全面详细的介绍MPLS&MPLS - VPN(4)

2019-03-29 10:05

标签也可以不是LDP分发,比如TE中,由RSVP分发,在MPLS VPN中,由BGP分发。

因为MPLS的标签是加在数据包的二层帧头之上,三层包头之下,三层包头,被认为是上层协议,也就是有效负载,中间的LSR并不知道上层协议类型,因为标签不会写,但它也不需要知道,自己只会根据标签来做出转发决定;但是出站LSR需要知道,所以会为FEC分配一个本地标签,以用作报文的入站标签,这样就可以了解有效负载了。

LSR在查看标签时,是要看基于接口还是设备,如果是基于接口,不能单看标签,还要看接口,如果是基于设备的那就只看标签。

注:在IOS中,所有的标签交换控制的ATM(LC-ATM)接口都采用基于接口的模式,

其它通通基于设备,也就是说CCIE R&S的考生,只需要关心基于设备的标签即可。

标签分发模式

LSR在向邻居分发标签的时候,有三个需要注意的地方,这三个地方分为: 1.标签分发模式 2.标签保持模式 3.LSP控制模式

1.标签分发模式:

是用来定义标签该什么时候发给邻居,分为两种方式: (1)下游被动DOD模式 (2)下游主动UD模式

(1)在DOD,即被动模式中,是LSR请求下游(路由表的下一跳)为某条路由分发标签,也就是说一台LSR并不知道某些路由自己该写上什么标签后发给下一跳,所以这时就去问邻居要,要来的自己就作为该路由的远程标签存放。

(2)在UD,即主动模式中,LSR不需要为路由请邻居请求标签,标签是邻居会主

动发过来的,不用请求,所以在UD模式中,LSR发现一条路由,就马上将自己的本地标签发送给邻居作为远程标签。

在此可以得出一个结论,在DOD中,LSR会向路由条目的下一跳请求标签,所以LIB 只显示一个远程标签。在UD中,因为可能有多个邻居发送标签过来,所以一条路由可以看到多个标签。

注:IOS除了LC-ATM,全部使用UD模式,也就是说有多个标签从邻居发来。

2.标签保存模式

用来定义LSR在将标签保存时,该保存多久,分两种方式: (1)自由的标签保持模式(LLR) (2)保守的标签保持模式(CLR)

(1)在LLR中,LSR将所有的标签存放在LIB中,然后使用的放到LFIB中,不使用的也保存在LIB中,当路由变化时,马上从LIB中找到新的。

(2)在CLR中,LSR将用到的标签放入LFIB之后,不会在LIB中保存任何标 签。 注:IOS 中,除了LC-ATM接口,其它所有都使用LLR,也就是能在LIB中看到标签。

3.LSP控制模式

用来定义LSR什么时候应该为一条路由创建标签,创建出的这个标签就是自己的本地标签,发给邻居之后,邻居就称其为远程标签。分两种创建方式: (1)独立于LSP的控制模式 (2)非独立于LSP的控制模式

(1)LSR可以独立于其它LSR创建本地标签,称为独立模式,路由器在路由表中发现一个路由,就马上为该路由创建一个标签。

(2)在非独立模式时,LSR只有意识到它是某FEC的出站LSR时,或者从下一跳收到某路由的标签时,才会为路由条目创建本地标签,然后发给邻居作为远程标签,

邻居收到后,然后又会再创建了发给它的邻居。

由上可以看出,独立于LSP的模式在LSP中还没有让所有的LSR完成标签,有些LSR就开始标签转发,所有这些数据包有可能不能被正确转发,有可能被丢 弃。而非独立的模式,只有从邻居收到标签了,开始自己的标签,所以自己使用标签转发后,下一跳邻居肯定是能接受的,不可能因为下一跳不认识标签而被丢弃 。

注:IOS使用独立的LSP控制模式,也就是说发现一条FEC,就马上创建标签,ATM

除外。

在标签转发中,LSR查看标签前20bit,并在LFIB中查找相应的值。 在IP转发中,查看IP地址,在CEF表中做出转发。

路由器可以查看第二层头部的协议字段,就知道是标签报文,然后查找LFIB,则带标签出去,所以查CEF就等于是查IP,则不带标签出去。

路由器要为路由条目打上标签,就必须有功能支持改写数据包包头,CEF是唯一一种可以用于标签报文转发模式的,CEF是可以改写数据包包头的,所以启用 MPLS时,必须在路由器上开CEF,否则无标签。 比如查看路由10.1.1.0在CEF中的操作,可以使用命令 show ip cef 10.1.1.0 查看这条路由的过程

MPLS负载均衡

在IPv4存在多条相同metric出口时,标签的出站也会对应多个接口,出站的标签可以是相同的,也可以不同的;如果下一跳是同台设备,肯定相同,是不同设备会不同,也就独立分配。

