详谈-MPLS的基础和工作原理
MPLS==.>(Multple Protocol Label Switching)多协议标签交换---ISP使用
以前的路由器需要1.查询路由表--要知道从哪个接口出去，
2.查询 ARP表 可以知道要打上什么mac地址
这样来看路由器的工作效率有点低，于是就出现MPLS的初期设计
将 R1,R2,R3,R4设定在一个 MPLS 域 。A-->B,首先进入到R1,R1给路由打上标签，比如说是17吧。然后到了R2上后，R2查询本地的LFIB 表（标签转发信息数据库表）得到去B，从F0/0 出去，在换上mac地址（X：D）。再次进入到R3上同样查询 本地的LFIB表，得到去B,从F0/0出去，换上mac地址（Z:D）.之后进入R4上，去掉17号标签，从F0/0C出去，换上Mac地址（Y:D）
注意：在当时年代下，这种提速是相对的，（R1 R4 的负担加重了，需要打标签，去标签），R2 R3 稍微轻松点。还有这种做法使 包的长度变长了。
原始数据交换方式：
以前的路由器需要1.查询路由表知道从哪个接口出去，
2.查询 ARP表 可以知道要打上什么mac地址
这样来看路由器的工作效率有点低，
传统数据交换方式：一次路由，多次交换---（第一次数据包查两张表，查完后，生成 cache（相当于记录），后面的包 基于查询 cache转发）
CEF-快速转发：无需路由，直接交换---FIB +ADJ
随着这些转发方式的提高，MPLS 没有市场前景，大部分被 out了
MPLS起死回生的原因：
1.解决BGP的路由黑洞问题
2.MPLS VPN是 最接近于专线的
3.MPLS TE（流量工程）
PDU--协议数据单元
包交换：依赖报文中的IP地址进行数据转发
标签交换：基于2.5层的标签号进行数据转发；
MPLS---多协议---无论网络层运行何种协议，2.5均可运行标签交换；
使用MPLS的前提是设备基于CEF工作==>寓意着 MPLS也升级了,以前的MPLS 跟 CEF 是相互矛盾的
- 启动CEF后，表格可以被ASIC（硬件芯片）直接调用。因为CEF表格是 纯二进制 表格
- CEF解决了递归的问题，便于MPLS生成标签转发表格
- CEF工作后生成FIB表，只有FIB可以存储标签表；
控制层面：交互路由信息（路由协议收敛）；进行标签号的分发；
数据层面：根据路由表转发用户数据报文；基于标签号进行数据转发,压入标签、弹出标签；
控制层面：通过IGP或EGP交互路由条目，生成路由表，然后CEF基于路由表生成FIB表；MPLS使用TDP（思科 私有）/LDP（共有）基于FIB表中的每一条信息(本地所有的路由条目)生成一个标签号，然后告知所有邻居；
该工作完成后路由器上生成：
1.路由表
2.FIB表---转发（forward）信息数据库== CEF基于路由表生成，主要是解决递归查找
3.LIB表---标签信息数据库（本地和邻居关于所有学习到的路由条目生成的标签号）
4.LFIB表--标签转发信息数据库----将FIB表和LIB进行结合
老版MPLS 自己来基于路由 生成标签表
新版的MPLS 基于CEF ,自己省事多了
数据层面：普通的数据包将基于FIB表转发；
若数据包中存在标签号基于LFIB进行转发；标签的压入和弹出也是在数据层面完成的；
MPLS的数据封装于2层和3层间，故称为2.5层
MPLS的数据包格式：
前20位为标签号：存在2^20个号码，其中0-15号保留；请记住一个标签号对应 <==>一个网络段
21-23位为8个优先级，用于QOS；
25-32位TTL----当标签号被压入时，将复制3层报头的TTL值，然后每经过一个路由器减1，当标签号弹出时，复制回IP报头中；（防止回路产生）
第24位为栈底位---为1标示本信息为最后一层标签信息；最多可以存在3层标签；
一层标签为普通MPLS，主要用于解决BGP的路由黑洞；
二层标签为MPLS VPN使用；
三层标签为MPLS TE使用；
使用MPLS后，二层若依然为以太网封装，那么类型号将变化：
0x8847 MPLS单播
0x8848 MPLS 多播
名词注解：
- MPLS domain--MPLS工作的范围
- LSR（P路由器）：标签交换路由器 查看数据包中的标签号然后基于LFIB表进行转发
- Edge LSR（PE路由器）：边界标签路由器；在数据层面时，MPLS 域的第一跳路由器负责标签的压入，最后一跳负载弹出；
