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  • MPLS

    2016-05-11 10:36:14
    MPLS

    MPLS


    Multiprotocol Label Switching (MPLS) is a type of data-carrying technique for high-performance telecommunications networks that
    directs data from one network node to the next based on short path
    labels rather than long network addresses, avoiding complex lookups in
    a routing table. The labels identify virtual links (paths) between
    distant nodes rather than endpoints. MPLS can encapsulate packets of
    various network protocols, hence its name “multiprotocol”. MPLS
    supports a range of access technologies, including T1/E1, ATM, Frame
    Relay, and DSL ———–[wiki]


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  • mpls

    2021-02-07 10:28:21
    mpls总结

    MPLS:多协议标签交换

    多协议:可以基于多种不同的3层协议来生成2.5层的标签信息。
    包交换
      原始的包交换:数据包进入路由器后,路由器需要查询本地的路由表(RIB-路由信息数据库),再基于下一跳或者目标ip查询本地的ARP表,才能进行数据的转发。
      快速的包交换:一次路由多次交换;每个数据流中的第一个包将被基于原始包交换规则转发;过程中生成缓存列表,记录整个通讯过程,该数据流量剩余数据包仅查询缓存记录即可。
      特快的包交换:无需路由,直接交换; CEF-cisco特快交换,为cisco私有技术;非cisco厂商设备均存在和cef转发机制相同的技术。
    路由表、ARP ,转换为 FIB(转发信息数据库)表,流量转发过程中仅查询FIB表即可。
      FIB的特点:在将路由器表转换过程中,存储递归查询结果;同时将新封装的二层地址进行绑定。
    标签交换
      数据包在进入到的MPLS的域内后,将在第2层和3层中间压入标签号;使得域内的路由器在转发该数据包时,基于2.5层的标签号仅需要查询本地的一张LFIB表(标签转发信息数据库)。
      最初在包交换仅支持原始交换时,标签的意义在于更快的查询;但随着包交换的加速,使用标签交换失去了快速查表的优势。
    当下MPLS存在的意义
      1、解决BGP的路由黑洞
      2、MPLS VPN
      3、MPLS TE 流量工程
    另外:随着包交换的加速,使得今天的MPLS技术也开始基于FIB表工作;来提高MPLS的工作效率
    工作过程
      控制层面:路由协议工作,生成RIB,流量的方向即为控制流量。
      数据层面:设备基于路由表访问目标,产生数据流量;与控制层面方向相反。
    控制层面 
      1)在没有MPLS时控制层面仅生成RIB(路由表)和FIB(转发信息数据库);FIB是基于RIB生成。
      2)MPLS协议会启动TDP(cisco私有)或LDP(公有),直连设备间将建立邻居关系,MPLS协议需要在直连邻居间使用router-id地址来进行TCP的会话,故前提条件为,route-id必须为设备真实使用的ip地址,建议为环回地址—稳定, 组播hello包在直连的物理接口上收发,来获取对端的router-id,自然也要求router-id值间路由可达。
      3)MPLS在建立邻居关系后,生成邻居表,LDP协议再基于FIB表中学习到的路由条目生成标签号。
      4)标签号生成后,将存储于本地的LIB表-标签信息数据库,LIB表将在邻居间共享。
    LIB表中装载本地及邻居为每条路由分发的标签号。
      5)运行MPLS协议的设备,将LIB和FIB进行结合,将标签号和最佳路径的关系映射生成LFIB表(标签转发信息数据库)。
      注:控制层面生成的表格
    RIB—>FIB---->LIB—>LFIB 前两张表为路由协议工作后生成,后两张表为MPLS的LDP协议生成。
    数据层面
      1) 没有MPLS协议,基于FIB表正常转发即可。
      2) MPLS domain – MPLS的工作半径
        edge LSR(PE)–边界标签交换路由器 工作mpls域的边缘,连接域外设备
        LSR (P) – 标签交换路由器 整体工作MPLS域内
      3) 当流量进入到第一台pe设备时, 在没有特快交换之前,路由器基于目标IP地址查询本地的RIB;
      之后还要在LIB表中对应才能确定流量是否应该压入标签,需要两张表的查询
      在存在特快交换时,流量进入第一pe时,直接查询FIB表,表中关联标签号,将直接确定是否压入标签;
      流量再到P路由器,接收到流量中若存在标签基于LFIB表转发,若没有标签基于FIB表即可;
      流量从最后一台边界离开MPLS 域时将弹出标签。
      存在标签号的流量,进入路由器时,入标签表应该为本地路由器分配的编号,出标签为本地的下游(下一跳)设备分配的标签号; 上下游的概念基于数据层面进行标定。
    标签的格式
    1
      前20位为标签号,2^20个标签号;其中1-15号保留,作为特殊编号;
      第21-23位exp,3位8个数,为优先级,用于QOS策略使用;
      第24位为栈底位,该位为1标识该标签为最后一层标签;MPLS最大可以在一个数据包中封装3次标签;
      普通的MPLS 一层标签 MPLS VPN 两层 MPLS TE 3层
      TTL 生存时间 ,在第一次压入标签时,将当前数据包中的3层TTL复制到标签中;之后查询一次标签TTL减一,在最后一跳设备弹出标签时将2.5层的TTL复制到3层报头中;
    MPLS的次末跳
    边界LSR将本地的直连网段传递给MPLS域内邻居后,LDP分配标签号为3,告知倒数第二跳设备它的身份;导致倒数第二跳设备在查询LFIB表后,已知转发路径的前提下提前弹出标签,使得最后一跳路由器均只需要查询FIB表;,否则最后一跳路由器在查询LFIB表后,弹出标签还需要查询FIB。
    MPLS 虚拟专线
      1、 CE将私有路由传递到PE端。
      2、 PE端在收到不同CE发送过来的相同网段路由时,使用RD值进行区分—格式X:X 32位。
      3、 PE端将附上RD的私有路由不能直接装载于本地公有路由表中,需要放置到对应的VRF(虚拟路由转发)空间内;之后再路由付RT值,用于传递到对端PE设备,对端区分信息。
      VPNV4路由=普通IPV4路由+RD+RT
      4、 VPNV4路由需要MP-BGP来进行传递;对端基于RT值,将路由装载到对应的VRF空间内,再共享给对应的CE。
      5、 控制层面工作完成后,数据层面需要基于MPLS来工作,由于数据层面不能携带RD/RT值。
      故mpls将在数据包中压入两层标签,外层标签用于超越中间设备,打破BGP路由黑洞。
      内层标签用于对应VRF空间。
    最后的三个问题  
    1、pe-pe隧道标签生成是什么协议?
      ldp,静态
    2、vrf与vrf远端通信 标签是谁生成的?
       mp-bgp
    3、vrf的路由是谁传递的?该路由中除了路由前缀,下一跳等常见的参数还有哪些参数?
      bgp的Vpnv4传。rd,rt,tag(标签)

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