MPLS 基础知识快速入门&MPLS面试必备面经

由于路由器转发效率较慢，开发MPLS加快数据的转发封装在二层与三层之间，在路径转发时，不需要查三层的IP，只需查找到2.5层，所以可以提高了转发效率

 （1）RIB：路由表，控制层面，由路由协议生成，RIB中由递归过程

（2）LIB：标签信息表，控制层面，由标签分配协议生成，包含标签与FEC的对应关系，LIB包含所有标签，无论是优的还是次优的。

（3）FIB：转发信息数据库，转发层面，数据包到达设备后查找FIB，从而学习到如何转发，FIB里没有递归（当去往目标路由的下一跳不是直连下一跳时，会产生递归）过程

（4）LFIB：标签转发数据库，转发层面，标签与FEC的对应关系，只有最优的标签，指导标签数据包如何转发。

标签共有四个字段：

Label：20bit，标签值域

Exp：3bit，用于扩展。现在通常坐Cos（CLass of service），作用与Ethernet 802.1p的作用类似

S：1bit，栈底标识，MPLS支持多层标签，即标签嵌套。S值为1时，表明为最底层标签。

TTL：8bit，和IP分组中的TTL意义相同。

（1）标签的范围

0~15为特殊标签，3号标签标示隐式空标签，0号标签显示空标签

16~1023为静态分配标签范围

1024以上为动态分配标签，动态分配标签的方式由三种：LDP，MP-BGP,RSVP-TE

（2）TTL处理的两种方式

Uniform：统一方式保持IP和MPLS的TTL值相同，可以统计MPLS中有多少个路由器，每经过一台路由器TTL值减一，无论是MPLS还是IP

Pipe：管道方式，在入节点，IP TTL值减1，MPLS TTL字段为固定值，此后报文在MPLS网络中按照标准的TTL处理方式处理。在出节点会将IP TTL字段的值减1。即IP分组经过MPLS网络时，无论经过多少跳，IP TTL只在入节点和出节点分别减1.无法了解MPLS中有多少个节点。

（1）LER、LSR(路由器的分类)

