MPLS 原理詳解


在學習MPLS之前,應該知道MPLS有兩種工作模式。

1, 幀模式-->在第三層分組頭(如IP分組頭)前加入標簽進行轉發。

2, 信元模式.--->在ATM LSR組成的MPLS網絡中,在控制平面使用MPLS交換VPI/VCI的信息,而不是采用ATM信令進行轉發.

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1, 轉發等價類。FEC

如果入口路由器收到分組都到達同一子網的,則這些分組就屬於同一類。這是依據FIB中的最長匹配查找決定的。例如,假設在FIB表中有一項目的地址為1.1.1.0/24,下一跳是2.2.2.2.如果我收到了兩個IP地址分別是1.1.1.1和1.1.1.2的分組,這兩個分組都會轉發給同樣的下一條,2.2.2.2,那么這個時候這兩個報文就屬於同一個FEC.

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這里可以看到,對於到6.1.1.0/24網段,不管后面的主機位,所分發的標簽,20,都是一樣的,實際上是由下游路由器對本端的outgoing label分發的20,都是一樣的。所以6.1.1.0就是一個等價轉發類。

這個和IP層面的路由表是一樣的。

對於IP層面,到相同的目的,走一樣的路由。

對於MPLS層面,到相同的目的,分發相同的標簽,那就是一樣的走相同的路徑。

2, 標簽交換.

標簽交換有三個過程:

■根據入標簽進行查找

■找到分組的出接口和出標簽.

■進行標簽交換,然后再出接口發送分組.

MPLS體系結構被分為兩個獨立的單元:控制平面和轉發轉發,如下圖所示:

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這里先來說一下控制平面。

■IGP--和在只有IP的網絡中的用途相同。如果mpls網絡使用了流量工程,IGP會作為鏈路狀態協議,可以是OSPF或者是IS-IS.

■標簽分配協議. 有三種協議可以分配標簽。

cisco TDP (private protocol)

LDP (standard protocol regarding the RFC)

RSVP 資源預留協議,專門為TE 工作的。

關於轉發,傳統的IP與MPLS網絡轉發有什么不同呢?

■IP轉發是基於目的的IP地址和FIB的。

■MPLS轉發是基於MPLS標簽和標簽轉發信息庫(LFIB)的。

■MPLS轉發和IP轉發都是逐跳轉發的,IP轉發在每一跳都對分組進行識別分類,而MPLS轉發只在入口路由器進行分類,類分號了,就通過FEC進行轉發.

PS:如果不使用流量工程TE,那么所有的IGP路由協議都可以使用。但是為了將來的擴展使用,最好使用OSPF或者ISIS來作為IGP,因為MPLS TE只能支持這兩種IGP類型。具體原因以后再做詳解.

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假如說流量是從PE-1 R2到R6的環回10.1.1.2.

那么這個時候控制平面和轉發平面的方向是完全相反的。

在R2上面show mpls forwarding-table,從R3到本地分發的標簽是18,從R5到R3分發的標簽是16, R6沒有向R5分發標簽,因為R5轉發數據報文的時候利用次末節點彈出機制,將標簽彈出了,這樣R6負責的就是純IP轉發了。

在R2上面:

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在R3上面:

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在R5上面:

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所以這里可以看出,轉發層面是從左到右,控制層面的標簽分發是從右到左的.

在MPLS轉發表中,分為ilm和ftn.

分別是MPLS to MPLS和MPLS to IP.

標簽發布的時候,實際發布的內容是標簽,IP前綴和掩碼長度,這個過程稱為標簽發布。

下面就來說明一下,標簽,是如何發布的。

0-15是保留的標簽。

0-IPv4顯式空標簽。

1-路由器警告標簽。

2-IPv6顯式空標簽

3-隱式空標簽。

合法的標簽范圍是從16開始到2的20次方-1.

即16--1048575.都是合法的標簽。

local 的標簽是我發給上游路由器的標簽。而,outgoing label的標簽是下游路由器發給我的標簽。

所以轉發平面如果是從左到右的話,那么控制平面的標簽分發就是反的,是從右往左來進行標簽的分發的。

下面有一個例子,

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這里如果在R3上面查看mpls 的轉發表到10.1.1.2的話。

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這里可以看到。outgoing是16,那么實際上是R5的local應該是16,是R5發給R3的16.

對於R3上面的18,local,應該是R2的出標簽。

也就是說。R5上面的local是16,R2上面對應10.1.1.2的出標簽應該是18.

R3:

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對了,R5的local是16,分發給R3.

在R2上面:

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R2上面的出outgoing是18.這樣就符合標簽分發的原理了。

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