当LSR中某条路由有多个下一跳,如果是有标签的和无标签的,无标签的不走,是考虑到MPLS VPN中数据会丢包,因为在MPLS VPN网络中,P路由器是没有两边私有网络的IP路由的,所以无法路由,最终造成丢包。

MPLS未知标签

通常LSR只接收和发送带标签的并且能理解的数据包,因为某些原因,标签没找到的话,IOS是默认采用丢弃行为,如果找不到标签也传,也不能保证别人能传不丢弃,所以就自己开始丢弃。

MPLS保留标签

MPLS 标签范围中,并不是所有的标签都是可以随便用的,有些是保留的,范围是0-15,有特殊作用,0是显式空(null),3是隐式空,1是路由器报警标签,14是OAM报警,其它还没定义。下面是某些保留标签的重要用途: 隐式空3标签

在MPLS网络中,P路由器是完全按照标签交换的,而边缘路由器PE是同时连接了MPLS网络和IP网络,因此,一个数据包在MPLS网络中传输到PE路由器的时候,PE路由器的工作是:结束标签交换过程,从而转入IP网络,而转入IP网络就要执行IP地址的查找。那么从此可以看出,一个标签数据包到达 PE路由器之后,PE路由器第一步开始根据数据包的标签去查找LFIB表,通过查找LFIB之后发现已经不再是标签交换了,第二步就马上转入查IP路由表,最终在IP路由表里查到了结果,从IP网络中发出去。很明显,PE路由器既然最后不可能使用标签交换,而要使用IP交换的,又何必去查了LFIB表才 知道结果呢。所以就考虑到一个方法,能不能让PE的上一跳路由器不要为数据包打标签,直接改成IP数据包就行了,这样上一跳路由器没有写标签,那么PE在 收到数据包之后,就能马上查IP路由表而做出转发。在这里,要让PE的上一跳路由器不要为数据打标签而直接改成IP数据包,这还得需要PE来告诉它才行。 正常情况下,PE路由器是告诉上一跳正常的标签,上一跳将这个标签变成远程标签,但现在,PE路由器就不应该告诉上一跳正常的标签,它告诉的是隐式空(标签号为3)标签,所以收到标签为3的LSR,就不会在数据包发给下一跳时打上标签。这种终点使用隐式空标签来告诉上一跳不要打标签的行为叫倒数第二跳移除 (PHP)行为,所以一台收到隐式空标签的LSR,相应出口就不再是一个远程标签,而应该在outgoing显示为pop。这种上一跳标签移除称为标签弹出。

注:在 IOS中,PHP这种行为是默认的,但只会为直连路由和聚合路由通告隐式空3,但3不会明写。 显示空标签

显示空的功能是在隐式空的基础上的,IPv4标签号为0,IPv6为2。

因为标签中EXP用于QOS,前一跳移除后,这些信息也没了,可能希望保留,

所以是上一跳将标签变为0,来告诉终点不用为0查找LFIB,只看EXP,所以只关心QOS效果,这样也省事。

路由器报警标签1,只是需要特别注意,并且软件转发。

未保留的都可以用,20个bit,是16-1048575,IOS默认是16-100000,IGP够了,但BGP可能不够,可以查看和修改标签范围。

MPLS TTL行为

在正常情况下,当数据包的TTL值减到0时,路由器会向源发ICMP类型11和代码0(时间超时)的数据包,来告诉源主机目标超时不可达。所以TTL无论对于IP网络还是MPLS网络都是非常重要的。

在数据包从IP网络进入MPLS网络时,IP刚进来,以前的TTL是多少,PE减1后,写到标签的TTL位,在出MPLS网络时,PE再看标签中的TTL 是多少,肯定比IP原来的TTL值小,减1后写回去,如果TTL值比IP原来的TTL值还大,就不正常,就不写了。

标签到标签,添加和交换等操作,也是减1后再复制,中间P路由器只修改顶部标签中的TTL,顶部以下的标签是不动的。

如果遇见一个数据包TTL值为0,普通的MPLS网络就是沿原来的LSP回去,只有是IPv4和IPv6才会,其它的丢弃。

MPLS VPN中TTL没有后,是由终点PE或CE发回的,因为P没有源主机的路由,所以无法发送超时ICMP。

MPLS MTU

OSI第三层网络层协议的包头是在第二层帧头之上的,也就是说在封装二层帧头的时候,是将数据内容和三层包头全部作为数据封装在里面的,对于二层来说,之前的数据最大是多少,就是由MTU来决定的,所以正常情况下MTU就是第三层数据和包头的最大尺寸,这时无需分段就能传输,如果比MTU大,就得分段后传输。但是MPLS的标签是在二层帧头之后的,所以二层帧头将标签的大小和三层包的内容累加到一起作为数据封装的,因为三层包的所有内容正好和MTU一样大,在此基础上加上MPLS标签的话,就肯定比额定的MTU要大,所以这时MPLS的


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