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S9300, S9300E, S9300X V200R010C00 配置指南-MPLS

本文档介绍了设备支持的MPLS相关配置。主要内容包括静态LSP的基本原理和配置过程、MPLS LDP的基本原理和配置过程、MPLS QoS的基本原理和配置过程、MPLS TE的基本原理和配置过程、MPLS OAM的基本原理和配置过程、Seamless MPLS的基本原理和配置过程,并提供相关的配置案例。
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基本概念

基本概念

本章涉及的基本概念包括:

LSP隧道

对于一条LSP,一旦在Ingress节点给报文打上标签,流量的转发就完全由标签决定了。流量对LSP的中间节点是透明的,从这个意义上来说,一条LSP可以看作是一条LSP隧道。

MPLS TE隧道

在MPLS TE中,经常会把多条LSP联合起来使用,并将这些LSP与一个虚拟隧道接口关联起来,这样的一组LSP称为MPLS TE隧道。MPLS TE隧道涉及以下几个概念:
  • 隧道接口:隧道接口是为实现报文的封装而提供的一种点对点类型的虚拟接口,与Loopback接口类似,都是一种逻辑接口。
  • 隧道标识(Tunnel ID):采用十进制数字来唯一标识一条MPLS TE隧道,以便对隧道进行规划和管理,这个数字称为Tunnel ID。
  • LSP标识(LSP ID):采用十进制数字来唯一标识一条LSP,以便对LSP进行规划和管理,这个数字称为LSP ID。

比如图5-3中,有两条LSP,其中一条路径LSRA→LSRB→LSRC→LSRD→LSRE作为主路径(LSP ID=2),另外一条LSRA→LSRF→LSRG→LSRH→LSRE作为备份路径(LSP ID=1024),而两条LSP隧道都对应同一个隧道ID为100的MPLS TE隧道Tunnel1

图5-3  MPLS TE隧道与LSP隧道

链路属性

MPLS TE的链路属性用于标识一条物理链路上的带宽资源使用情况、路由成本及链路的可靠性,包括如下内容:
  • 最大可预留带宽

    本链路中可以预留给MPLS TE隧道使用的带宽值,最大可预留带宽小于等于链路总带宽。

  • TE Metric

    链路的TE度量。为了增强对TE隧道路径计算中的可控性,MPLS TE提供了TE Metric,使得隧道在计算路径时能更独立于IGP的路由选路。缺省情况下,链路采用IGP的度量值作为TE度量值。

  • SRLG

    共享风险链路组SRLG(Shared Risk Link Group)是一组共享一个公共的物理资源(比如共享一根光纤)的链路。同一个SRLG的链路具有相同的风险等级,即如果SRLG中的一条链路失效,组内的其他链路也失效。

    SRLG主要用在CR-LSP热备份和TE FRR组网中增强TE隧道的可靠性。关于SRLG的详细介绍,请参见SRLG

隧道属性

MPLS TE隧道所使用的LSP称为基于一定约束条件建立的LSP,通常简称为CR-LSP(Constraint-based Routed Label Switched Path),这些约束条件可以称为隧道属性。

与普通LSP(比如LDP LSP)不同,CR-LSP的建立不仅依赖路由信息,还需要满足其他一些约束条件,这些约束条件包括带宽约束和路径约束两个方面:
  • 带宽约束

    主要为隧道带宽。

  • 路径约束

    主要包括显式路径、优先级与抢占、路径锁定、亲和属性和跳数限制。

建立和管理约束条件的机制称为基于约束的路由CR(Constraint-based Routing),下面对CR的主要内容进行介绍。

  • 隧道带宽

    隧道的带宽值,需要根据隧道要承载的业务进行规划,隧道建立时,将根据这个值在隧道的沿途进行带宽预留,从而为业务提供带宽保证。

  • 显式路径

    显式路径是指在CR-LSP建立时由用户手工指定其必须经过(或避开)指定的节点,可以分为如下两种:

    • 严格显式路径

      严格方式可以指定路径上必须经过哪些节点,下一跳与前一跳必须直接相连。通过严格显式路径,可以最精确地控制LSP所经过的路径。

      图5-4  严格显式路径

      图5-4中,LSRA作为LSP的入节点,LSRF作为出节点,从LSRA到LSRF用严格显式路径建立一条LSP。“LSRB Strict”表示该LSP必须经过LSRB,并且LSRB的前一跳是LSRA,“LSRC Strict”表示该LSP必须经过LSRC,并且LSRC的前一跳是LSRB,依此类推,就可以精确控制该条LSP所经过的路径。

    • 松散显式路径

      松散方式可以指定路径上必须经过哪些节点,但是列出的节点之间可以有其他节点。

      图5-5  松散显式路径

      图5-5中,从入节点LSRA到出节点LSRF用松散显式路径建立一条LSP。“LSRD Loose”表示该LSP必须经过LSRD,但是LSRD与LSRA之间可以存在其他LSR,不必直接相连。

  • 优先级与抢占

    优先级与抢占能根据TE隧道承载业务的重要程度来解决隧道建立过程中的资源竞争问题。

    隧道使用建立优先级(Setup Priority)和保持优先级(Holding Priority)来决定是否可以进行抢占。优先级用来指示新建路径和当前已经建立路径之间的抢占关系,如果新建CR-LSP的建立优先级高于已经建立CR-LSP的保持优先级,则前者抢占后者的资源。优先级的范围从0到7,7为最低优先权。同一条隧道的建立优先级不能高于保持优先级。

