MPLS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

MPLS網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)成單元是標(biāo)簽交換路由器LSR(Label Switching Router)，主要運(yùn)行MPLS網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議和第三層路由協(xié)議，并負(fù)責(zé)與其他LSR 交換路由信息來(lái)建立路由表，實(shí)現(xiàn)FEC 和IP 分組頭的映射，建立FEC 和標(biāo)簽之間的綁定，分發(fā)標(biāo)簽綁定信息，建立和維護(hù)標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表等工作。由LSR 構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)叫做MPLS 域，位于區(qū)域邊緣的LSR 稱(chēng)為邊緣LSR(LER，Labeled Edge Router )。

主要完成連接MPLS 域和非MPLS 域以及不同MPLS網(wǎng)絡(luò)域的功能，并實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)的分類(lèi)、分發(fā)標(biāo)簽(作為出口LER)、剝?nèi)?biāo)簽等。其中入口LER 叫Ingress，出口LER 叫Egress。位于區(qū)域內(nèi)部的LSR 則稱(chēng)為核心LSR，核心LSR 可以是支持MPLS網(wǎng)絡(luò)的路由器，也可以是支持MPLS網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽交換的LSR，它提供標(biāo)簽分發(fā)、交換功能(Label Swapping)。帶標(biāo)簽的分組沿著由一系列LSR 構(gòu)成的標(biāo)簽交換路徑LSP(Label Switched Path)傳送。

◆標(biāo)記交換路徑(LSP)

◆MPLS網(wǎng)絡(luò)核心路由器 (LSR)

◆Ingress

◆Egress

◆MPLS網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器(LER)

LSP 的建立

LSP 的建立其實(shí)就是將FEC 和標(biāo)簽進(jìn)行綁定，并將這種綁定通告LSP 上相鄰LSR的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程是通過(guò)標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議LDP 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。LDP 規(guī)定了LSR 間的消息交互過(guò)程和消息結(jié)構(gòu)，以及路由選擇方式。有關(guān)LDP 的詳細(xì)描述，請(qǐng)參見(jiàn)下一節(jié)。Comware V3 操作手冊(cè)(MPLS網(wǎng)絡(luò))

MPLS網(wǎng)絡(luò)支持LSP 隧道技術(shù)。在一條LSP 路徑上，LSR Ru 和LSR Rd 互為上下游，但LSR Ru和LSR Rd之間的路徑，可能并不是路由協(xié)議所提供路徑的一部分，MPLS允許在LSR Ru 和LSR Rd 間建立一條新的LSP 路徑，LSR Ru和LSR Rd 分別為這條LSP 的起點(diǎn)和終點(diǎn)。LSR Ru 和LSR Rd 間的LSP 就是LSP隧道，它避免了傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層封裝隧道。當(dāng)隧道經(jīng)由的路由和逐跳與從路由協(xié)議取得的路由一致時(shí)，這種隧道叫逐跳路由隧道;若不一致，則這種隧道叫顯式路由隧道。

多層標(biāo)簽棧

在MPLS網(wǎng)絡(luò)中，分組可以攜帶多個(gè)標(biāo)簽，這些標(biāo)簽在分組中以“堆棧”的形式存在，對(duì)堆棧的操作按“后進(jìn)先出”的原則，決定如何轉(zhuǎn)發(fā)分組的標(biāo)簽始終是棧頂標(biāo)簽。標(biāo)簽入棧是指向輸出分組中加入一個(gè)標(biāo)簽，使標(biāo)簽棧的深度加1，同時(shí)，分組的當(dāng)前標(biāo)簽就變?yōu)榇诵录尤氲臉?biāo)簽;標(biāo)簽出棧是指從分組中去掉一個(gè)標(biāo)簽，使標(biāo)簽棧的深度減1，同時(shí)，分組的當(dāng)前標(biāo)簽將變?yōu)樵瓉?lái)處于下一層的標(biāo)簽。

在LSP 隧道中會(huì)使用多層標(biāo)簽棧。當(dāng)分組在LSP 隧道中傳送時(shí)，分組的標(biāo)簽就會(huì)有多層。在每一隧道的入口和出口處，要進(jìn)行標(biāo)簽棧的入棧和出棧操作，每發(fā)生一次入棧操作，標(biāo)簽就會(huì)增加一層。MPLS網(wǎng)絡(luò)對(duì)標(biāo)簽棧的深度沒(méi)有限制。標(biāo)簽棧按照“后進(jìn)先出”方式組織標(biāo)簽，MPLS網(wǎng)絡(luò)從棧頂開(kāi)始處理標(biāo)簽。若一個(gè)分組的標(biāo)簽棧深度為m，則位于棧底的標(biāo)簽為1 級(jí)標(biāo)簽，位于棧頂?shù)臉?biāo)簽為m 級(jí)標(biāo)簽。未打標(biāo)簽的分組可看作標(biāo)簽棧為空(即標(biāo)簽棧深度為零)的分組。

標(biāo)簽報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)

