MPLS TE信息发布

信息发布内容

信息如何发布

TE信息的发布主要是依靠现有链路状态路由协议的扩展，包括OSPF TE和IS-IS TE。两种IGP路由协议会自动收集信息发布内容，并对这些信息进行泛洪，发布给MPLS TE网络中的其他节点。

OSPF TE

OSPF是一种基于链路状态信息的路由协议，具有较强的扩展功能。OSPF定义了第1～5、7类的LSA来携带区域内、区域间、自治系统外部等路由信息，并用于路由计算。但是这几种LSA的固定格式不能够适应MPLS TE的需求，因而出现了Opaque LSA和TE LSA扩展。

• Opaque LSA

  Opaque LSA分为三类，分别为第9、10、11类LSA。第9类LSA只能在某一个接口上扩散；第10类LSA只能在某一个区域内扩散；而第11类LSA则与第5类LSA具有相同的扩散范围，可以在除了STUB、NSSA之外的整个自治系统内部扩散。

  Opaque LSA与其它几类LSA具有相同的头部结构。只是四字节的Link State ID字段被分为了两部分：“Opaque Type”和“Opaque ID”，如图4-9。

  图4-9  Opaque LSA的格式
  

  最高位的一个字节称为“Opaque Type”，用来区分此LSA的应用类型；低位的三个字节称为“Opaque ID”，用来区分同一种应用类型的不同的LSA。因此，同一种Opaque LSA可以有255种不同的应用，而每一种应用可以在相应的扩散范围内同时拥有16777216个不同的LSA。

  例如，应用于OSPF Graceful Restart的LSA属于第9类LSA，其应用类型为“3”；而应用于流量工程扩展的则属于第10类LSA，其应用类型为“1”。

  “Opaque Information”字段中是LSA携带的信息，信息格式可由不同的应用根据各自的需求来单独定义。通常采用的格式是一种非常具有扩展能力的TLV（Type/Length/Value）结构：

  图4-10  TLV结构
  

  • Type：标志了这个结构中携带的信息类型。

  • Length：标明了“Value”字段的有效字节长度。

  • Value：TLV携带的信息。可以是一个TLV结构，这种嵌套的TLV称为“子TLV（sub-TLV）”。

• TE LSA扩展

  应用于流量工程扩展的LSA称为TE LSA，属于第10类LSA，其应用类型为“1”。因此，TE LSA都具有“1.x.x.x”形式的Link State ID，而其扩散范围被限制在一个区域内。TE LSA的结构如图4-11所示。

  图4-11  TE LSA结构
  

  TE LSA使用TLV结构来携带需要的信息。目前只定义了两种TLV：

  • TLV Type 1

    Router Address TLV，唯一标识一个MPLS节点，在CSPF中相当于OSPF中的Router ID的作用。

  • TLV Type 2

    Link TLV，携带了使能MPLS TE的一条链路的属性。其中，Link TLV中可携带的sub-TLV请参见表4-2。

  表4-2  Link TLV携带的子TLV

  sub-TLV	说明
  Type1：Link Type（Value域长度为1字节）	链路类型。 Point-to-Point：值为1 MultiAccess：值为2 该sub-TLV的Value域后面是3字节的填充域。
  Type2：Link ID（Value域长度为4字节）	链路标识，IP地址格式。 Point-to-Point：邻居的OSPF Router ID。 MultiAccess：DR节点的接口IP地址。
  Type3：Local IP Address（Value域长度为4N字节）	本地接口的IP地址，可以包含多个本地接口的IP地址，每个4字节。
  Type4：Remote IP Address（Value域长度为4N字节）	对端接口的IP地址，可以包含多个对端接口的IP地址，每个4字节。 Point-to-Point链路：使用对端IP地址。 MultiAccess链路：可以使用0.0.0.0，也可以省略此sub-TLV。
  Type5：Traffic Engineering Metric（Value域长度为4字节）	在TE链路上配置的TE Metric。ULONG数据格式。
  Type6：Maximum Bandwidth（Value域长度为4字节）	链路上的最大带宽。以四个字节存储的浮点数据格式。
  Type7：Maximum Reservable Bandwidth（Value域长度为4字节）	链路上的最大可预留带宽。以四个字节存储的浮点数据格式。
  Type8：Unreserved Bandwidth（Value域长度为32字节）	链路上的8个优先级的可预留带宽。每个优先级都是以四个字节存储的浮点数据格式。
  Type9：Administrative Group（Value域长度为4字节）	链路管理组属性。

  当将一条链路标记为一条MPLS TE链路时，若该链路也同时运行了OSPF协议、并且已经建立了OSPF邻居，那么OSPF的TE扩展功能就会根据这一条TE链路产生一条对应的TE LSA发布到区域中。如果区域中有其它的节点也支持TE的扩展，那么在这些节点之间就会产生一个TE链路组成的网络拓扑。每一个发布TE LSA的节点必须具有一个唯一的Router Address。

