MPLS 基本概念

 
MPLS 基本概念

1、轉發等價類
FEC
MPLS 作爲一種分類轉發技術,將具有相同轉發處理方式的分組歸爲一類,稱爲FEC(Forwarding Equivalence Class,轉發等價類)。相同FEC 的分組在MPLS 網絡中將獲得完全相同的處理。FEC 的劃分方式非常靈活,可以是以源地址、目的地址、源端口、目的端口、協議類型或*** 等爲劃分依據的任意組合。在傳統的採用最長匹配算法的IP 轉發中,到同一個目的地址的所有報文就是一個FEC,但是FEC 是不能匯聚的。
通常一條路由對應一個FEC。

2. 標籤 (label)
標籤是一個長度固定、只具有本地意義的標識符,用於唯一標識一個分組所屬的FEC。在某些情況下,例如要進行負載分擔,對應一個FEC 可能會有多個標籤,但是一個標籤只能代表一個FEC。標籤由報文的頭部所攜帶,不包含拓撲信息,只具有局部意義。標籤的長度爲4 個字節(32bits),封裝結構如圖所示。
標籤共有4 個域:
Label:標籤值字段,長度爲20bits,用於轉發的指針;
Exp:3bits,用於QoS;
S:1bit,用於標識該標籤是否是棧底標籤,值爲1 時表明爲最底層標籤。主要應用於MPLS 標籤的多重嵌套;
TTL:8bits,和IP 分組中的TTL(Time To Live,生存時間)意義相同。

標籤與ATM 的VPI/VCI 以及Frame Relay 的DLCI 類似,是一種連接標識符。如果鏈路層協議具有標籤域,如ATM 的VPI/VCI 或Frame Relay 的DLCI,則標籤封裝在這些域中(Cell Mode);如果不支持,則標籤封裝在鏈路層和IP 層之間的一個墊層中(Frame Mode)。這樣,標籤能夠被任意的鏈路層所支持。

3. 標籤交換路由器 LSR
LSR(Label Switching Router,標籤交換路由器)是MPLS 網絡中的基本元素.

4. 標籤交換路徑 LSP
一個轉發等價類(FEC)在MPLS網絡中經過的路徑稱爲LSP(Label Switched Path,標籤交換路徑)。LSP 在功能上與ATM 和幀中繼(Frame Relay)的虛電路相同,是從MPLS 網絡的入口到出口的一個單向路徑。LSP 中的每個節點由LSR 組成。
對於一條FEC來說,沿途所有的設備都必須具有相同的路由(前綴和掩碼必須完全相同)纔可以建成一條LSP。也就是說在MPLS域不能實施路由匯聚。

5. 標籤分發協議 LDP
LDP(Label Distribution Protocol,標籤分發協議)是MPLS 的控制協議,它相當於傳統網絡中的信令協議,負責FEC 的分類、標籤的分配以及LSP 的建立和維護等一系列操作。LPD有消息報分,有鄰居的維護、發現機制,也有一套算法。

標籤的分發方式:

DOD模式 :downstream on demand 下游按需方式
DU模式:downstream unsolicited 下游自主方式

標籤的控制方式

有序方式(Odered):除非LSR是路由的始發節點,否則LSR必須等收到下一跳的標記映射才能向上遊發出標記映射。
獨立方式(Independent):LSR可以向上遊發出標記映射,而不必等待來自LSR下一跳的標記映射消息。

標籤的保留方式:

保守方式(Conservative retention mode):只保留來自下一跳鄰居的標籤,丟棄所有非下一跳鄰居發來的標籤。
自由方式(Liberal retention mode):保留來自鄰居的所有發送來的標籤

一般採用: DU+有序+自由

6、LSR
Label Switching Router,LSR是MPLS的網絡的核心交換機,它提供標籤交換和標籤分發功能。

7、LER
Label Switching Edge Router,在MPLS的網絡邊緣,進入到MPLS網絡的流量由LER分爲不同的FEC,併爲這些FEC請求相應的標籤。它提供流量分類和標籤的映射、標籤的移除功能。分爲Ingress 和egress。

8、倒數第二跳彈出(PHP /Penultimate Hop Popping)
Egress LSR本應變MPLS轉發爲IP路由查找,但是他收到的仍舊是含有標籤的MPLS報文,按照常規,這個報文應該送交MPLS模塊處理,而此時MPLS模塊不需要標籤轉發,能做的只是去掉標籤,然後送交IP層。其實對於Egress LSR,處理MPLS報文是沒有意義的。最好能夠保證他直接收到的就是IP報文。這就需要在ELSR的上游(倒數第二跳)就把標籤給彈出來。但關鍵問題是:上游設備如何知道自己是倒數第二跳呢?其實很簡單,在倒數第一跳爲其分配標籤時做一下特殊說明即可(分配一個特殊的標籤3)。
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