         LER：标签边界路由器

         LSR：标签交换路由器

（2）push、swap、pop（对标签的处理动作）

     push：标签的压入

     swap：标签交换

     pop：标签的弹出

（3）Ingress、transit、Egress（路由器的角色，不同角色对应不同的处理方式，以数据方向进行判断，标签的分配是以路由的方向判断，刚好相反）

     Ingress：第一个压入标签的路由器

     transit：只负责传输标签，标签交换

     Egress：标签弹出的路由器（不考虑次未跳）

LIB:标签信息数据库

NHLFE:下一跳标签转发条目

ILM：入接口的标签映射

  （1）在Ingress，通过查询FIB表和NHLFE表指导报文转发

  （2）在Transit，通过查询ILM表和NHLFE表指导MPLS报文的转发

  （3）在Egress，通过查询ILM表指导MPLS报文的转发或查询路由器表指导IP报文转发。

在MPLS转发过程中，FIB、ILM和NHLFE表项是通过Tunnel id关联的。  

  （1）查看FIB表，根据目的IP地址找到对应的Tunnel id

  （2）根据FIB表的Tunnel id找到对应的NHLFE表项，将FIB表项和NHLFE表项关联起来

  （3）查看NHLFE表项，可以得到出接口、下一跳、出标签和标签操作类型，标签操作类型为Push

  （4）在IP报文中压入出标签，并根据Qos策略处理EXP，同时处理TTL，然后将封装号的MPLS报文发送给下一跳

  （1）根据MPLS的标签值查看对应的ILM表，可以得到Tunnel id

  （2）根据ILM表的tunnel id找到对应的NHLFE表项

  （3）查看NHLFE表项可以的到出接口、出标签、下一跳和标签交换类型

  （4）MPLS报文的处理方式根据不同的标签值而不同。

               如果标签值>=16，则用新标签替换MPLS报文中的旧标签，同时处理EXP和TTL，然后将替换完标签的MPLS报文发送给下一跳

               如果标签值为3，则直接弹出标签，同时处理EXP和TTL，然后进行IP转发或下一层标签转发（3号标签是隐式空标签）

  （1）如果Egress收到IP报文，则查看路由表，进行IP转发

  （2）如果Egress收到MPLS报文，则查看ILM表莫得标签操作类型，同时处理TTL和EXP。

           如果标签中的栈底标识S=1，表明该标签是栈底标签，直接进行IP转发。

           如果标签中的栈底标识S=0，表明还有下一层标签，继续进行下一层标签转发

标签分发协议，自动分配标签，自动构建LSP（标签交换隧道）

LDP默认只会为IGP分配标签，而且职位32位主机路由分配标签。可用命令：lsp-triffer修改

（1）发现消息（discovery）：用于通告和维护网络中LSR的存在

（2）会话消息（session）：用于建立、维护和终止LDP对等体之间的会话

（3）通告消息（advertisement）：用于创建、改变和删除FEC的标签映射

（4）通知消息（notification）：用于提供建议性的消息和差错通知。

discovery message

释放标签

   LDP对等体之间分配标签的数值范围称为标签空间，可以分为：

      全局标签空间（Per-Platform Label Space）：整个LSR使用一个标签空间。主要使用此标签。

      接口标签空间（Per-interface Label Space）：位LSR的每一个接口指定一个标签空间。

   LDP标识符（LDP Identifier）用于标识特定的LSR的标签空间。LDP标识符的格式为:,长度为六字节，其中：

       LSR ID：表示LSR标识符，占四字节

       Label space ID：表示标签空间标识符，占两字节。全局标签空间为“0”，接口标签空间为“非0”

   LDP有两种发现机制：

 （1）基本发现机制：

           a.用于发现链路上直连的LSR

           b.LSR通过周期性的发送LDP Hello报文，实现LDP基本发现机制，建立本地LDP会话。

   （2）扩展发现机制：用于发现链路上非直连LSR

            LSR周期性的发送Targeted hello消息到指定地址，实现LDO扩展发现机制，建立远端LDP会话。

 TCP三次握手，transport address 地址大的向地址小的建立TCP连接。

同样，Init消息大向小发，携带version、标签分发方式、LDP ID等，对方收到后回复keepalive+init消息，keepalive 15s/次，holdtime 45s/次

（1）发address消息

address消息里面携带本地开启LDP协议的接口地址，且只通告给邻居，邻居收到之后不再扩散

（2）分发标签：label mapping消息

label mapping含有三要素：label+FEC+LSR-ID，Egress路由器默认主动只为自己的32位IP路由分发标签（默认自主的发布方式），上游收到放入LIB表中（默认自由的保持方式），在收到下游的标签后继续向上游分发标签（默认有序的控制方式）

路由器收到label mapping 消息后，首先查看FEC，根据FEC查FIB表找到最优的直连下一跳，然后根据下一跳查看address消息，对应到其中的LSR-ID。然后再根据此LSR-ID查看label-mappping消息中的LSR-ID，对应选中其中的label，把此label放入LFIB中。

(3)LDP标签的发布与管理

   A、在MPLS体系中，由下游LSR决定将标签分配给特定FEC，再通知上游LSR，即标签由下游指定，标签的分配按从下游到上游的方向分发。

      B、标签分配控制方式

标签分配控制方式是指在LSP的建立过程中，LSR分配标签时采用的处理方式。

C、标签保持方式

标签保持方式是指LSR对收到的、但目前暂时不需要的标签映射的处理方式。LSR收到的标签映射可能来自下一跳，也可能来自非下一跳。

目前华为设备支持以下组合方式

下游自主方式（DU）+有序标签分配控制方式+自由标签保持方式----------该方式位缺省方式

下游按需方式（DoD）+有序标签分配控制方式+保守标签保持方式