MPLS组网案例详解

MPLS组网案例

组网需求：

1.各路由器基本信息配置

2.OSPF规范配置，修改网络类型为点对点

3.所有路由器运行OSPF，RT4 E3/0、RT5 E3/0 network至OSPF中，RT1E3/0重发布直连到OSPF中

4.所有路由器运行MPLS，标签分发协议为LDP

5.RT4和RT5运行IBGP，并将E3/1发布至BGP中

IP地址分配如下:

前面配置略

IGP配置如下：

RT1：

router ospf 1

router-id 1.1.1.1

passive-interface default

no passive-interface Serial0/1

no passive-interface Serial0/2

redistribute connected metric 1000 subnets

network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0

network 10.0.12.0 0.0.0.3 area 0

network 10.0.13.0 0.0.0.3 area 0

RT2：

router ospf 1

router-id 2.2.2.2

passive-interface default

no passive-interface Serial0/0

no passive-interface Serial0/1

no passive-interface FastEthernet1/0

network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0

network 10.0.12.0 0.0.0.3 area 0

network 10.0.23.0 0.0.0.3 area 0

network 10.0.24.0 0.0.0.3 area 0

interface f1/0

ip ospf network point-to-point

RT3:

router ospf 1

router-id 3.3.3.3

passive-interface default

no passive-interface Serial0/0

no passive-interface Serial0/1

no passive-interface FastEthernet1/0

network 3.3.3.3 0.0.0.0 area 0

network 10.0.13.0 0.0.0.3 area 0

network 10.0.23.0 0.0.0.3 area 0

network 10.0.35.0 0.0.0.3 area 0

interface f1/0

ip ospf network point-to-point

RT4:

router ospf 1

router-id 4.4.4.4

passive-interface default

no passive-interface Serial0/0

network 4.4.4.4 0.0.0.0 area 0

network 10.0.24.0 0.0.0.3 area 0

network 172.16.4.0 0.0.0.255 area 0

RT5:

router ospf 1

router-id 5.5.5.5

passive-interface default

no passive-interface Serial0/0

network 5.5.5.5 0.0.0.0 area 0

network 10.0.35.0 0.0.0.3 area 0

network 172.16.5.0 0.0.0.255 area 0

MPLS配置：

RT1、RT2、RT3、RT4、RT5如下配置：

全局配置模式：

ip cef        //运行MPLS必须开启CEF

mpls ip      //开启MPLS

mpls label protocol ldp //选择MPLS标签分发协议为LDP（默认是TDP，CISCO私有）

再在所有MPLS网络中的接口开启MPLS

RT1：

int s0/1

mpls ip

int s0/2

mpls ip 

RT2的S0/0、F1/0、S0/1，RT3的S0/0、F1/0、S0/1，RT4、RT5的S0/1做以上配置

IBGP的配置：

RT4：

router bgp 65000

no synchronization

network 172.17.4.0 mask 255.255.255.0

neighbor 5.5.5.5 remote-as 65000

neighbor 5.5.5.5 update-source Loopback0

neighbor 5.5.5.5 next-hop-self

no auto-summary

RT5：

router bgp 65000

no synchronization

network 172.17.5.0 mask 255.255.255.0

neighbor 4.4.4.4 remote-as 65000

neighbor 4.4.4.4 update-source Loopback0

neighbor 4.4.4.4 next-hop-self

no auto-summary

LDP邻居建立过程请看http://tangfangxiao.blog.51cto.com/2116646/659741

RT1#show ip cef detail             //查看CEF的详细信息

4.4.4.4/32, version 23, epoch 0, cached adjacency to Serial0/1

0 packets, 0 bytes

  tag information set

  local tag: 23      //本地标签18 也就是进来的标签，交换标签（SWAP）

fast tag rewrite with Se0/1, point2point, tags imposed: {22}//压入标签PUSH 22

  via 10.0.12.2, Serial0/1, 0 dependencies

    next hop 10.0.12.2, Serial0/1

    valid cached adjacency

    tag rewrite with Se0/1, point2point, tags imposed: {22}

RT1#show mpls ldp discovery  //查看LDP发现消息

Local LDP Identifier:

    1.1.1.1:0                //本地LDP标识为1.1.1.1

    Discovery Sources:

