HCIE课堂笔记第四章 MPLS

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第四章  MPLS

4.1背景

4.2 概念

4.3 MPLS头部格式

4.3.1 标签空间

4.3.2 标签的处理动作

4.3.3 MPLS LSP的建立原则

4.4 MPLS标签转发的过程

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第四章  MPLS

4.1背景

由于90年代的网络转发硬件落后于网络转发需求，因此MPLS出现，提高了软件转发的效率。

MPLS：多协议标签交换

随着网络硬件的发展，MPLS的转发效率提高和IP转发的效率不再明显，但是MPLS基于标签交换的思想，可以用于MPLS VPN、MPLS TE（流量工程）。

4.2 概念

MPLS 域：是连续的一系列的LSR组成的区域

LSR：使能了MPLS的标签交换设备

1. 入站LSR（ingress）：将IP报文中压入MPLS头部，形成MPLS报文（Push）
2. 中转LSR（transit）：将收到的MPLS报文中的MPLS头部进行替换成新的MPLS头部，标签交换（SWAP）
3. 出站LSR（Egress）：将收到的MPLS报文中的头部移除，还原成IP报文进行转发。弹出标签（POP）

FEC:转发等价类，一组具有共性的数据流量的集合，在转发的时候同一个FEC采用相同的处理方式。FEC分类可以通过IP/掩码进行分类，也可以通过DSCP值。

LSP：标签交换路径，报文穿越网络到达目的地的路径，相同的FEC使用相同的路径进行报文转发。

4.3  MPLS头部格式

4B大小MPLS头部，主要字段如下：

1. 标签（label字段）：标识该头部携带的标签值，占用空间20bit，{0到（2^20-1）}
2. EXP:报文的优先级（标记），3bit，取值范围（0到7），用于Qos
3. S bit：栈底位，标识该MPLS头部是否是最后一个头部，最靠近IP头部的一个MPLS头部。
4. TTL字段：用于出现环路的时候，防止报文持续一直转发。

4.3.1 标签空间

1. 特殊标签空间：0-15
   1. 0为显示空标签，为了支持Qos，在倒数第二跳弹出的时候，压入显示空标签0，将MPLS的其他字段（EXP、TTL）携带到最后一跳设备，最后一跳设备可以根据EXP字段部署Qos的服务质量。
   2. 3为隐式空标签：为了减轻最后一跳设备弹出标签的压力，在倒数第二跳压入3标签的MPLS头部（标签为3，直接弹出标签，其实不压入MPLS头部），在倒数第二跳向最后一跳发送IP报文（非MPLS报文）。
2. 静态的标签空间：16-1023，静态手工配置使用的标签空间
3. 动态的标签空间：1024到2^20-1，LDP、RSVP-TE、MP-BGP等分配的标签空间。

4.3.2 标签的处理动作

     1、Push：在报文中压入一个MPLS头部（栈顶位），无论报文中是否存在其他的MPLS头部

     2、Swap：在报文中的栈顶标签（如果没有栈顶标签，则替换栈底标签），更换一个新标签。

     3、POP：将报文中的栈顶位的标签弹出（如果没有栈顶标签，则弹出栈底标签）。

4.3.3 MPLS LSP的建立原则

1. 该FEC必须存在在IP路由表中，否则，对应的标签转发表项无效。
2. 本设备上的FEC对应的出标签必须和下游的相同的FEC的入标签相同。

4.4 MPLS标签转发的过程

Ingress节点：

1. ingress查看fib表，确定FEC与Tunnel ID的关系3.3.3.3对应的Tunnel ID 0x1（非零才能迭代进入到隧道进行MPLS标签转发，0x0表示IP转发）
2. 在ingress查看NHLFE，0x1对应的动作是push一个100的标签的MPLS头部，转发的接口，转发给AR2

Transit 节点：

1. 查看入标签映射表ILM，获得Tunnel ID，接收到的报文的MPLS 标签是100，对应的Tunnel ID是0x1
2. 查看NHLFE表项，按照对应Tunnel ID为0x1的表项进行操作，0x1表项对应的时SWAP动作，将原有的100标签更换为表项记录的200标签，转发给AR3。

Egress节点：

查看ILM表项，根据表项中对应的标签值，查找处理动作，弹出标签。