- CE 客户端路由器，不工作于MPLS域，使用FIB表转发流量；
MPLS的工作过程：
数据层面：
1. MPLS协议--TDP/ LDP 先建立邻居关系-生成邻居表
2.当控制层面使用路由协议传递路由条目后，
3.路由器上使用TDP/LDP为本地FIB表中每一条存在的路由条目均分配一个标签号，
4.同时将标签号传递给给所有邻居，装载于LIB表中--记录着本地 及邻居分配的 所有号码标签
5.之后TDP/LDP 基于本地的FIB和LIB表生成LFIB---标签转发表---标签号的最佳路径对应；包含着 入标签--对应的出标签--下一跳--- 源 目mac
数据层面工作时，1.第一跳路由器负责标签的压入，
2.中间路由器基于标签号转发流量，进行标签号的替换，
3.最后一跳路由器负责标签的弹出；
注：入标签号为本地分配的标号，出标签为下一跳（下游）分配的标签号；
存在上下游路由器概念，基于数据层面定义；
MPLS的优化： PHP次末跳 -----倒数第二跳；默认执行
未优化的情况下：
这个小问题出现在最后一条路由器上，当收到路由后，此时会把标签给弹掉，但是弹掉之后没有该干什么呢？自己本身不知道，于是又去查询路由表，得到是怎么走，然后在转发！！(这个就相当于 最后的路由器 必须查询两张表---先查标签，在查路由表)
有优化的：
优化之后，就可以在倒数第二跳路由器上就把标签给弹掉了，最后一台路由器直接查询 FIB 就可以知道从哪出去！！！
最后一跳路由器在默认情况下：1.需要查看LFIB表
2.后再查看FIB表，然后转发数据；
PHP可以使倒数第二跳在已知出接口、下一跳等信息时便将标签号弹出，然后基于出接口转发流量；导致最后一跳路由器仅查看FIB表；
最后一跳路由器，将本地直连路由传递给邻居时使用标号3来告知对方为倒数第二跳；
非直连路由正常分配标签号；针对域外的非直连路由，域内的最后一跳路由器需要查询两张表；建议PE路由器直接连接用户，不再连接其他路由器；
注：pop 标示仅弹出最上层标签---仅仅只是倒数第二跳；
untagged 弹出所有标签---意味了离开MPLS domain；
配置：
- 单播路由协议 --路由表
- CEF ---FIB
- （可选，建议配置）--修改MTU值； 链路两端一致；
普通MPLS--1504
MPLS VPN--1508
MPLS TE-1512
r1(config)#interface s1/1
r1(config-if)#mtu ?
<64-17940> MTU size in bytes 修改接口MTU值
- 开启MPLS ----在标签号所有需要经过的接口上配置
r2(config)#interface s1/1
r2(config-if)#mpls ip 开启某个接口的MPLS协议
当命令一敲完，TDP/LDP 就开始工作了
MPLS协议在工作时，存在两种封装：
1、TDP cisco私有 TCP/UDP 711 hello包基于UDP传输，标签信息基于TCP传输
2、LDP 公有 TCP/UDP 646 hello包基于UDP传输，标签信息基于TCP传输
Cisco ios 版本12.4（3）以下设备默认使用TDP，以上使用LDP；
r2(config)#mpls label protocol ? 修改封装协议
协议开启后，邻居间使用hello包建立邻居关系，生成邻居表：
r2#show mpls ldp neighbor 存在RID，RID的选举规则同OSPF一致
注：RID同时作为了建立TCP会话的源目ip地址；若存在环回，那么默认使用环回作为RID，此时就必须将环回宣告到路由协议中--必须可达；
r2(config)#mpls ldp router-id serial 1/1 ? 修改RID为S1/1口的地址
force Forcibly change the LDP router id 立即生效
当邻居关系建立后，邻居间会将基于FIB表生成的标签号传递给邻居，保存于LIB表中：
r2#show ip cef detail 查看FIB表
r2#show mpls ldp bindings 查看LIB表
之后将LIB表和FIB表进行结合，生成LFIB表，基于该表格进行标签流量转发；
r2#show mpls forwarding-table
在R1没有基于标签转发，因此就没show 出来：
在R2上show 就可以
