MPLS基础知识

2024-07-15 14:52| 来源: 网络整理| 查看: 265

MPLS学习笔记概述MPLS概述名词概念解析MPLS 的设计初衷MPLS 设计框架MPLS 的优点 MPLS工作原理报文格式常用缩写设备角色LSP的建立

概述

完善去年未完成的文档，今年回忆回忆，把重点内容写下来，供大家参考。

MPLS概述名词概念解析

下面基于我之前做的PPT培训文档讲解，直接截图过来进行分析学习。 MPLS——Multi-Protocol Label Switching

Multi-Protocol：支持多种三层协议，如IP、IPv6、IPX等，它通常处于二层和三层之间，俗称2.5层。Label：是一种短的、等长的、易于处理的、不包含拓扑信息、只具有局部意义的信息内容。Switching： MPLS报文交换和转发是基于标签的。针对IP业务，IP包在进入MPLS网络时，入口的路由器分析IP包的内容并且为这些IP包选择合适的标签，然后所有MPLS网络中节点都是依据这个简短标签来作为转发依据。当该IP包最终离开MPLS网络时，标签被出口的边缘路由器分离。 MPLS 的设计初衷

在这里插入图片描述

MPLS 设计框架

控制层面：借助于路由协议的可伸缩可扩展性，便于组网控制。MPLS在控制层面主要是路由的学习以及映射。表项关系RIB–>LIB表（FEC转发等价类）。转发层面：主要面向数据的转发，表项关系为FIB—>LFIB表。携带MPLS标签的报文，直接基于标签转发。无需查找路由表。在这里插入图片描述

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，建立转发的虚拟通道，从而为网络层提供面向连接的服务。支持各种链路层和网络层协议。MPLS可以建立在各种链路层协议（如PPP、ATM、帧中继、以太网等）之上，为各种网络层（如IPv4、IPv6、IPX等）提供面向连接的服务。应用广泛。最初目的为了提高路由器转发速度，但是不仅仅局限于此，MPLS还可以用来构建VPN网络、实现流量工程、提供QOS保证等。 MPLS工作原理

分为下面几个小模块

报文格式

标签格式在这里插入图片描述 MPLS包头有32Bit（4字节），其中包括：

20Bit用作标签（Label），用来标识一个FEC3个Bit的Experimental, 用于扩展，通常用作CoS(Class of Service)1个Bit的S,用于标识是否是栈底，用来做标签的嵌套，这样可以使标签无限扩展8个Bit的TTL，和IP分组中的TTL意义相同，可以用来防止环路

标签栈一个完整的数据报文有且仅有一个标签栈，但可以有多个标签。在这里插入图片描述

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。标签的栈底是紧随网络层分组的标签。栈底（S），该位置“1”，表示相应的标签是标签栈最后一个标签；该位置为“0”，表示除栈底之外的标签。常用缩写

常见名词概念解析

FEC：Forwarding Equivalence Class，FEC（转发等价类），是在转发过程中以等价的方式处理的一组数据分组，例如目的地址前缀相同的数据分组。通常对一个FEC分配相同的标签。LSP：Label Switched Path,一个FEC的数据流，在不同的节点被赋予确定的标签，数据转发按照这些标签进行。FEC数据流所走的路径就是LSP。LSR：Label Switching Router，LSR是MPLS的网络的核心交换机，它提供标签交换和标签分发功能。LER：Label Switching Edge Router，在MPLS的网络边缘，进入到MPLS网络的流量由LER分为不同的FEC，并为这些FEC请求相应的标签。它提供流量分类和标签的映射、标签的移除功能

MPLS几个表项名词

NHLFE（Next Hop Label Forwarding Entry）：下一跳标签转发项。用于描述对标签执行的操作，包括入栈（Push）操作和交换（Swap）操作。FTN（Fec to NHLEF map）：在Ingress 节点将转发等价类FEC映射到NHLFE的过程。ILM（Incoming Label Map）：入标签映射。对于接收的标签分组，LSR将标签映射到NHLFE的过程，包括空（NULL）操作、出栈（PoP）操作。设备角色 LSP是一条有源接口和宿接口的路径，是面向连接的。LSP是从Ingress到Egress的一条隧道。在这里插入图片描述

P（Provider）端口：该端口指接入服务提供商核心网络的端口；在我们设备上指接入的数据报文为MPLS封装报文的端口。PE（Provider Edge）端口：该端口为服务提供商的边缘端口，对接的是用户的设备；在这里指接入的是普通以太网帧。 LSP的建立 LSP的建立其实就是将FEC和标签进行绑定，并将这种绑定通告LSP上相邻LSR的过程，建立起相邻LSR间的标签映射关系。可以通过: 静态标签配置，无通告过程通过标签分发协议或其他协议建立，比如LDP

LSP的建立是逐段进行的在这里插入图片描述 MPLS报文在LSP路径上的操作

Ingress：数据从用户设备进入了MPLS网络边缘设备，数据报文要进行封装。Egress：数据从MPLS网络核心设备进入了边缘设备，MPLS标签要被剥离。Intermediate（Transit）：数据在MPLS网络核心内从一个设备进入了另一个设备，标签要被交换。

详细流程

Ingress：进入网络的分组根据其特征划分成转发等价类FEC。一般根据IP地址前缀或者主机地址来划分FEC。这些具有相同FEC分组在MPLS区域中将经过相同的路径（即LSP）。LER对到来的FEC分组分配一个短而定长的标签，然后从相应的端口转发出去。Intermediate（Transit）：在LSP沿途的LSR上都已建立了输入/输出标签的映射表。对于接收到的标签分组，LSR只需根据标签从表中找到相应的NHLFE，并用新的标签来替换原来的标签，然后对标签分组进行转发。Egress：在MPLS域的出口，标签被剥离，还原称标准的IP报文。 MPLS在网络入口处指定特定分组的FEC，后续路由器只需简单的转发即可，较常规的网络层转发而言要简单的多，从而提高了转发速度。

【本文地址】

公司简介

联系我们