【MPLS ***】基础知识：模型、PE路由器、VRF、RD及RT

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一、MPLS ×××模型

 

1. PE（Provider edge）运营商边界设备

  运营商边界设备，与客户边界设备相连接。运行MPLS。同时在PE上，使用VRF对×××客户进行隔离。

2. P（Provider）运营商设备

  运营商设备不直接与客户设备相连接。运行MPLS。P设备往往并不知道×××客户网络、以及客户的路由。它只负责在Backbone内运载标签数据。

3. CE（customer edge ）客户边界设备

  客户网络中，与PE直连的设备，主要的功能是将×××客户的路由通告给PE，以及从PE学习同一个×××下其他站点的路由

二、VRF

  MPLS ×××一个非常吸引人的地方，就是可以让不同客户的路由及数据穿越运营商的MPLS ××× Backbone，而且这些路由和数据又是相互隔离和独立的，即使不同的客户，拥有相同的IPv4地址空间也不要紧。

  那么作为这些客户路由进入MPLS Backbone入口的设备 -- PE，就显得非常重要了。在PE上有个非常重要的概念—VRF（严格的说，VRF的作用现在已经扩展了，我们这里重点讨论在MPLS ××× PE中的运用）。

  VRF：Virtual Routing and Forwarding，翻译成虚拟路由及转发，它是一种×××路由和转发实例。一台PE路由器，由于可能同时连接了多个×××用户，这些用户（的路由）彼此之间需要相互隔离，那么这时候就用到了VRF，PE路由器上每一个×××都有一个VRF。PE路由器除了维护全局IP路由表之外，还为每个VRF维护一张独立的IP路由表，这张路由表称为VRF路由表。要注意的是全局IP路由表，以及VRF路由表都是相互独立或者说相互隔离的。

  因为每一个×××都有一张独立的VRF路由表，所以PE路由器上每一个×××也会有一张独立的CEF表来转发这些报文，这就是VRF CEF表。

一旦在PE路由器上创建了一个VRF，我们就可以将特定的接口（物理或逻辑的）放入这个VRF，那么这个接口将不再属于全局IP路由表或其他任何VRF，只为该VRF服务。

三、RD

  由于×××前缀是通过MP-BGP在MPLS ×××网络中扩散，那么可能，同一时间，MPLS ×××网络承载着多个客户的×××前缀，甚至有可能是相同的IPv4地址空间，那么怎么做到客户之间地址空间的唯一性呢？就需要用到RD值了。RD值在VRF中进行配置。

  RD（route distinguisher）64bits，用于在MP-BGP运载VRF前缀时，确保这些前缀的唯一性。但是RD并不会说明该前缀属于哪一个VRF（需要搭配RT），RD的功能并不是×××标示符，因为在一些复杂的×××环境中，可能一个×××存在多个RD。RD的最重要的两个功能： 

• 与32bits的Ipv4前缀一起构成96bits的×××v4前缀；

• 如果不同的×××客户，存在相同的IPv4地址空间，那么可以通过设置不同的RD值从而保证前缀的唯一性。

  这个64比特的值可以有两种表现形式：AS:nn或者IP-address:nn。其中nn代表数字。最常用的格式是AS:nn，其中AS代表AS号。通常AS是IANA分配给服务提供商的AS号，nn是服务提供商分配给VRF的唯一号码。

产生的×××v4前缀通过MP-BGP在PE路由器之间被传递。

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四、RT

  Route Targets，这玩意就是用来区分customer的。是BGP community 的扩展属性，在VRF中进行配置。它跟在×××v4前缀后面被一起传递。一条路由可以附加多个RT值。

• Export RTs

通过在vrf中定义export RT值，将使得输出的×××v4路由携带上该RT值一起传递 – 以BGP扩展community的方式。注意这些×××v4路由，是由×××客户的IPv4路由导入VRF后，加上VRF中配置的RD值所形成的。

 

