MPLS 网络架构入门

实验拓扑：

关键知识点：
为什么使用 MPLS：
在一个大型 AS 域中，如果要避免路由黑洞，那么就需要全网运行 BGP，但 是这样造成大量的 BGP 邻居，给路由器造成负担，MPLS 就是用来解决此问题的。我们需要 设计一个在 core 中不需要运行 BGP，又能获得全网路由，避免黑洞的方案。
MPLS 的本质：
MPLS 利用 label 来杜绝 BGP 中的路由黑洞，在一个大的网络中，只需要边界路由器运行 BGP，边界路由器之间建立 IBGP 关系，而 core 里面的路由器只需要跑 IGP，路由到达边界路由器后，被封上 label，然后 core 中，就是使用 label 来转发，当到达紧挨着边界路由器的那 台 core 时，label 被弹出，包在到达边界路由器后，就开始执行路由转发。
MPLS 核心改造好处：
一个普通 core 路由器，至少有十几万条路由，如果为每一个 prefix 都分配 一个 label，那是不可想象的，而在 MPLS 网络中，不为 BGP 路由分配 label，而只为 IGP 分配 label， 这样相同下一跳 IGP 路由只有一个 label，大大缩减了查表时间和 label 空间。
控制层面（Control Plane）:
数据层面（Data Plane）：
MPLS 报头字段 32bit：
1.20bit Lable，2^20 大约 10 万个 label 空间
2.3bit EXP,实验位，也叫 QoS 位
3.1bit S 位（栈底位），MPLS 可以打多层 Label，为了识别顶层和底层标签，如果 S=1，表示这是 最后一个标签，路由器就执行弹出标签的动作。
4.8bit TTL，防止环路
MPLS 转发标签的动作：

1. Insert(压入) 2.Swap(交换) 3.Remove(弹出)
   标签交换协议：
   1.TDP—Cisco 私有的，使用 UDP/TCP 端口号 711
   2.LDP—IEEE 标准，使用 UDP/TCP 端口号 646
   标签转发方式：
   情况 1.收到一个包，包头值为 800，查找 CEF 表，如接收包的接口没有启用 MPLS，CEF 表中就没有和目的路由相关联的标签。如接口启用 MPLS，当查到和目的网络相关联的标签时，就压入 该标签值，此时的动作就是 insert。
   情况 2.收到一个包，首先查看二层头，如果二层包头值为 800，那么后面就是 IP 包，然后就查 IP 转发表或 CEF 表。如果是 8848，后面就是一个标签包，最后就查标签转发表，此时执行的动 作就是 swap。
   PS 重要：标签信息库是基于 CEF 表产生的，所有不打 ip cef，就无法产生本地标签

为什么要次末跳弹出：
如果在最后一跳弹出，路由器将收到 untagged 的标签，最后一跳路由器 会执行查一次 LFIB 表，再查一次路由表，增加了最后一跳路由器的负担。而在次末跳弹出，会将两次查表的动作分担给两台路由器做，使路由器更有效率的运行。
什么是 FEC：
什么是 VRF：每个 vrf 都有一张独立的路由表，相当于一个逻辑的路由器，可以将某个接口划入 指定的 vrf
什么是 RD：需要给 vrf 分配一个标识(ID)，它是需要传递的，rd 唯一标示 vrf。格式 (AS 号:设备号), 例如 2:2
什么是 RT（route‐targets） ：ipv4 路由怎样转换成 v4 的路由，从而传递出去呢，这就需要 rt， rt 就是对路由的一个控制手段。

实验目的：
理解并配置一个简单的MPLS网络
需求一：R1—R5 分别建立 loopback 接口 1.1.1.1—5.5.5.5/24，R1 与 R2 的直连网段是 12.12.12.0/24，R1 是 12.12.12.1，R2 是 12.12.12.2，其他路由器依此类推；
需求二：R2 与 R3 的 23 网段、R3 与 R4 的 34 网段运行 OSPF，而且要将 R2/R3/R4 的 loopback 接口 network 到 ospf 进程中，R2 与 R4 使用 loopback 接口建立 iBGP 邻居； 需求三：北京总部与 PE1 之间跑 OSPF，北京总部要把 loopback 接口 network 到 ospf 进程中， 中国电信 PE1 路由器将与 CE1 相连的接口划入 vrf CCNP 中，并为该客户专门维护一个 ospf 进程， 并建立邻居；
需求四：广州分公司路由器不运行任何动态路由协议，并指一条默认路由到 PE2，中国电信 PE2 与广州分公司接口划入 vrf ccnp中，准对客户分公司指一条到 5.5.5.5/24 的默认路由，并且 ping 通；
需求五：PE1、P、PE2 上的 23 网段和 34 网段的接口上打 mpls ip，并检查 ldp 邻居是否建立 起来；
需求六：PE1 与 PE2 建立 MPLS 邻居，并查看是否能学习到对方的路由；

需求一：

需求二：

需求三：

重新配置S1/0接口地址，因为划入VRF后接口地址会消失

需求四：

将R4的S1/1接口划入VRF中，同理还是需要再次手动配置地址

R4写到达5.5.5.5的默认路由

需求五：
先在R2 R3 R4上面指定标签分发范围：

23 网段和 34 网段的接口上打 mpls ip

查看邻居

需求六：

R2导入路由：

R2与R4上查看，会收到R1的路由

R4不需要传递给R5，R5到外网有缺省路由了
接着反过来再说，R4需要把静态缺省传递给其他的BGP邻居

最后将BGP的路由重发布进入R1的OSPF中

至此R1 R5都学习到了对方的私网路由，就可以通信了。