在Ingress，將進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的分組根據(jù)其特征劃分成轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類(lèi)FEC。一般根據(jù)IP 地址前綴或者主機(jī)地址來(lái)劃分FEC。屬于相同F(xiàn)EC 的分組在MPLS網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中將經(jīng)過(guò)同的路徑(即LSP)。LSR 對(duì)到來(lái)的FEC 分組分配一個(gè)短而定長(zhǎng)的標(biāo)簽，然后從相應(yīng)的接口轉(zhuǎn)發(fā)出去。
在LSP 沿途的LSR 上，都已建立了輸入/輸出標(biāo)簽的映射表(該表的元素叫下一跳標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)條目，簡(jiǎn)稱(chēng)NHLFE，Next Hop Label Forwarding Entry)。對(duì)于接收到的標(biāo)簽分組，LSR 只需根據(jù)標(biāo)簽從表中找到相應(yīng)的NHLFE，并用新的標(biāo)簽來(lái)替換原Comware V3 操作手冊(cè)(MPLS網(wǎng)絡(luò))。

來(lái)的標(biāo)簽，然后，對(duì)標(biāo)簽分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，這個(gè)過(guò)程叫輸入標(biāo)簽映射ILM(IncomingLabel Map)。MPLS網(wǎng)絡(luò)入口處指定特定分組的FEC，后續(xù)P 路由器只需簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)發(fā)即可，比常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)要簡(jiǎn)單得多，轉(zhuǎn)發(fā)速度得以提高。

TTL 處理：標(biāo)簽化分組時(shí)必須將原IP 分組中的TTL 值拷貝到標(biāo)簽中的TTL 域。LSR 在轉(zhuǎn)發(fā)標(biāo)簽化分組時(shí)，要對(duì)棧頂標(biāo)簽的TTL 域作減一操作。標(biāo)簽出棧時(shí)，再將棧頂?shù)腡TL 值拷貝回IP 分組或下層標(biāo)簽。但是，當(dāng)LSP 穿越由ATM-LSR 或FR-LSR 構(gòu)成的非TTL LSP 段時(shí)，域內(nèi)的LSR無(wú)法處理TTL 域。這時(shí)，需要在進(jìn)入非TTL LSP 段時(shí)對(duì)TTL 進(jìn)行統(tǒng)一處理，即一次性減去反映該非TTL LSP 段長(zhǎng)度的值。

ICMP Need Frag 差錯(cuò)報(bào)文回送

在MPLS網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)報(bào)文的長(zhǎng)度超過(guò)了路由器出接口所設(shè)置的MTU 值時(shí)，若想使報(bào)文順利的傳輸，需要將MPLS網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的標(biāo)簽剝?nèi)ィ瑢?duì)IP 報(bào)文進(jìn)行分片，然后分別為每一個(gè)分片都封裝原有的標(biāo)簽后進(jìn)行傳輸。但如果IP 報(bào)文中設(shè)置了不允許分片的標(biāo)記，則向發(fā)送報(bào)文的源端回送ICMP Unreach 報(bào)文，并丟棄源報(bào)文。

出接口的MTU 將被填入ICMP 報(bào)文中，如果設(shè)備上配置了mtu label-including 命令，在生成報(bào)文的時(shí)候，應(yīng)將報(bào)文中的出接口MTU字段減去MPLS 標(biāo)簽長(zhǎng)度(可能有多層標(biāo)簽)。文后回送ICMP 差錯(cuò)報(bào)文的方式有所不同，下面將分別介紹。

PE 設(shè)備的處理方式

PE1 收到CE1 發(fā)來(lái)的報(bào)文，報(bào)文目的地址為CE2，且該報(bào)文攜帶不可分片標(biāo)記。PE1 將對(duì)此報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理，封裝MPLS 標(biāo)簽，生成MPLS 報(bào)文后進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。Comware V3 操作手冊(cè)(MPLS)。此時(shí)如果報(bào)文的長(zhǎng)度超過(guò)了出接口的MTU 時(shí)，PE1 會(huì)給CE1 回送ICMP Unreach報(bào)文，并丟棄源報(bào)文。

P設(shè)備的處理方式

P1 收到一份MPLS 報(bào)文需要進(jìn)行標(biāo)簽交換，該報(bào)文為CE1 發(fā)往CE2 的報(bào)文，攜帶不可分片標(biāo)記。完成標(biāo)簽交換后，如果發(fā)現(xiàn)報(bào)文的長(zhǎng)度超過(guò)了出接口的MTU，此時(shí)，由于P1 設(shè)備上可能沒(méi)有到CE1 的路由，P1 會(huì)將MPLS網(wǎng)絡(luò)報(bào)文中封裝的IP 報(bào)文取出，根據(jù)這個(gè)IP報(bào)文生成ICMP Unreach 報(bào)文，然后重新封裝標(biāo)簽發(fā)往PE2 方向。當(dāng)PE2 收到此ICMP 報(bào)文時(shí)，將此報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到CE1 的方向。