多协议标签交换组网如何路由转发
1、组网协议从各种链路层协议得到链路层服务,为网络层提供面向面向连接的服务。
2、组网属于MAC和IP之间,2.5层。
1、LER、LSR(路由器的分类)LER:标签边界路由器LSR:标签交换路由器
2、push、swap、pop(对标签的处理动作)
push:标签压入
swap:标签交换
pop:标签弹出
3)Ingress、transit、Egress(路由器的角色,不同角色对应不同的处理方式,以数据方向进行判断,标签的分配是以路由的方向判断,恰好相反)
Ingress:第一个压入标签的路由器。
Transit:只负责传输标签,标签交换。
Egress:标签弹出的路器(不斟酌次未跳)
1、在组网网络中,路由器角色分为两种:
①、LER:(LabelEdgeRouter)标签边界路由:在组网网络中,用于标签的压入或弹出,如RTB、RTD。、
②、LSR:(LabelSwitchedRouter)标签交换路由:在组网网络中,用于标签交换。如RTC
2、根据数据流的方向,LSP的入口LER被称为入节点(Ingress),位于LSP中间的LSR称为中间节点(Transit),LSP的出口LER称为出节点(Egress)。
3、组网的下游路由器会为上游路由器分配标签。
4、FEC:转发等价类。
1、控制平面
1.1、控制平面:负责生产和保护路由信息和标签信息
①、路由信息表RIB:由IP路由协议生成,用于选择路由。
②、标签分发协议LDP:负责标签的分配、标签转发信息表的建立、标签交换路径的建立、撤除的工作。
③、标签信息表LIB:由标签分发协议生成,用于管理标签信息。
2、转发平面
2.1、转发平面:即数据平面,负责普通IP报文的转发和带组网标签报文的转发。
①、转发信息表FIB:从RIB提取必要的路由信息生成,负责普通IP报文的转发
②、标签转发信息表LFIB:简称标签转发表,由标签分发协议建立LFIB,负责带组网标签报文的转发。
3、组网路由器上报文转发进程
3.1、当收到普通IP报文时,查找FIB表,如果TunnelID为0x0,则进行普通IP转发;如果查找FIB表,TunnelID为非0x0,则进行组网转发。
3.2、当收到带标签的报文时,查找LFIB表,如果对应的出标签是普通标签,则进行组网转发;查找LFIB表,如果对应的出标签是特殊标签,如标签3,则将报文的标签去掉,进行IP转发。
3.3、详述组网数据包的转发进程
1)LIB:标签信息表
2)NHLFE:下一跳标签转发条目
3)ILM:入接口的标签映照
在报文转发进程中:
1)在Ingress,通过查询FIB表和NHLFE表指点报文的转发。
2)在Transit,通过查询ILM表和NHLFE表指点组网报文的转发。
3)在Egress,通过查询ILM表指点组网报文的转发或查询路由表指点IP报文转发。在组网转发进程中,FIB、ILM和NHLFE表项是通过TunnelID关联的。
Ingress的处理
1)查看FIB表,根据目的IP地址找到对应的TunnelID。
2)根据FIB表的TunnelID找到对应的NHLFE表项,将FIB表项和NHLFE表项关联起来。
3)查看NHLFE表项,可以得到出接口、下一跳、出标签和标签操作类型,标签操作类型为Push。
4)在IP报文中压入出标签,并根据QoS策略处理EXP,同时处理TTL,然后将封装好的组网报文发送给下一跳。
Transit的处理
1)根据组网的标签值查看对应的ILM表,可以得到TunnelID。
2)根据ILM表的TunnelID找到对应的NHLFE表项。
3)查看NHLFE表项,可以得到出接口、下一跳、出标签和标签操作类型。
4)组网报文的处理方式根据不同的标签值而不同。
?如果标签值>=16,则用新标签替换组网报文中的旧标签,同时处理EXP和TTL,然后将替换完标签的组网报文发送给下一跳。
?如果标签值为3,则直接弹出标签,同时处理EXP和TTL,然落后行IP转发或下一层标签转发。
Egress的处理
如果Egress收到IP报文,则查看路由表,进行IP转发。
如果Egress收到组网报文,则查看ILM表取得标签操作类型,同时处理EXP和TTL。
?如果标签中的栈底标识S=1,表明该标签是栈底标签,直接进行IP转发。
?如果标签中的栈底标识S=0,表明还有下一层标签,继续进行下一层标签转发。
5.1、标签共有4个字段:
Label:20bit,标签值域。
Exp:3bit,用于扩大。现在通经常使用做CoS(ClassofService),其作用与Ethernet802.1p
的作用类似。
S:1bit,栈底标识。组网支持多层标签,即标签嵌套。S值为1时表明为最底层标签。
TTL:8bit,和IP分组中的TTL(TimeToLive)意义相同
5.2、标签的范围:
0~15为特殊标签,3号标签标示隐式空标签,0号标签标示显示空标签
16~1023为静态分配标签的范围
1024以上为动态分配标签,动态分配标签的方式有三种:LDP,MPBGP,RSVPTE
1、建立LSP的方式有两种
