由触发请求到目的地址请求到目的地址171.68.10/24 的标签的标签请求到目的地址请求到目的地址171.68.1.0/24 的标签的标签请求到目的地址请求到目的地址171.68.10/24 的标签的标签请求到目的地址请求到目的地址171.68.1.0/24 的标签的标签分配到分配到的标签为的标签为20分配到分配到的标签为的标签为20分配到分配到的标签为的标签为18分配到分配到的标签为的标签为18LSR1 LSR2 LSR3上游下游171.68.1.0/24171

15、.68.4.0/24第27页/共45页第二十七页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 28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路由触发上游下游171.68.1.0/24到到171.68.10/24可以使用标签可以使用标签 20到到171.68.1.0/24可以使用标签可以使用标签20171.68.4.0/24到到171.68.10/24可以使用标签可以使用标签 18到到171.68.1.0/24可以使用标签可以使用标签 18第28页/共45页第二十八页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 29标签控制

16、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请求标签请求标签请求标签映射标签映射标签映射标签映射标签映射标签映射第29页/共45页第二十九页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 30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请求标签请求标签请求标签映射标签映射标签映射标签映射标签映射标签映射第30页/共45页第三十页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 31标签保持方式保守保守方式（Conservative retention mode）只

17、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LSR3LSR1LSR2LSR4LSR5172.16.2/24mappinglabel 20mappinglabel 30mappinglabel 17mappinglabel 16不是到172.16.2/24的下一跳邻居发来的标签，丢弃第31页/共45页第三十一页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 32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

18、点：需要更多的内存和标签空间。LSR3LSR1LSR2LSR4LSR5172.16.2/24mappinglabel 20mappinglabel 30mappinglabel 17mappinglabel 16不是到172.16.2/24的下一跳邻居发来的标签，保留以后使用第32页/共45页第三十二页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 33常见搭配1：DoD+有序+保守 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方式上游下游第33页/共45页第三十三页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 34常见搭配2：DU+有序+自由 浪费标签资源 会建立一些无用的L

19、SP 分支处需要标签合并（merge）LSP的建立迅速、可靠上游下游第34页/共45页第三十四页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 35标签转发表IN interfaceIN lablePrefix/MASKOUT interface(nexthop)OUT lableSerial05010.1.1.0/24Eth0（3.3.3.3）80Serial15110.1.1.0/24Eth0（3.3.3.3）80Serial16270.1.2.0/24Eth0（3.3.3.3）52Serial15220.1.2.0/24Eth1（4.4.4.4）52Serial27730.1.2.0/24Se

20、rial3（5.5.5.5)3（pop）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 第35页/共45页第三十五页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 36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 可能相同第36页/共45页第三十六页，编辑于星期六：八点 五十五分。P

21、age 37LSP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第37页/共45页第三十七页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 38第第1章章 MPLS简介简介第第2章章 标签与标签栈标签与标签栈第第3章章 标签的转发和分配标签的转发和分配第第第第4 4章章章章 LDPLDP的简介的简介的简介的简介第38页/共45页第三十八页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 39LDP的基本概念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

22、，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 第39页/共45页第三十九页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 40LDP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（Notification）消息用于提供消息通告和差错通知。第40页/共45页第四十页，编辑于星期

23、六：八点 五十五分。Page 41邻居发现：通过互发hello报文）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MMMMMLDP会话过程第41页/共45页第四十一页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 42LDP邻居状态机第42页/共45页第四十二页，编辑于星期六：八点 五十五分。Page 43小结在本课程中我们学习了MPLS协议的概念和原理，还学习了标签的转发和分配，最后简单学习了LDP标签分发协议。小结小结小结小结第43页/共45页第四十三页，编辑于星期六：八点 五十五分。第44页/共45页第四十四页，编辑于星期六：八点 五十五分。感谢您的观看。第45页/共45页第四十五页，编辑于星期六：八点 五十五分。