MPLS
MPLS
一、MPLS概述
传统IP转发
1、IP的转发原理
利用路由协议生成路由表
根据目的IP地址进行转发
2、传统IP转发在流量工程方面的缺陷
流量工程：对流量的引导、操纵的过程。
MPLS标签转发
1、MPLS标签报文格式
在二层报头与三层报头之间插入MPLS报头，可以插入多个MPLS头部
这种标签模式也被称为‘帧模式’（Frame Mode）
| 字段 | 长度 | 含义 |
|---|---|---|
| Label | 20比特 | 标签值字段，用来标识一个FEC。 |
| EXP | 3比特 | 用于扩展。现在通常用做CoS（Class of Service），其作用与Ethernet802.1p的作用类似。 |
| S | 1比特 | MPLS支持多重标签。值为1时表示为最底层标签。 |
| TTL | 8比特 | 和IP分组中的TTL意义相同，可以用来防止环路。 |
靠近二层的标签称为顶层标签，该标签作为转发时的依据（在某些复杂的转发中会看内层标签）；
靠近IP层的标签称为底层标签，并且只有该头部中的S位被置1.
2、MPLS应用
MPLS TE、MPLS QoS
3、备注
Ether II的上层承载MPLS单播时，Type字段值为0x8847；MPLS多播报文时，Type字段值为0x8848
二、MPLS基本原理
1、MPLS基本结构
MPLS标签嵌套：标签栈
PID标识二层头部后面的报文类型，LSR判断报文类型
• Ethernet：0x800 IPv4，0x8847 MPLS单播报文，0x8848 MPLS多播报文
• PPP：0x8021 IPv4，0x8281 MPLS单播报文，0x8283 MPLS多播报文
S标识是否是栈底标签
标签嵌套应用
• MPLS VPN
• MPLS TE
2、MPLS标签格式
3、MPLS转发流程传统IP转发
MPLS转发：Ingress LER
NHLFE：Next Hop Label Forwarding（下一跳标签转发事项）
FEC：forwarding equivalence classes（转发等价类）
FEC：在转发过程中以等价的方式处理的一组数据分组，例如目的前缀相同的数据分组；通常对一个FEC分配唯一的标签。
如：根据特定的组播报文、相同的目的IP、DSCP字段、相同QoS策略~~~~
MPLS转发：LSR
ILM Incoming Label Map
display mpls lsp include 1.1.1.0 24 in-label 1030 verbose
标签操作类型（Label Operations）
Push：指当IP报文进入MPLS域时，MPLS边界设备在报文二层首部和IP首部之间插入一个新标签；或者MPLS中间设备根据需要，在标签栈顶增加一个新的标签（即标签嵌套封装）
Swap：当报文在MPLS域内转发时，根据标签转发表，用下一跳分配的标签，替换MPLS报文的栈顶标签。
POP：当报文离开MPLS域时，将MPLS报文的标签去掉。
LDP协议原理
LDP基本概念
LDP邻居发现和会话建立
1、LDP基本概念
LDP是用来在LSR之间建立LDP Session并交换Label/FEC映射信息的协议
LDP消息类型
discovery message：宣告和维护网络中一个LSR的存在
Session message：建立、维护和终止LDP Peer之间的LDP session
advertisement message：生成、改变和删除FEC的标签映射
notification message：宣告告警和错误信息
LDP封装格式：
LDP消息作用：
discovery message：
hello：LDP发现机制中宣告LSR本LSR并发现邻居
session message：
initialization：在LDP session建立过程中协商参数
keepalive：监控LDP session的TCP连接的完整性
advertisement message：
address：宣告接口地址
address withdraw：撤销接口地址
label mapping：宣告FEC/Label映射信息
Label Request：请求FEC的标签映射
Label abort request：终止未完成的label request message
label withdraw：撤销FEC/Label映射
label release：释放标签
notification message：
notification：通知LDP Peer错误信息
LDP会话建立及session建立过程：
LDP基本发现机制：发现直接连接在同一连路上的LSR邻居
LSR通过周期性（5S）发送hello message表明自己的存在；消息是封装在UDP报文中的，目的IP地址为组播IP地址：224.0.0.2；目的端口号：646
发送消息时，目的端口号与源端口号都是646；消息发送完成后，建立TCP连接时，由transport address大的发起，目的端口号646，源端口号任意
LDP扩展发现机制：发现非直连的LSR邻居
单播发送hello包，源端口号与目的端口号都是646；hello包发送完成后，由transport address大的发起TCP连接。
transport address：默认时LSR-ID，发现邻居后去创建TCP连接用的地址
TCP建立连接完成后，由TCP主动端（transport address大的）发送初始化（initialization）消息
对端回复一个初始化消息，并发送一个对主动端初始化消息的确认的Keepalive消息，主动端也回复一个Keepalive消息。LDP会话建立成功，
传递标签映射信息：