  Opaque Type 10 LSA是在OSPF区域内发布的，所以CSPF计算也是基于区域的，跨区域的LSP需要分段计算。

IS-IS TE

IS-IS也是基于链路状态信息的路由协议，因此可以使用扩展的IS-IS发布TE信息。

IS-IS扩展了两种新的TLV：

• Type 135：Wide Metric

  IS-IS的有两种度量：

  • Narrow Metric：6比特窄域度量。

  • Wide Metric：32比特广域度量。该TLV不用于路由计算，仅用于传递TE相关信息。

  Narrow Metric只有64个度量值，难以满足大型流量工程的需求。因此使用Wide Metric来传递TE相关信息。

  在窄域向广域过渡中，IS-IS TE需要支持以下兼容的度量值：

  • Compatible：可以接收和发送度量类型为narrow和wide的报文。

  • Wide Compatible：可以接收度量类型为narrow和wide的报文，但只发送wide的报文。

• Type 22：IS可达性TLV

  Type类型为22的IS可达性TLV格式如图4-12所示：

  图4-12  IS可达性TLV格式
  

  IS可达性TLV结构包括：

  • 系统ID和伪节点ID

  • 缺省链路度量

  • 子TLV长度

  • 可变长的子TLV

  其中子TLV的描述请参见表4-3。

  表4-3  IS-IS TE的子TLV

  Sub-TLV	描述
  Type3：Administrative group（4字节）	链路管理组属性，以32个比特标识32个管理组。
  Type6：IPv4 interface address（4N字节）	本地接口的IP地址，可以包含多个本地接口的IP地址，每个4字节。
  Type8：IPv4 neighbor address（4N字节）	对端接口的IP地址可以包含多个对端接口的IP地址，每个4字节。 Point-to-Point链路：使用对端IP地址。 MultiAccess链路：使用0.0.0.0。
  Type9：Maximum link bandwidth（4字节）	链路上的最大带宽。
  Type10：Reservable link bandwidth（4字节）	链路上的最大可预留带宽。
  Type11：Unreserved bandwidth（32字节）	链路上的8个优先级的可预留带宽。
  Type18：TE Default metric（3字节）	在TE链路上配置的TE Metric。

信息发布时机

为了形成本区域内统一的流量工程数据库，OSPF TE和IS-IS TE需要对链路信息进行泛洪。除了首次配置MPLS TE隧道会触发泛洪之外，其他的泛洪时机和条件如下：

• 达到IGP TE的泛洪周期，此周期可由用户配置

• 链路生效或失效

• 由于没有足够的资源来预留带宽导致LSP无法建立时，该节点会马上泛洪，通告链路的当前可用带宽

• 链路属性发生变化，如链路的管理组和亲和属性发生变化

• 链路带宽发生变化

  当MPLS接口的剩余带宽发生变化时，系统会更新TEDB并进行泛洪。当节点上创建大量需要预留带宽的隧道时，系统会频繁更新TEDB并泛洪。例如某条链路带宽为100Mbit/s，在此链路上建立100条1Mbit/s的TE隧道时，则需要进行100次泛洪。

  为了抑制更新TEDB和泛洪的频率，提供了如下带宽泛洪机制：

  • 一条链路上为MPLS TE隧道保留的带宽与TEDB中的链路剩余带宽的比值等于或大于设定的阈值。

  • MPLS TE隧道释放的带宽与TEDB中剩余带宽的比值等于或大于设定的阈值。

  当满足以上两种条件的任意一个时，IGP将对该链路信息进行泛洪，随之更新TEDB。

  例如某条链路剩余带宽为100Mbit/s，在此链路上建立100条1Mbit/s的TE隧道时，如果设置泛洪阈值为10％，则变化带宽与剩余带宽的比值如图4-13。

  建立第1～9条时，不进行泛洪；当建立第10条时才对第1～10条所占用的10Mbit/s带宽进行泛洪。此时剩余带宽为90Mbit/s。当建立第11～18条隧道时不进行泛洪，当建立第19条时才泛洪。依此类推。

  图4-13  变化带宽与剩余带宽比值
  
  

信息发布结果

OSPF TE或IS-IS TE泛洪完成后，将形成本区域内统一的流量工程数据库TEDB。

在网络中部署MPLS TE，需要把相关资源信息进行通告。每台设备收集本区域内各链路的约束信息、带宽使用状况等信息，形成描述网络链路属性和拓扑属性的数据库。这种数据库称为流量工程数据库TEDB。

设备根据TEDB中的信息计算出节点到达区域内其它节点的最合适的路径。MPLS TE使用该路径建立CR-LSP。

TEDB与IGP路由协议的LSDB是两个完全独立的数据库。两者来源相同，都是IGP路由协议泛洪的产物。但内容和功能不同，TEDB除了具备LSDB中所有的内容外，还包含流量工程的信息。LSDB用于IGP最短路径的计算而TEDB则用于流量工程LSP最优路径的计算。