MPLS多协议标签交换

最初MPLS多协议标签交换和包交换是竞争关系

随着包交换的快速发展为特快包交换

MPLS最终落败但开展其它业务并且还使用了特快包交换中的FIB表

开展业务为：

• 解决BGP路由黑洞的最佳方案
• MPLS VPN  
• MPLS TE 流量工程

MPLS多协议标签交换

工作过程

控制层面：路由协议工作，生成RIB-FIB，流量的方向即为控制流量；

数据层面：设备基于路由表访问目标，产生数据流量；与控制层面方向相反；

工作原理

控制层面：RIB --> FIB      LIB      FIB + LIB  =  FLIB

1. 在没有MPLS时控制层面仅生成RIB（路由表）和FIB（转发信息数据库）；FIB是基于RIB生成；
2. MPLS协议会启动TDP（cisco私有）或LDP（公有），直连设备间将建立邻居关系；
3. MPLS在建立邻居关系后，生成邻居表；LDP协议再基于FIB表中学习到的路由条目生成标签号；
4. 标签号生成后，将存储于本地的LIB表-标签信息数据库；LIB表将在邻居间共享；   LIB表中装载本地及邻居为每条路由分发的标签号；
5. 运行MPLS协议的设备，将LIB和FIB进行结合，将标签号和最佳路径的关系映射生成LFIB表（标签转发信息数据库）   

注：控制层面生成的表格RIB—》FIB---》LIB---》LFIB   前两张表为路由协议工作后生成，后两张表为MPLS的LDP协议生成；

数据层面：

1. 第一跳压入标签号pe边界LSR  
2. 中间的路由器 p LSR基于标签号，查询本地LFIB表转发
3. 最后一跳弹出标签 pe设备  边界LSR

包交换会将路由记录在RIB表中，运行了CEF的设备会将RIB表转换为FIB表。

MPLS协议由TDP（cisco私有）或者LDP来运行。运行MPLS协议的设备两两建邻，LDP基于FIB表中的路由条目来分配标签号存储在LIB（标签信息数据库）中。将标签表共享给邻居。最后，每个设备上都有所有设备发出的标签号，设备基于LIB和FIB生成为LFIB表来整合出转发规则表（最佳）。

标签转发路由器

 中间蓝色的为背景覆盖为MPLS域，也就是MPLS协议的范围。

旁边的EdgeLSR为边界标签路由器。负责压标签和弹标签。PE设备

中间的LSR为标签路由器负责转发标签。P设备

MPLS的次末跳  倒数第二跳，默认执行

边界LSR将本地的直连网段传递给MPLS域内邻居后，LDP分配标签号为3，告知倒数第二跳设备它的身份；导致倒数第二跳设备在查询LFIB表后，已知转发路径的前提下提前弹出标签，使得最后一跳路由器均只需要查询FIB表； 否则最后一跳路由器在查询LFIB表后，弹出标签还需要查询FIB；

MPLS的配置

1. IP可达，使用路由协议全网可达 
2. 配置MPLS-LDP

[r2]mpls lsr-id 2.2.2.2    必须先定义mpls的router-id，要为本地设备的真实ip地址，且邻居可达，因为该地址将用于建立TCP会话，建议使用环回地址

[r2]mpls             再开启mpls协议

[r2-mpls]mpls ldp      再激活LDP协议

[r2-mpls-ldp]q

之后需要在所有标签经过的接口上开启协议

[r2]interface GigabitEthernet 0/0/1

[r2-GigabitEthernet0/0/1]mpls    先开启MPLS

[r2-GigabitEthernet0/0/1]mpls ldp   再激活LDP协议

当启动配置完成后，邻居间使用UDP报文组播收发hello包；之后基于hello包中的router-id地址进行TCP会话的建立；

[r3]display tcp status

TCPCB    Tid/Soid Local Add:port        Foreign Add:port      VPNID  State

b4cf3d64 167/6    3.3.3.3:646           4.4.4.4:50858         0      Established

b4cf3adc 167/3    3.3.3.3:50806         2.2.2.2:646           0      Established

当tcp会话建立后，邻居间基于TCP会话再建立邻居关系，生成邻居表：

[r3]display  mpls ldp peer   查看邻居表

再然后基于本地的FIB表，默认华为仅针对32位的主机路由生成标签号；存储于LIB表中，之后邻居间共享LIB表；

[r3]display  fib  查看FIB表

[r4]display  mpls ldp  lsp    查看LIB表，装载本地和邻居为各条路由分配的标签号

最后路由器将LIB和FIB集合，生成最佳路径的标签转发规则—LFIB

[r4]display mpls lsp  查看LFIB表

注：默认华为仅针对32位主机路由分配标签，mpls域内的路由器都要写

[r3]mpls

[r3-mpls]lsp-trigger all   开启功能，将针对fib表中所有路由进行标签号的分配

[r2]tracert -v -a 2.2.2.2 56.1.1.2

除了用wireshark查看包，也可以使用追踪命令

BGP路由黑洞 

MPLS协议并不会为通过BGP协议学习的路由条目分配标签号；

而是在访问这些BGP路由目标网段时，在流量中压入到达这些网段的BGP下一跳设备地址的标签号；

例:R2从BGP邻居5.5.5.5 学习到6.6.6.0 网段的路由；R2在访问6.6.6.0 时，将在数据包中压入到达5.5.5.5ip地址的标签号，来穿越中间没有运行BGP协议的设备；实现打破路由黑洞；

注:华为设备默认不为BGP协议执行下一跳标签机制，cisco默认执行；

华为设备需要开启  route recursive-lookup tunnel   路由基于隧道进行递归查找  

 MPLS-VPN

VPN和真实专线比较缺点：

安全 --- ipsec 系列

带宽稳定

MPLS VPN是运营商帮用户做的虚拟专线，比用户自己做的家庭VPN稳定和安全，价钱比真正的专线低很多

MPLS-VPN实验

私有地址和公有地址的区别