• Import RTs

  PE会从其他MP-BGP对等体的PE那收到×××v4的前缀，这些前缀都是携带RT值的。默认情况下，PE是不会将这些×××v4路由以IPv4的形式装载到VRF路由表里，除非在本地的VRF中，配置import RTs，那么如果import RTs与收到的×××v4前缀中的RT匹配的话，这些×××v4前缀才会被以IPv4的形式装载到相应的VRF路由表里，相当于在这里RT起到一个前缀过滤或者识别的作用，这个功能在许多场景中非常有用。

×××v4路由可能携带不止一个RT值，只要有一个匹配import RT即可导入到VRF路由表。

 

五、PE设备逻辑详解

  PE设备是MPLS ×××部署非常关键的一个环节。上面这张图就是一个典型的PE路由器的逻辑分解图。蓝色的这个框框代表的就是一台PE路由器。我们看到这个PE设备创建了两个VRF，VRF-A对应的是客户A，VRF-B对应的是客户B。（红茶三杯http://weibo.com/vinsoney版权所有，转载请注明出处）

  一旦创建了两个VRF，我们就可以将特定的接口放入特定的VRF，那么这些接口将只为所属的VRF服务。上图中的PE路由器实际上就有了三张路由表，分别是两张VRF路由表，以及一张全局IP路由表。

  一个PE路由器连接不同的客户Customer，使用类似虚拟路由器的概念，来进行逻辑上的进行区分，看到上图中的virtual router for A和virtual router for B了么。这些客户甚至有可能使用相同的地址空间，那么我们在一台PE上，使用多个virtual路由表，将客户及客户的路由进行逻辑上的隔离。这里virtual路由表是相对于我们的全局IP路由表的概念。从global接口上学习到的路由，放入全局IP路由表，从VRF接口上学习到的路由，放入相应的VRF路由表。不同的virtual路由表完全隔离。

 

  再来看仔细一点，上面这个PE，我们创建了VRF ABC，那么同时一并出现的还有VRF ABC的路由表以及VRF ABC的CEF表。我们将PE上与CE直连的接口放入VRF ABC。接下去来分解一下，看看这里头有什么东西：

•  

  首先PE上，运行一个Core的IGP协议，这里用的是OSPF 100，这个OSPF进程是为全局IP路由表贡献路由的。OSPF 100与运营商骨干网内的其他设备形成OSPF邻居关系并且交互骨干网Core内的路由，交互这些路由的目的是，可以为后面的MP-BGP的建立服务，因为MP-BGP往往是通过PE之间的Loopback来建，MP-BGP邻居关系建立需要这些IGP路由。同时后续的LDP也依赖这个Core的IGP协议。

• 接着PE上运行一个MP-BGP，MP-BGP至少有两个address-family也就是地址族，一个是address-family ***v4，用于和对端的PE交互×××v4前缀。另一个地址族是address-family ipv4 vrf ABC，注意这个地址族是和vrf ABC关联的，用于获取×××客户的路由，这个图中就是customer-A。

• 接着PE上跑一个PE-CE的路由协议，例如静态、RIP、EIGRP、BGP等等，目的是为了从×××客户那，也就是CE设备那学习到×××客户的路由。注意由于连接CE的接口被放入了VRF ABC，因此通过这个接口学习到的路由，被放入了VRF ABC的路由表。放入了VRF ABC路由表之后呢？接下来就要将路由引入到MP-BGP中，如果PE-CE之间运行的是路由协议是非BGP，那么就需要做路由重发布，将客户路由重发布进address-family ipv4 vrf ABC这个地址族下面，而如果PE-CE之间运行的已经是BGP了，那么路由当然就直接进入MP-BGP了。

• 现在MP-BGP已经有了×××客户的路由，现在要将这些IPv4的路由前缀，变成×××v4的路由前缀，通过已经建立起来的×××v4的邻接关系传递给对端PE。由于这些路由是属于VRF ABC的，而VRF是定义了RD、RT值的，那么这些值在这里就派上用场了。32bits的IPv4路由前缀，搭配上64bits的RD值，就形成了96bits的×××v4的前缀。另外，RT值跟随着这个×××V4前缀，被MP-BGP更新给了对端PE。