HCIP--MPLS IPV6

MPLS

：多协议标签交换
多协议：可以基于多种不同的3层协议来生成2.5层的标签信息；
包交换—包为网络层的PDU，故包交换是基于IP地址进行数据转发；就是路由器的路由行为；

原始的包交换：数据包进入路由器后，路由器需要查询本地的路由表（RIB-路由信息数据库），再基于下一跳或者目标ip查询本地的ARP表，才能进行数据的转发；

快速的包交换：一次路由多次交换；每个数据流中的第一个包将被基于原始包交换规则转发；过程中生成缓存列表，记录整个通讯过程，该数据流量剩余数据包仅查询缓存记录即可；

特快的包交换：无需路由，直接交换； CEF-cisco特快交换，为cisco私有技术；非cisco厂商设备均存在和cef转发机制相同的技术；
路由表、ARP –转换为 FIB（转发信息数据库）表 流量转发过程中仅查询FIB表即可；
FIB的特点：在将路由器表转换过程中，存储递归查询结果；同时将新封装的二层地址进行绑定；
IP fast0/0 172.16.20.115(7)
(递归后的出接口) 0 packets, 0 bytes
epoch 0
sourced in sev-epoch 357
Encap length 14
701CE7662A9768EFBD1D24C50800 新的二层封装
目标MAC 源MAC 类型号

标签交换：数据包在进入到的MPLS的域内后，将在第2层和3层中间压入标签号；使得域内的路由器在转发该数据包时，基于2.5层的标签号仅需要查询本地的一张LFIB表（标签转发信息数据库）
最初在包交换仅支持原始交换时，标签的意义在于更快的查询；但随着包交换的加速，使用标签交换失去了快速查表的优势；
当下MPLS存在的意义：
1、解决BGP的路由黑洞 2、MPLS VPN 3、MPLS TE 流量工程
另外：随着包交换的加速，使得今天的MPLS技术也开始基于FIB表工作；来提高MPLS的工作效率；

一、工作过程
控制层面：路由协议工作，生成RIB，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；

控制层面：
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；
LDP-- 基于UDP和TCP的646端口工作；先使用udp发送组播hello包发现邻居，获取邻居ip地址，再和该直连邻居建立TCP的会话；邻居关系建立后；为了邻居关系间的稳定，一般使用设备的环回地址来建立tcp会话；建议设置环回地址为mpls协议的route-id，该id值将携带在组播收发的hello报文中，之后自动进行tcp会话建立；
总结：MPLS协议需要在直连邻居间使用router-id地址来进行TCP的会话；故前提条件为，route-id必须为设备真实使用的ip地址，建议为环回地址—稳定； 组播hello包在直连的物理接口上收发，来获取对端的router-id，自然也要求router-id值间路由可达；
因此正常在建立LDP的邻居关系间，路由协议已经收敛完成，RIB和FIB表已经生成；
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；
cisco设备默认基于FIB表中所有学习到的路由条目生成标签号，华为设备默认仅基于FIB表中32位掩码的主机路由生成标签号；原因在于正常32位主机路由为ospf学习的环回接口，正常工程中只有BGP和MPLS VPN才会基于环回通讯，使用标签转发；其他普通流量还是基于特快包交换来进行；反观cisco在启动mpls以后，所有流量将基于标签转发，降低了转发效率（前提为默认）
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）没有MPLS协议，基于FIB表正常转发即可
2）名词：MPLS domain – MPLS的工作半径
edge LSR（PE）–边界标签交换路由器 工作mpls域的边缘，连接域外设备
LSR （P） – 标签交换路由器 整体工作MPLS域内

3）当流量进入到第一台pe设备时， 在没有特快交换之前，路由器基于目标IP地址查询本地的RIB；
之后还要在LIB表中对应才能确定流量是否应该压入标签，需要两张表的查询；
在存在特快交换时，流量进入第一pe时，直接查询FIB表，表中关联标签号，将直接确定是否压入标签；
流量再到P路由器，接收到流量中若存在标签基于LFIB表转发，若没有标签基于FIB表即可；
流量从最后一台边界离开MPLS 域时将弹出标签；

存在标签号的流量，进入路由器时，入标签表应该为本地路由器分配的编号，出标签为本地的下游（下一跳）设备分配的标签号； 上下游的概念基于数据层面进行标定；

二、标签号
标签被压入在2层与3层之间，称为2.5层

标签的格式—32位，4个字节

前20位为标签号，2^20个标签号；其中1-15号保留，作为特殊编号；
第21-23位exp，3位8个数，为优先级，用于QOS策略使用；
第24位为栈底位，该位为1标识该标签为最后一层标签；MPLS最大可以在一个数据包中封装3次标签；
普通的MPLS 一层标签 MPLS VPN 两层 MPLS TE 3层
TTL 生存时间 在第一次压入标签时，将当前数据包中的3层TTL复制到标签中；之后查询一次标签TTL减一，在最后一跳设备弹出标签时将2.5层的TTL复制到3层报头中；

三、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；

四、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&