    如果在建立隧道的过程中,无法找到满足所需带宽要求的路径,则拆除另外一条已经建立的路径,占用为它分配的带宽资源,这种处理方式称为抢占(Preemption)。抢占分为硬抢占和软抢占两种:
    • 硬抢占:高优先级的隧道和低优先级隧道发生资源竞争时,高优先级隧道直接抢占低优先级隧道的资源,通常会造成低优先级隧道的部分流量丢失。
    • 软抢占:高优先级的隧道和低优先级隧道发生资源竞争时,采用Make-Before-Break的原则,直到低优先级隧道的流量切换到新TE隧道后,高优先级隧道才抢占原低优先级隧道的资源。

    优先级和抢占属性共同决定隧道之间的资源抢占关系。当多条隧道需要建立时,建立优先级高的LSP隧道优先占有资源、优先建立。当带宽等资源不够时,保持优先级低的、已建成的LSP隧道的带宽资源可能被一个建立优先级高的并且资源不够的LSP隧道抢占。

    图5-6所示,各个链路的带宽分布如图中所示,每个链路的Metric值都相同。存在两条TE隧道:
    • Tunnel 1:路径为Path1,带宽需求为100Mbit/s,建立和保持优先级为0。
    • Tunnel 2:路径为Path2,带宽需求为100Mbit/s,建立和保持优先级为7。
    图5-6  链路故障前
    如果LSRB→LSRE间的链路发生了故障,则LSRA会重新计算出Tunnel 1新路径Path3(LSRA→LSRB→LSRF→LSRE)。显然链路LSRB→LSRF的带宽不够Tunnel 1、Tunnel 2共同使用,将发生抢占,如图5-7
    图5-7  发生抢占
    Tunnel 1的新路径建立过程:
    1. 经过MPLS TE的路径计算后,Path消息沿着LSRA→LSRB→LSRF→LSRE发送,Resv消息沿着LSRE→LSRF→LSRB→LSRA发送。
    2. 当Resv消息从LSRF发送到LSRB时,在LSRB进行资源预留时,发现带宽不足,发生抢占。此时在两种抢占方式下的处理如下:
      • 在硬抢占方式下:由于Tunnel 1的优先级高于Tunnel 2,LSRB将直接拆除Tunnel 2的路径Path2,并往LSRF发PathTear消息告知删除节点路径信息,往LSRC发送ResvTear消息告知删除节点预留状态。此时如果Tunnel 2存在流量,部分流量将丢失。
      • 在软抢占方式下:LSRB往LSRC发送ResvTear消息,并在LSRB和LSRC不拆除Path2的前提下,沿着Path4重新建立路径。等路径建立完成,将流量切换后,拆除原有的Tunnel 2的路径Path2。
  • 路径锁定

    当一条CR-LSP建立完成后,网络拓扑变化或者改变某些隧道的属性时,可能导致这条CR-LSP根据实时网络状态重新建立。这里存在两个问题:
    • 新建立的LSP路径可能与原路径不同,这就不便于网络管理员的运维管理。
    • 流量需要从老的CR-LSP切换到新CR-LSP,这有可能导致流量丢失。

    路径锁定可以用来解决上述两个问题。路径锁定是指在CR-LSP建立完成后强制其路径不随路由变化而变化,从而使得业务流量具有连续性,并能够提供一定的可靠性保证。

  • 亲和属性

    亲和属性(Affinity attribute)是描述TE隧道所需链路的32位向量值,在隧道的首节点来配置实施,需要和链路管理组联合使用。

    为隧道配置亲和属性后,隧道在计算路径时,会将亲和属性和链路的管理组属性进行比较,决定选择还是避开某些属性的链路。MPLS TE隧道使用一个32位的掩码表示需要比较的位,通过把链路管理组和隧道的亲和属性与掩码分别相与,如果得到的结果相同,隧道选路时则选择该路径,不同则摒弃该路径。其比较规则如下:
    • 在所有掩码为1的位中,管理组中至少有1位与亲和属性中的相应位都为1。亲和属性为0的位对应的管理组属性位不能为1。

      举例说明:假设亲和属性为0x0000FFFF,掩码为0xFFFFFFFF,则可用链路的管理组属性高16位只能取0,低16位至少有1位为1。即,可以使用的链路管理组属性取值范围是0x00000001~0x0000FFFF。

    • 对于掩码为0的位,则不对管理组的相应位进行检查。

      举例说明:假设亲和属性为0xFFFFFFFF,掩码为0xFFFF0000,则可用链路的管理组属性高16位至少有1位为1,低16位则可以任意取0或1,即,可以使用的管理组属性取值范围是0x00010000~0xFFFFFFFF。

    说明:

    不同设备制造商实现的管理组和亲和属性的比较规则可能有所不同,当在同一网络中使用不同设备制造商的设备时,需要事先了解各自的实现方式,以保证不同制造商设备间能够互通。

    对于部署MPLS TE隧道的网络管理员来说,可以将链路管理组和隧道亲和属性配合使用来达到控制隧道路径的目的。

  • 跳数限制

    跳数限制值作为CR-LSP建立时的选路条件之一,就像管理组和亲和属性一样,可以限制一条CR-LSP允许选择的路径跳数不超过某个值。

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更新时间:2019-08-20

文档编号:EDOC1000141521

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