MPLS以及解决BGP路由黑洞

MPLS 多协议标签交换

1. 支持多种网络层协议，也将MPLS叫做2.5层协议
2. 基于标签交换进行数据转发，一般数据基于3层IP地址转发，做了MPLS后，在二层与三层之间做了MPLS字段，至于三层是什么协议不关注，代替了三层数据包交换。
   .标签交换与传统数据转发对比
3. 标签交换转发效率优于传统数据包交换（已不明显），
   IP数据转发原理（与操作，最长匹配，递归查找）
   MPLS是基于里面的标签label，32bit，4个字节定长，数据转发会进行标签交换，比如收到label17，那么自己会换成18.
4. MPLS支持MPLS VPN 支持 MPLS TE（MPLS流量工程，属于ISP方向）

（控制层面）标签分发协议：LDP 、TDP、MP-BGP（MPLS VPN）、RSVP(MPLS TE)
（数据层面）MPLS，仅仅基于标签的交换，目的为了转发数据

传统交换技术：

1. 进程转发，基于数据包的转发方式，每个数据包过来都要查找路由（与操作，最长匹配等）

2.  快速转发，基于流量（缓存）的转发方式，每个流量中第一个数据包进行路由查找，后继数据基于第一个数据包的缓存转发，基于流（源IP，目的IP,源端口，目标端口，协议号）的传输
   

3. cef转发，基于拓扑的转发方式，不管快速转发多么优秀，第一个数据包还得进行路由查找，不能适应拓扑与路由自动切换问题。基于流就有可能导致数据不通。Cef，cisco私有快速交换，所有数据包无需查看路由转发，直接查看Cef（FIB）表进行转发，该表项是自动适应路由表。
   这个表项类似于MAC地址表，固定长度，无需路由，直接转发，可以被硬件所调用且与路由表同步信息。
   二.MPLS 模式
   Frame ：帧模式，
   Cell ：信元模式 ， 仅限于ATM
   三、MPLS术语
   FEC：转发等价类，具有相同的处理方式的一类数据称为一个转发等价类，标签分发协议LDP怎么分发标签的参考就叫做FEC,比如源地址一样，目标IP一样，相同的QOS行为等
   LSR：标签交换路由器，标签交换（swap）
   E-LSR：边界标签交换路由器，标签压入impose 和弹出pop
   LSP：标签交换路径
   LIB:标签信息库 LFIB：标签转发信息库
   在非MPLS域中，也就是IP域，关注目的地址，为了找到运行路由协议，OSPF/EIGRP等，会学习到路由，形成路由表，但是最终转发信息是cef/FIB,
   而在MPLS域中，关注的不是目的地址，而是label，对比IP域，这里使用LDP/TDP/MP-BGP等，会形成LIB表，标签信息库，并不会进行数据转发，只是存放了针对所有FEC所分配的标签以及所有LDP邻居分配自己学习的。（比如R3自己学习的是100，R2给的是200，R4给的是400，那么R2就会将三者一起绑定了，）同理，转发数据的叫做LFIB，具体过程：查看FIB表，结合LIB表，比如在R3上到达100.1.1.0/24本地标签是100，出标签是400，一般本地标签叫做入标签，学习到的叫做出标签。那么数据从R1到达R2后，R2会把R3给自己的标签100压入，R3收到后，100正好是入标签，就知道自己要去100.1.1.0/24网段，压入400，传递给R4.,R4收到后，弹出标签。
   再者，数据到达R2后，查看的是FIB表，也就是cef表，是支持插入标签的，否则查看后基于IP转发了，那么做了MPLS就没意义了。R3查看LFIB表，R4收到后还是查看LFIB弹出标签，再查看FIB，转发给R5.
   四、label
   
   标签：20bit，范围16~2^20，0-15标签保留，有时候做QOS会用
   EXP:3bit，用于在label中标记标签中优先级，类似于QoS中的TOS字段，设置优先级，数据优先级高的优先处理
   S：栈底位，代表标签是否到达栈底，最否最靠近IP字段，S=0代表未到达栈底，S=1代表到达栈底，
   TTL：生存时间，用于MPLS label交换中防环
   五、标签分发协议
   LDP/TDP：TDP思科私有，公开化命名为LDP，标签分发协议，主要为MPLS技术使用
   Label distribution protocol /tag distribution protocol
   TDP：cisco私有，基于TCP或者UDP封装，端口号为711，广播发送，255.255.255.255，
   先发送UDP报文，就会知道对方地址，接着就可以使用三次握手，后续数据传输使用TCP。
   LDP：工业标准，基于TCP或者UDP封装，使用端口号为646，组播发送224.0.0.2（所有支持组播的路由器均支持）
   LDP邻居发现阶段，使用LDP的hello建立邻居，UDP发送，知晓地址后，进行三次握手
   LDP会话建立阶段，进行LDP初始化报文的发送，发送keepalive报文，并发送LDP的标签分发信息。
   MP-BGP:利用了团体属性的扩展属性，主要用于MPLS VPN
   RSVP：资源预留协议，比如一条链路10M带宽，有一个主机访问网络必须为其预留2M
   也可做标签分发,主要用于MPLS TE
   六、倒数第二跳弹出
   倒数第一跳路由器向倒数第二跳路由器发送一个label 3空标签，使倒数第二跳路由器提前
   弹出标签。
   对于R4来说查看LFIB，还得查看FIB表，R4就会向R3发送label 3空标签R3在收到R2的
   数据后，就会弹出外层标签。R4收到后直接查看FIB转发。
   注意：标签只是具有本地意义，所以入标签与出标签可以一致。

实验拓扑图：

运行EIGRP，MPLS做在R2R3R4上面

接口启用MPLS（默认是LDP）

查看LDP包：

LSR ID与label space一同标识，查看邻居表中peer：2.2.2.0:0.LSR ID必须是可达的，后续
数据发送需要，IPV4 transport address就是LSR ID，先选最大的环回，再选最大的物理地
址。
当开始完成发送TCP连接，则说明LDP进入第二阶段，会话建立阶段

双发开始交互keepalive报文，后续只发送hello报文，说明LDP会话已经建立。
接着发送标签映射，label mapping message查看标签信息： LFIB

也可以这样查看：

查看LDP邻居

查看FIB表

这样分配标签，是随机的，也可以自己定义分配的标签，先删除之前的MPLS。

查看LFIB表

1.1.1.1 ping 5.5.5.5

查看CEF中携带的label信息

强制修改MPLS route-id


传输地址也可以改，不修改默认为route-id

修改协议（两边都得做）：

MPLS 也可以解决BGP的数据层面的路由黑洞
AS12透过AS234学习到AS45的路由，R5也可以学习到R1的路由，但是对于中间的路由器而言，并不见得所有的路由器都会运行BGP，那么数据到达R3由于没有路由会被丢弃，而至于学习到路由是因为学习路由的过程是分段传递的。

解决这个问题的办法：

1. 将BGP重发布进入IGP中
2. Full-match建立BGP邻居
3. MPLS
   在R2 R3 R4上面接口开启MPLS IP ，直接通信
   
   原理主要是针对4.4.4.0分配了标签