    Interfaces:             //LDP发现消息的来源

        Serial0/1 (ldp): xmit/recv  //从S0/1接口发送或接收到LDP发现消息

            LDP Id: 2.2.2.2:0   //LDP ID为2.2.2.2

        Serial0/2 (ldp): xmit/recv//从S0/2接口发送或接收到LDP发现消息

            LDP Id: 3.3.3.3:0   //LDP ID为3.3.3.3

RT1#show mpls ldp neighbor     //查看LDP的邻居信息

    Peer LDP Ident: 3.3.3.3:0; Local LDP Ident 1.1.1.1:0   //对端LDP ID3.3.3.3和本地LDP ID 1.1.1.1

        TCP connection: 3.3.3.3.37601 - 1.1.1.1.646   //TCP连接 IP+端口号

        State: Oper; Msgs sent/rcvd: 30/31; Downstream  //状态：运行中

        Up time: 00:14:16

        LDP discovery sources:

          Serial0/2, Src IP addr: 10.0.13.2  //LDP发现消息的来源和IP

        Addresses bound to peer LDP Ident:   //对端LDP需要弹出MPLS标签的地址

          10.0.13.2       3.3.3.3         10.0.23.2       10.0.35.1      

    Peer LDP Ident: 2.2.2.2:0; Local LDP Ident 1.1.1.1:0

        TCP connection: 2.2.2.2.54420 - 1.1.1.1.646

        State: Oper; Msgs sent/rcvd: 20/20; Downstream

        Up time: 00:04:34

        LDP discovery sources:

          Serial0/1, Src IP addr: 10.0.12.2

        Addresses bound to peer LDP Ident:

