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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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MPLS转发

MPLS转发

MPLS基本转发过程

基本概念

在MPLS基本转发过程中涉及的相关概念如下:

标签操作类型包括标签压入(Push)、标签交换(Swap)和标签弹出(Pop),它们是标签转发的基本动作。

  • Push:当IP报文进入MPLS域时,MPLS边界设备在报文二层首部和IP首部之间插入一个新标签;或者MPLS中间设备根据需要,在标签栈顶增加一个新的标签(即标签嵌套封装)。

  • 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报文的标签剥掉。

    在最后一跳节点,标签已经没有使用价值。这种情况下,可以利用倒数第二跳弹出特性PHP(Penultimate Hop Popping),在倒数第二跳节点处将标签弹出,减少最后一跳的负担。最后一跳节点直接进行IP转发或者下一层标签转发。

    默认情况下,设备支持PHP特性,支持PHP的Egress节点分配给倒数第二跳节点的标签值为3。

基本转发过程

以支持PHP的LSP为例,说明MPLS基本转发过程。

图1-6  MPLS基本转发过程

图1-6,MPLS标签已分发完成,建立了一条LSP,其目的地址为4.4.4.2/32。则MPLS基本转发过程如下:

  1. Ingress节点收到目的地址为4.4.4.2的IP报文,压入标签Z并转发。

  2. Transit节点收到该标签报文,进行标签交换,将标签Z换成标签Y。

  3. 倒数第二跳Transit节点收到带标签Y的报文。因为Egress分给它的标签值为3,所以进行PHP操作,弹出标签Y并转发报文。从倒数第二跳转发给Egress的报文以IP报文形式传输。

  4. Egress节点收到该IP报文,将其转发给目的地4.4.4.2/32。

MPLS详细转发过程

基本概念

在MPLS详细转发过程中涉及的相关概念如下:

  • Tunnel ID

    为了给使用隧道的上层应用(如VPN、路由管理)提供统一的接口,系统自动为隧道分配了一个ID,也称为Tunnel ID。该Tunnel ID的长度为32比特,只是本地有效。

  • NHLFE

    下一跳标签转发表项NHLFE(Next Hop Label Forwarding Entry)用于指导MPLS报文的转发。

    NHLFE包括:Tunnel ID、出接口、下一跳、出标签、标签操作类型等信息。

    FEC到一组NHLFE的映射称为FTN(FEC-to-NHLFE)。通过查看FIB表中Tunnel ID值不为0x0的表项,能够获得FTN的详细信息。FTN只在Ingress存在。

  • ILM

    入标签到一组下一跳标签转发表项的映射称为入标签映射ILM(Incoming Label Map)。

    ILM包括:Tunnel ID、入标签、入接口、标签操作类型等信息。

    ILM在Transit节点的作用是将标签和NHLFE绑定。通过标签索引ILM表,就相当于使用目的IP地址查询FIB,能够得到所有的标签转发信息。

详细转发过程

图1-7  MPLS详细转发过程

MPLS详细转发过程如图1-7所示。

当IP报文进入MPLS域时,首先查看FIB表,检查目的IP地址对应的Tunnel ID值是否为0x0。

  • 如果Tunnel ID值为0x0,则进入正常的IP转发流程。

  • 如果Tunnel ID值不为0x0,则进入MPLS转发流程。

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

  • Ingress的处理:通过查询FIB表和NHLFE表指导报文的转发。

    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。

    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,然后将封装好的MPLS报文发送给下一跳。

      说明:
      转发过程中对EXP和TTL的处理,请参见MPLS QoS配置中的“原理描述”和MPLS对TTL的处理
  • Transit的处理:通过查询ILM表和NHLFE表指导MPLS报文的转发。

    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,可以得到出接口、下一跳、出标签和标签操作类型。

    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。

  • Egress的处理:通过查询ILM表指导MPLS报文的转发或查询路由表指导IP报文转发。

    • 如果Egress收到IP报文,则查看路由表,进行IP转发。

    • 如果Egress收到MPLS报文,则查看ILM表获得标签操作类型,同时处理EXP和TTL。

      • 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。

MPLS对TTL的处理

MPLS对TTL的处理包括MPLS对TTL的处理模式和ICMP响应报文这两个方面。

MPLS对TTL的处理模式

MPLS标签中包含一个8比特的TTL字段,其含义与IP头中的TTL域相同。MPLS对TTL的处理除了用于防止产生路由环路外,也用于实现Traceroute功能。

RFC3443中定义了两种MPLS对TTL的处理模式:Uniform和Pipe。缺省情况下,MPLS对TTL的处理模式为Uniform。

  • Uniform模式

    IP报文经过MPLS网络时,在入节点,IP TTL减1映射到MPLS TTL字段,此后报文在MPLS网络中按照标准的TTL处理方式处理。在出节点将MPLS TTL减1后映射到IP TTL字段。如图1-8所示。

    图1-8  Uniform模式下入方向TTL的处理

  • Pipe模式

    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。如图1-9所示。

    图1-9  Pipe模式下入方向TTL的处理

在MPLS VPN应用中,出于网络安全的考虑,需要隐藏MPLS骨干网络的结构,这种情况下,对于私网报文,Ingress上使用Pipe模式。

ICMP响应报文

在MPLS网络中,当LSR收到TTL为1的含有标签的MPLS报文时,LSR生成ICMP的TTL超时消息。

LSR将TTL超时消息回应给报文发送者的方式有两种:
  • 如果LSR上存在到达报文发送者的路由,则可以通过IP路由,直接向发送者回应TTL超时消息。
  • 如果LSR上不存在到达报文发送者的路由,则ICMP响应报文将按照LSP继续传送,到达LSP出节点后,由Egress节点将该消息返回给发送者。

通常情况下,收到的MPLS报文只带一层标签时,LSR可以采用第一种方式回应TTL超时消息;收到的MPLS报文包含多层标签时,LSR采用第二种方式回应TTL超时消息。

但是,在MPLS VPN中,ASBR(Autonomous System Boundary Router,自治系统边界路由器)和HoVPN组网应用中的SPE(Superstratum PE or Service Provider-end PE,上层PE或运营商侧PE),接收到的承载VPN报文的MPLS报文可能只有一层标签,此时,这些设备上并不存在到达报文发送者的路由,则采用第二种方法回应TTL超时消息。

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更新时间:2019-08-20

文档编号:EDOC1000141521

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