MPLS 基础
作者：互联网
一、MPLS 简介
MPLS（Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换）是一种IP 骨干网技术。MPLS起源于IPv4，其核心技术可扩展到多种网络协议，包括IPv6、IPX和CLNP等。MPLS可以支持多种高层协议和业务，而在一定程度上可以保证信息传输的安全性。
二、基本术语 LSR、MPLS Domain、LER、LSP、Ingress LSR、Egress LSR、Transit LSR、FEC
LSR（Lable Switch Router，标签交换路由器）：支持MPLS的路由器、支持MPLS的交换机或其他网络设备，该设备能根据报文的MPLS标签头对其进行转发（如图：R1、R2、R3）。
MPLS Domain（MPLS 域）：由连续的LSR构成的一个MPLS域。
LER（Label Edge Router）：位于MPLS域边缘的LSR，（如图：R1、R3）。
LSP（Label Switch path，标签交换路径）：是标签报文穿越MPLS域到达目的地所走的路径。
（1）LSP实际上是一种类拟Tunnel的概念，LSP的建立过程实际上也是报文转发路径中，沿途设备关于特定FEC的标签的确定过程。
（2）LSP可以通过手工的方式建立（静态LSP），或者通过标签分发协议自动建立（动态LDP）。
Ingress LSR（入站LSR）：LSP的入口LSR（如图：R1）。
Transit LSR（中转LSR）：位于LSP中间的LSR（如图：R2）。
Egress LSR（出站LSR）：LSP的出口LSR（如图：R3）。
注：在图中，对于去往 3.3.3.0/24的数据流量而言，R1是Ingress LSR、R2是Transit LSR、R3是Egress LSR，一条LSP可以有0个、一个或多个Transit LSR，但有且只有一个Ingress LSR和一个Egress LSR。
FEC（Forwarding Equivalence Class，转发等价类）：是在转发过程中具有相同处理方式和处理待遇的数据流，可通过IP地址、隧道、COS等方式来标识一个FEC。例如：在传统的采用最长匹配算法的IP转发中，在同一条路由的所有报文就是一个转发等价类。
（1）通常在一台设备上，对于一个FEC分配相同的标签。
（2）属于一个FEC的流量具有相同的转发方式、转发路径和转发待遇。但是并不是所有拥有相同标签的报文都属于一个FEC，因为这些报文的EXP值可能不相同，执行方式可能不同。
（3）决定报文属于哪一个FEC的设备是Ingress LSR，因为是它对报文进行分类和压入标签。
三、MPLS架构
3.1 MPLS 控制和数据平面
控制平面（Control plane）
（1）控制平面是无连接的，主要功能是负责产生和维护路由信息以及标签信息。
（2）控制平台中IP路由协议（IP Routing Protocol）模块用来传递路由信息，生成路由信息表，标签分发协议（Label Distributilon Protocol）模块用来完成标签信息的交换，建立标签转发路径。
数据平面（Data plane）
（1）数据平台也称为转发平面，是面向连接的，主要功能是负责普通IP报文的转发以及带MPLS标签报文的转发。
（2）数据平面包括IP转发信息表（Forwarding Information Base）和标签转发信息表（Label Forwarding Information Base），当收到普通IP报文时，则查找IP路由表转发，如果需要标签转发，则查找标签转发信息表。
3.2 MPLS 控制和数据表项
控制平面（Control plane）
（1）路由信息表RIB（Routing Information Base）：由IP路由协议（IP Routing Protocol）生成，用于选择路由。
（2）标签分析协议LDP（Label Distribution Protocol）：负责标签的分配、标签转发信息表的建立、标签交换路径的建立、析除。
（3）标签信息表LIB（Label Information Base）：由标签分发协议生成，用于管理标签信息。
数据平面（Data plane）
（1）转发信息表FIB（Forwarding Information Base）：从RIB提取必要的路由信息生成，负责普通IP报文的转发。
（2）标签转发信息表LFIB（Label Forwarding Information Base）：简称标签转发表，由标签转发协议在LSR上建立LFIB，负责带 MPLS标签报文的转发。
四、MPLS标签结构
Label（20bit）：标签字段，用于存储标签值。
EXP（3bit）：实验位，通常用做Cos（Class of Service），当设备阻塞时，优先发送优先级高的报文。
Bos（1bit）：栈底位，用于标识标签头部是否为最后一层标签。如为1，则表示当前标签为栈底；如为0，则表示当前标签头部后还有标签。
TTL（8bit）：防止无限转发。
注：LSR收到数据帧后，如何判断封装的是IP报文还是标签？以以太环境为例，以太帧头中的Type字段用于标识封装的报文类型，如果值为0x800，则表示为IP报文，如值为8847（单播）或8848（组播），则表示MPLS标签报文。
五、MPLS标签的处理
标签的操作类型包括 标签压入（Push，或Insert）、标签交换（Swap）、标签弹出（Pop），它们是标签转发的基本动作，是标签转发信息表的组成部分。
Push：指当IP报文进入MPLS域时，LER设备在报文二层头部和IP头部之间插入一个新标签；或者中转LSR设备，在标签栈顶增加一个新的标签（即标签嵌套）。
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。
六、LSP的建立
MPLS需要为报文事先分配好标签，建立一条LSP，才能进行报文转发。LSP分为静态LSP和动态LSP两种。
静态LSP的建立：
（1）静态LSP不能使用标签发布协议，不需要交互控制报文，因此消耗资源小，适用于拓扑结构简单并且稳定的小型网络。
动态LSP的建立（MPLS可以使用多种标签发布协议）：
（1）LDP：是专为标签发布而制定的协议。LDP根据IGP、BGP路由信息通过逐跳方式建立LSP。
（2）RSVP-TE：是RSVP的扩展，用于建立基于约束的LSP，它拥有普通LSP没有的功能，如带宽预留、带宽约束、显式路径等。
（3）MP-BGP：是在BGP协议基本上扩展的协议，MP-BGP支持为MPLS VPN业务中私网路由和跨域VPN的标签路由分配标签。
七、静态LSP
（1）静态LSP是用户通过手工为各个转发等价类分配标签而建立的。
（2）手式分配标签遵循的原则是：上游LSR出标签的值就是下游LSR入标签的值。
八、静态LSP实例
1、在网络中部署OSPF，使得MPLS Domain内的路由实现互通。
2、在设备上激活MPLS
R1的配置如下（R2、R3、R4配置类拟）：
[R1] mpls lsr-id 1.1.1.1 //配置lSR-ID
[R1] int gi0/0/0
[R1-Gi0/0/0] mpls en //在接口激活mpls
[R1-Gi0/0/1] mpls en //两个方向的接口 激活mpls
3、配置静态LSP
R1的配置
[R1] static-lsp ingress to4 destination 4.4.4.0 24 nexthop 12.1.1.2 out-label 200
R2的配置
[R2] static-lsp transit to4 in-label 200 nexthop 23.1.1.3 out-label 300
R3的配置
[R3]static-lsp transit to4 in-label 300 nexthop 34.1.1.4 out-label 400
R4的配置
[R4] static-lsp egress to4 in-label 400
注：LSP需要配置两个方向的LSP，即两条LSP。
八、相关命令
dis ip routing-table //查看全局路由表 dis fib //查看转发表 dis mpls static-lsp //查看lsp路径 ping mpls tracert mpls
标签：MPLS,报文,转发,基础,LSR,LSP,标签 来源： https://www.cnblogs.com/PBDragon/p/13454320.html