          10.0.12.2       2.2.2.2         10.0.23.1       10.0.24.1 

注意：MPLS的标签分发是随机的（从16往上递增，0-15为公认系统标签），你们有可能分得的标签跟我不一样！

我们来分析一下RT4的172.16.4.0这条路由在MPLS网络的传播：

首先RT4上运行了MPLS，会为所有的IGP路由表分发标签（BGP路由不发标签），RT2收到RT4分发的标签

RT2#show mpls ldp bindings //显示标签信息库

tib entry: 172.16.4.0/24, rev 18 //路由条目

   local binding:  tag: 20 //本地分发标签是20（发给所有LDP邻居）

        remote binding: tsr: 4.4.4.4:0, tag: imp-null //4.4.4.4分发的特殊标签3（用来作倒数第二跳弹出）

        remote binding: tsr: 3.3.3.3:0, tag: 20 //3.3.3.3分发的标签20

        remote binding: tsr: 1.1.1.1:0, tag: 24 //1.1.1.1分发的标签是24

RT2#show mpls forwarding-table //查看MPLS的转发表

Local  Outgoing    Prefix            Bytes tag  Outgoing   Next Hop   

tag    tag or VC   or Tunnel Id      switched   interface  

20     Pop tag     172.16.4.0/24     0          Se0/1      point2point

本地标签20 出标签3 网络前缀 0表示是IPV4 出接口 下一跳（点对点）

RT2#show ip route

O       172.16.4.0 [110/110] via 10.0.24.2, 00:09:31, Serial0/1

从上面可以看出，MPLS路由器收到同条路由的多个标签，会进行优先，主要是根据IGP路由表中的下一跳来进行选择，如上MPLS选择的下一跳是跟IGP路由表是一样的

RT3#show mpls ldp bindings

  tib entry: 172.16.4.0/24, rev 18

   local binding:  tag: 20 //本地分发标签是20（发给所有LDP邻居）

        remote binding: tsr: 5.5.5.5:0, tag: 23

        remote binding: tsr: 2.2.2.2:0, tag: 20 //从RT2上可以看出它为这条路由分发的标签是20

        remote binding: tsr: 1.1.1.1:0, tag: 24

RT3#show mpls forwarding-table  //查看MPLS的转发表

Local  Outgoing    Prefix            Bytes tag  Outgoing   Next Hop   

tag    tag or VC   or Tunnel Id      switched   interface  

20     20          172.16.4.0/24     0          Fa1/0      10.0.23.1

172.16.4.0进标签是20（本地标签）出标签是20,下一跳为10.0.23.1,下一跳为F1/0

RT3#show ip route

O       172.16.4.0 [110/210] via 10.0.23.1, 00:11:23, FastEthernet1/0

可以看出MPLS选择优先选一跳是根据IGP路由表来的，如果IGP路由表中没有此路由，将不会进入MPLS转发表中

RT5：

RT5#show mpls ldp bindings

tib entry: 172.16.4.0/24, rev 24

local binding:  tag: 23

  remote binding: tsr: 3.3.3.3:0, tag: 20 //收到RT3发来的标签

RT5：show mpls forwarding-table

Local  Outgoing    Prefix            Bytes tag  Outgoing   Next Hop   

tag    tag or VC   or Tunnel Id      switched   interface 

23     20          172.16.4.0/24     0          Se0/0      point2point 

RT5#show ip route 

O       172.16.4.0 [110/310] via 10.0.35.1, 02:00:34, Serial0/0

与上面类似，这里不再叙述！

MPLS是不会为BGP路由分发标签的，同时收到的路由如果在IGP中没有，也是不会进行MPLS的转发表的！

如RT5中有两条BGP路由，一条是自己产生的，另一条是学习到的：

RT5(config-if)#do show ip bgp

   Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path

*>i172.17.4.0/24    4.4.4.4                  0    100      0 i

*> 172.17.5.0/24    0.0.0.0                  0         32768 i

我们在RT4上查看标签信息库

RT3#show mpls ldp bindings

  tib entry: 172.17.5.0/24, rev 34

      remote binding: tsr: 5.5.5.5:0, tag: imp-null  //我们可以看到RT5为这条路由分发了一个标签3（这里会分发标签是因为是直连路由，）在这里并没有看到为172.17.4.0/24分发标签，因为它是BGP路由，MPLS不为BGP路由分发标签

RT3#show mpls forwarding-table

Local  Outgoing    Prefix            Bytes tag  Outgoing   Next Hop   

tag    tag or VC   or Tunnel Id      switched   interface             

16     Pop tag     1.1.1.1/32        0          Se0/0      point2point 

17     Pop tag     2.2.2.2/32        0          Fa1/0      10.0.23.1   

18     Pop tag     10.0.12.0/30      0          Fa1/0      10.0.23.1   

       Pop tag     10.0.12.0/30      0          Se0/0      point2point 

19     Pop tag     10.0.24.0/30      0          Fa1/0      10.0.23.1   

20     22          4.4.4.4/32        30679      Fa1/0      10.0.23.1   

21     Pop tag     5.5.5.5/32        5459       Se0/1      point2point 

22     23          172.16.4.0/24     31211      Fa1/0      10.0.23.1   

23     Pop tag     172.16.5.0/24     0          Se0/1      point2point 

我们在RT3的MPLS转发中并没有看到172.17.5.0/24网段，因为在RT3中的路由表中没有，所以不会进入MPLS的转发表中！

我们来分析一下RT5的172.16.5.1与172.16.4.1的通信过程：

首先RT5查询MPLS的转发表，找到对应路由出标签号为20（下以所涉及的转发表可以看上面）,所以再数据包的IP头部前面加入4个字节的MPLS标签，标签号为20，EXP位为0，栈底位为1，同时将IP中的TTL复制到MPLS标签中（这里始发为255），再封装成HDLC的帧发送，RT3从S0/1接口收到后，去掉二层帧头，查看MPLS标签入标签号为20,查找MPLS转发表出标签号为20,出接口为F1/0,同时交换MPLS标签号为20,EXP位为0，栈底位为1，同时TTL-1（转发一次MPLS TTL－1但是IP中的TTL是不变的，它只涉及到二层），再封装成以太网帧发送，RT2从F1/0接收到数据，拆二层封装，查MPLS入标签号为20再查找MPLS转发表，出标签为 Pop tag （特殊标签3倒数第二跳弹出）删除MPLS标签同时将MPLS标签中的TTL复制到IP报文的TTL中，然后查找IP全局路由表，TTL-1＝253封装成以太网帧，再转发给下一跳，RT4收到数据直接转发给相应接口，然后再向RT5发送回应数据包，以上过程的逆过程！

补充：在做倒数第二跳弹出时，E-LSR可能会分发的几种标签

      标签3 隐式空标签 （上游LSR不添加标签，弹出最外层MPLS标签）

      标签0 IPV4显示空标签 （上游LSR会添加标签0,E-LSR收到后，直接弹出标签进行IVP4转发）

      标签2 IPV6显示空标签（上游LSR会添加标签0,E-LSR收到后，直接弹出标签进行IVP6转发）

关于MPLS中的MTU问题：

在这我非常感谢hny2000为我解答某些疑问！他的博客为http://361531.blog.51cto.com/

问题1：

RT5#ping 172.16.4.1 source 172.16.5.1 size 1500 df-bit

Type escape sequence to abort.

Sending 5, 1500-byte ICMP Echos to 172.16.4.1, timeout is 2 seconds:

Packet sent with a source address of 172.16.5.1

Packet sent with the DF bit set

.....

