MPLS 标签分发详解

此拓扑的组网请看下一篇博文，在这我只用RT3和RT5！

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MPLS标签分发协议有：

1. LDP（Label Distribution Protocol）

2.TDP（CISCO私有）

3.RSVP资源预留协议

4.CE-LDP

5.MP-BGP（ BGP-4的多协议扩展 ）

6.Labeled BGP(带有标签分发能力的BGPV4)

LDP（Label Distribution Protocol）标签分发协议

LDP的操作主要包括以下四个阶段：

(1)        发现阶段

(2)        会话建立与维护

(3)        LSP建立与维护

(4)        会话撤销

1. 发现阶段

希望建立会话的LSR向相邻LSR周期性地发送Hello消息，通知相邻节点自己的存在。通过这一过程，LSR可以自动发现它的LDP对等体，而无需进行手工配置。

LDP有两种发现机制：

基本发现机制 :

基本发现机制用于发现本地的LDP对等体，即通过链路层直接相连的LSR，并在LDP对等体之间建立LDP会话。这种方式下， LSR周期性以UDP报文形式从接口发送LDP链路Hello消息（LDP Link Hello）。链路Hello消息的目的地址为“子网内所有路由器”的 组播地址 224.0.0.2。LDP链路Hello消息带有LSR的LDP标识符及其他相关信息，如果LSR在某个接口收到了LDP链路Hello消息，则表明在该接口（链路层）存在LDP对等体。

扩展发现机制 :

扩展发现机制用于发现远端的LDP对等体，即不通过链路层直接相连的LSR，并在LDP对等体之间建立LDP会话。这种方式下，LSR周期性以UDP报文形式向指定的IP地址发送LDP目标Hello消息（LDP Targeted Hello）。LDP目标Hello消息带有LSR的LDP标识符及其他相关信息，如果LSR收到LDP目标Hello消息，则表明在网络层存在LDP对等体。

2. 会话建立与维护

发现邻居之后，LSR开始建立会话。这一过程又可分为两步：

(1)         建立传输层连接，即在LSR之间建立TCP连接；

(2)         随后对LSR之间的会话进行初始化，协商会话中涉及的各种参数，如LDP版本、标签发布方式、Keepalive定时器值、接收路由器的LDP标识符等。

会话建立后，LDP对等体之间通过不 断地发送Hello消息和Keepalive消息来维护这个会话。

3. LSP建立与维护

LDP通过发送标签请求和标签映射消息，在LDP对等体之间通告FEC和标签的绑定关系，从而建立LSP。

(1)         网络的路由改变时，边缘节点（LSR ）发现自己的路由转发表中出现了新的目的地址，并且这一地址不属于任何现有的FEC，则LSR 为这一目的地址建立一个新的FEC。

(2)         如果LSR 尚有可供分配的标签，则为FEC分配标签，并向上游LSR 通告标签映射。

(3)         LSR 收到标签映射后，判断标签映射的发送者（LSR ）是否为该FEC的下一跳。若是，则在其标签转发表中增加相应的条目，为FEC分配标签，并继续向上游LSR 通告标签映射。

(4)         同样地，LSR 收到标签映射后，判断标签映射的发送者（LSR ）是否为该FEC的下一跳。若是，则在其标签转发表中增加相应的条目，为FEC分配标签，并继续向上游LSR A通告标签映射。

(5)         入口LSR（LSR ）收到标签映射后，判断标签映射的发送者（LSR B）是否为该FEC的下一跳。若是，则在其标签转发表中增加相应的条目。

4. 会话撤销

在以下情况下，LSR将撤销LDP会话：

            LSR通过周期性发送Hello消息表明自己希望与邻居LSR继续维持这种邻接关系。如果Hello保持定时器超时仍没有收到新的Hello消息，则删除Hello邻接关系。一个LDP会话上可能存在多个Hello邻接关系。当LDP会话上的最后一个Hello邻接关系被删除后，LSR将发送Notification消息，结束该LDP会话。

             LSR通过LDP会话上传送的LDP PDU（LDP PDU中携带一个或多个LDP消息）来判断LDP会话的连通性。如果会话保持定时器（Keepalive定时器）超时仍没有收到任何LDP PDU，LSR将关闭TCP连接，结束LDP会话。如果在Keepalive定时器超时前，LDP对等体之间没有需要交互的信息，LSR将发送Keepalive消息给LDP对等体，以便维持LDP会话。

            LSR还可以发送Shutdown消息，通知它的LDP对等体结束LDP会话。

以RT5和RT3之间LDP邻居关系建立过程分析：

首先在RT5和RT3上配置了MPLS后，就会进入邻居发现阶段，RT5和RT3互相发送Discovery消息（UDP：646 目标IP：224.0.0.2 TTL＝1）

Version �D 协议版本号，当前为1。　　

PDU Length �D PDU 总长，不包括版本和 PDU 长字段。　　

LDP Identifier �D 该字段唯一识别由 PDU 请求的发送 LSR 的标签空间。起始的4 Octet 对分配给 LSR 的 IP 地址进行编码，最后的2 Octet 表示 LSR 中的标签空间。　　

LDP Messages ：信息类型包括Notification、Hello、Initialization、Keep Alive、Address、Address Withdraw、Label Request、Label Withdraw、Label Release和 Unknown Message 名称。　　

Message Length �D 信息 ID、命令参数和可选参数长（八位）。　　

Message ID �D 32位值，提供信息识别。　　

Parameters �D 参数包括 TLV。既有命令参数也有可选参数。有些信息没有命令参数，有些信息没有可选参数。 

当收到对方发来的Discovery消息就进入了会话建立阶段(TCP三次握手由LDP ID大的一方发起，端口为646)

建立TCP连接后，会话初始化，由主发起初始化信息，并携带协商参数。（LDP ID大的为主）

由从检查参数能否接受，如果能则发送初始化消息，并携带协商参数，并随后发送keepalive消息。

主检查参数能否接受，如果能则发送Keepalive消息。相互收到Keepalive消息，会话建立，状态Operational，期间收到任何差错消息，均关闭会话，断开TCP连接！

进入Operational状态后，开始为所有的IGP路由分发标签

CISCO LDP标签分发原则：下游自主分发+独立控制+自由保留

为全局路由表中的所有IGP路由分发标签（倒数第二跳弹出时分发标签3），将自己分发的标签发给所有LDP邻居，不分上下游，标签根据路由的下一跳进行优先，标签数据库中存在大量的非优选标签

Quidway/H3C LDP标签分发原则;下游自主分发+有序控制+自由保留

为自己的直连路由分发标签（倒数第二跳弹出时分发标签3），收到下游分发过来的标签且该标签生效时，向上游分发标签（生效指在全局路由表有该路由，并且标签是该路由的下一跳分发过来的标签）只为所有IGP路由分发标签，默认情况下只为32位IGP路由分发标签，标签数据库中存在大量的非优选标签

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