①、静态LSP:通过手工方式为各个转发等价类分配标签建立转发隧道
②、动态LSP:通过标签发布动态建立转发隧道
2、静态LSP
2.1、静态LSP的特点:
①、不使用标签发布协议,不需要交互控制报文,资源消耗比较小;
②、通过静态方式建立的LSP不能根据网络拓扑变化动态调剂;
③、静态LSP适用于拓扑结构简单并且稳定的网络。
2.2、配置静态LSP遵守的原则:前一节点出标签的值等于下一个节点入标签的值
动态LSP
3.1、动态LSP通过LSP协议实现对FEC的分类、标签的分配及LSP的建立和保护等操作。
动态LSP的特点:
①、组网配置简单,易于管理和保护
②、支持基于路由动态建立LSP,网络拓扑产生变化时,能及时反应网络状态
LDP邻居发现
MPSL路由器通过周期性的发送LDP链路Hello消息(LDPLinkHello),实现LDP邻居的发现,并建立本地LDP会话。
为使开启LDP协议的装备快速发现邻居,LDP的Hello消息使用UDP封装。端口号为646。
发现阶段:发现对真个LSRidLDP有两种发现机制:
1)基本发现机制:用于发现链路上直连的LSR。
LSR通过周期性的发送LDPHello报文,实现LDP基本发现机制,建立本地LDP会话。Hello消息使用UDP报文,目的地址是组播地址(224.0.0.2),目的端口是LDP端口(646)。Hello报文中携带LDPIdentifier及一些其他消息(例如:holdtime、transportaddress)。如果LSR在特定接口接收到LDPHello消息,表明该接口存在LDP对等体。
transportaddress默许为LSRID,LSRID一定要手动配置,且一定要为路由器上某个接口(物理接口或loopback)地址,且一定要宣布进底层路由协议进程中。
hello默许5S,holdtime默许15S
2)扩大发现机制:用于发现链路上非直连LSR。
LSR周期性的发送TargetedHello消息到指定地址,实现LDP扩大发现机制,建立远端LDP会话。
TargetedHello消息使用UDP报文,目的地址是指定地址,目的端口是LDP端口(646)。TargetedHello消息一样携带LDPIdentifier及一些其他信息(例如:holdtime、transportaddress)。如果LSR在特定接口接收到Targetedhello消息,表明该接口存在LDP对等体。
transportaddress地址同上。
hello默许15S,holdtime默许45S
LDP邻居建立
LDP协议的消息类型
(1)发现(Discovery)消息:用于通告和保护网络中LSR(邻居)的存在。
(2)会话(Session)消息:用于建立、保护和终止LDP对等体之间的会话。如:Initialization消息、Keepalive消息。
(3)通告(Advertisement)消息:用于创建、改变和删除FEC的标签映照。
(4)通知(Notification)消息:用于提供建议性的消息和过失通知。
LDP标签的发布方式(LabelAdvertisementMode)
在组网体系中,由下游LSR决定将标签分配给特定FEC,再通知上游LSR,即标签由下游指定,标签的分配按从下游到上游的方向分发。
标签发布方式含义
下游自主方式DU(DownstreamUnsolicited):对一个特定的FEC,LSR无需从上游取得标签要求消息即进行标签分配与分发。
下游按需方式DoD(DownstreamonDemand):对一个特定的FEC,LSR取得标签要求消息以后才进行标签分配与分发。
LDP标签分配控制方式(LabelDistributionControlMode)
标签分配控制方式是指在LSP的建立进程中,LSR分配标签时采取的处理方式。
标签分配控制方式含义
独立标签分配控制方式(Independent):本地LSR可以自主地分配一个标签绑定到某个FEC,并通告给上游LSR,而无需等待下游的标签。
有序标签分配控制方式(Ordered):对LSR上某个FEC的标签映照,只有当该LSR已具有此FEC下一跳的标签映照消息、还是该LSR就是此FEC的出节点时,该LSR才可以向上游发送此FEC的标签映照。
华为默许采取有序标签分配控制方式(Ordered)分配标签。
标签保持方式(LabelRetentionMode)
标签保持方式是指LSR对收到的、但目前暂时不需要的标签映照的处理方式。LSR收到的标签映照可能来自下一跳,也可能来自非下一跳。
标签保持方式含义
自由标签保持方式(Liberal):对从邻居LSR收到的标签映照,不管邻居LSR会不会自己的下一跳都保存。
守旧标签保持方式(Conservative):对从邻居LSR收到的标签映照,只有当邻居LSR是自己的下一跳时才保存。
目前装备支持以下组合方式:
下游自主方式(DU)+有序标签分配控制方式(Ordered)+自由标签保持方式(Liberal),该方式为缺省方式。
下游按需方式(DoD)+有序标签分配控制方式(Ordered)+守旧标签保持方式(Conservative)。