Success rate is 0 percent (0/5)

这里我PING满包1500不分片不能通，再测试，

RT5#ping 172.16.4.1 source 172.16.5.1 size 1496 df-bit

Type escape sequence to abort.

Sending 5, 1496-byte ICMP Echos to 172.16.4.1, timeout is 2 seconds:

Packet sent with a source address of 172.16.5.1

Packet sent with the DF bit set

!!!!!

Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 40/88/132 ms

RT5#ping 172.16.4.1 source 172.16.5.1 size 1497 df-bit

PING包1496不分片却能通

Type escape sequence to abort.

Sending 5, 1497-byte ICMP Echos to 172.16.4.1, timeout is 2 seconds:

Packet sent with a source address of 172.16.5.1

Packet sent with the DF bit set

.....

Success rate is 0 percent (0/5)

PING包1497不分片却不能通

分析：IP报文在MPLS链路上转发时，由于压入了MPLS标签，故报文长度增加了，原来的1500字节变成了1504（1497+4＝1501）都超过了MPLS的默认MTU1500字节，所以不通，然而1496+4＝1500不分片刚好通过，所以能通！

问题2：

修改链路上所有接口的MPLS MTU为1600

R5S0/0、RT3S0/1、F1/0、RT2S0/1、F1/0、R4S0/0都做修改配置如下：

int s0/0

mpls mtu 1600

其它类似

RT5#ping 172.16.4.1 source 172.16.5.1 size 1500 df-bit

Type escape sequence to abort.

Sending 5, 1500-byte ICMP Echos to 172.16.4.1, timeout is 2 seconds:

Packet sent with a source address of 172.16.5.1

Packet sent with the DF bit set

!!!!!

Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 64/104/164 ms

现在能PING了！

RT5#ping 172.16.4.1 source 172.16.5.1 size 1501 df-bit

Type escape sequence to abort.

Sending 5, 1501-byte ICMP Echos to 172.16.4.1, timeout is 2 seconds:

Packet sent with a source address of 172.16.5.1

Packet sent with the DF bit set

M.M.M

Success rate is 0 percent (0/5)

如果我PING包1501不分片为什么不能通！

分析：照理说1501+4＝1505要小于1600啊，应该能通啊!我开始就范了这样的错误，大家注意下这里还有个接口MTU默认是1500字节，也就是在不分片的情况下网络层的包大小为1500字节，1501不分片大于1500，所以它再封装成二层的时候会提示包过大，导致封装失败！如果是1500它刚好能封装，然后再加MPLS标签大于了1500，这里已经跟这个接口MTU没什么关系了，它只管三层的，再多加几个MPLS标签都没关系，只要MPLS MTU大于或等于它就行！

问题３：

如果我不改这条链路上所有接口的MPLS MTU，只修改R5S0/0、RT3S0/1、RT2S0/1、R4S0/0

的接口MTU为1600,修改RT3的F1/0、RT2F1/0的MPLS MTU为1600,ping包500不分片能通吗？

配置如下：

RT4、RT5配置如下：

int s0/0

mtu 1600

RT2、RT3配置如下：

int s0/1

mtu 1600

int f1/0

mpls mtu 1600

RT5#ping 172.16.4.1 source 172.16.5.1 size 1500 df-bit

Type escape sequence to abort.

Sending 5, 1500-byte ICMP Echos to 172.16.4.1, timeout is 2 seconds:

Packet sent with a source address of 172.16.5.1

Packet sent with the DF bit set

!!!!!

Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 48/88/136 ms

显然也是能通的！原因是修改接口的MTU同时也就修改了MPLS MTU。因为我用模拟器做实验，也许是IOS过低不能修改以太网接口的MTU，所以就不能演示PNG超过1500不分片的包了.

RT2#show mpls int s0/1 detail  //查看MPLS接口的详细信息

Interface Serial0/1:

        IP labeling enabled (ldp):

          Interface config

        LSP Tunnel labeling not enabled

        BGP tagging not enabled

        Tagging operational

        Fast Switching Vectors:

          IP to MPLS Fast Switching Vector

          MPLS Turbo Vector

    MTU = 1600   //我只修改了接口的MTU

问题4：

RT5pingRT1的S0/2

Type escape sequence to abort.

Sending 5, 1500-byte ICMP Echos to 10.0.13.1, timeout is 2 seconds:

Packet sent with the DF bit set

!!!!!

Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 28/63/92 ms

不做任何修改为什么能通！因为它们都做了倒数第二跳弹出，根本就没做MPLS转发是IP转发！大家可以抓包看看！