MPLS
MPLS——Multi-Protocol Label Switching
Multi-Protocol
支持多种三层协议,如IP、IPv6、IPX、SNA等
Label Switching
给报文打上标签,以标签交换取代IP转发
起源:为了将IP与ATM结合
IP MPLS
ATM
面向无连接
的控制平面
面向连接的
转发平面
传统IP 转发
分析IP 头
映射到下一跳
分析IP 头
映射到下一跳
分析IP 头
映射到下一跳
每一跳分析IP 头,效率低 QoS 难于部署,而且效率低
所有路由器都要知道整个网络的所有路由
ATM的交换过程
虚通路连接(VCC)
虚通道连接(VPC)
UNI
UNI
NNI NNI
VC 交换
VP
交换
VC
交换
VPI = 1 VCI = 1
VPI = 2
VCI = 44
VPI = 26
VCI = 44
VPI = 20
VCI = 30
面向连接,有N2问题
靠链路层选路,基于VPI/VCI或标签业务质量有保证,可保证实时业务
结合ATM与IP优点的技术
Router ATM switch = X
MPLS
Layer 3路由--可伸缩性和灵活性
Layer 2交换--高可靠性和流量工程管理
MPLS——多协议标签交换
Router
MPLS基本概念
LER
MPLS域
IP
LER LSR
LSR
LER
LSP
LSR
MPLS
LER
LSR:Label Switch Router
LER:Label Edge Router
LSP:Label Switch Path
1.网络的边缘行为
当IP数据包到达一个LER时,MPLS第一次应用标记。首先,LER 要分析IP包头的信息,并且按照它的目的地址和业务等级加以区分。
在LER中,使用了转发等价类(FEC)的概念来将输入的数据流映射到一条LSP上。简单地说,FEC就是定义了一组沿着同一条路径、有相同处理过程的数据包。这就意味着所有FEC相同的包都可以映射到同一个标记中。
对于每一个FEC,LER都建立一条独立的LSP穿过网络,到达目的地。数据包分配到一个FEC后,LER就可以根据标记信息库(LIB)来为其生成一个标记。标记信息库将每一个FEC都映射到LSP下一跳的标记上。如果下一跳的链路是ATM,则MPLS将使用ATM VCC 里的VCI作为标记。
转发数据包时,LER检查标记信息库中的FEC,然后将数据包用
LSP的标记封装,从标记信息库所规定的下一个接口发送出去。
2.网络的核心行为
当一个带有标记的包到达LSR的时候,LSR提取入局标记,同时以它作为索引在标记信息库中查找。当LSR找到相关信息后,取出出局的标记,并由出局标记代替入局标签,从标记信息库中所描述的下一跳接口送出数据包。
最后,数据包到达了MPLS域的另一端,在这一点,LER剥去封装的标记,仍然按照IP包的路由方式将数据包继续传送到目的地。
MPLS 基本工作过程
MPLS封装格式与标签
0 20 23 24 31
ATM和FR的MPLS封装有两种:
shim封装:与其他链路层类似
信元模式:直接利用VC(ATM是VPI/VCI,FR是DLCI)作为标签
以太网 /SONET /SDH 分组
帧模式 ATM 分组
信元模式的 ATM 分组
标签栈
理论上,标签栈可以无限嵌套,从而提供无限的业务支持能力。这是MPLS技术最大的魅力所在。
MPLS标签栈
Frame
Label 1 Label 2 Label 3 IP Header Payload Header
S=1
PID=MPLS-IP S=0 S=0
链路层协议增了对MPLS的标识:
在PPP中:增加了一种新的NCP:MPLSCP,使用0x8281来标识
在以太网中:使用值是0x8847(单播)和0x8848(组播)来表示承载的是
MPLS报文(0800是IP报文)
S-bit通过0或1来标明下一个头部为MPLS的头部还是IP的头部。
接受MPLS报文的路由器只使用最外层的标签进行转发
MPLS TTL 处理
把整个MPLS 域看做一跳
IP TTL --
MPLS TTL =255 入口LER
把MPLS TTL 计入IP TTL
IP TTL --
MPLS TTL =IP TTL
入口LER
MPLS TTL --
LSR
MPLS TTL --
LSR
IP TTL -- 出口LER
MPLS TTL --
IP TTL =MPLS TTL
出口LER
标签空间:基于接口的标签空间
A X = 25
X = 20
D X
5
Network X
标签的分配在不同的接口上是独立的
相同的标签在不同的接口上可以重复使用
标签空间:基于平台的标记空间
A X = 25
X = 20
D X
5
Network X
标签的分配在全局是唯一的
相同的标签在不同的接口上可以不能重复使用
MPLS基本网络拓扑结构当报文在进入MPLS域时,
LER是如何将其导入一条
IP域
IP
LER
LER
LSR
MPLS域
LSR
唯一确定的路径呢?
首先我们介绍一些MPLS的
基本概念。
LER IP域
LSP
LSR
MPLS
LER
IP域LSR:Label Switch Router
LER:Label Edge Router
MPLS术语的缩写
●LDP(Label Distribution Protocol),标记分配协议
●LSP(Label Switched Path),标记交换路径
●FEC(Forwarding Equivalence Class),转发等价类
●LSR(Label Switching Router),标记交换路由器
●LER(Label Edge Router),标记边缘路由器
●CR-LDP(Constraint Route Label Distribution Protocol),限
制路由的标记分配协议
标签转发基本概念
FEC(Forwarding Equivalence Class):将具有相同特性的报文导入到同一条LSP
NHLFE(Next Hop Label Forwarding Entry):描述标签操作下一跳
标签操作类型:push/pop/swap/null
链路层封装类型等
FTN(FEC to NHLFE):将FEC映射到NHLFE
ILM(Incoming Label Map):将MPLS标签映射到NHLFE