MPLS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

MPLS網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)成單元是標(biāo)簽交換路由器LSR(Label Switching Router)，主要運(yùn)行MPLS網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議和第三層路由協(xié)議，并負(fù)責(zé)與其他LSR 交換路由信息來建立路由表，實(shí)現(xiàn)FEC 和IP 分組頭的映射，建立FEC 和標(biāo)簽之間的綁定，分發(fā)標(biāo)簽綁定信息，建立和維護(hù)標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表等工作。由LSR 構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)叫做MPLS 域，位于區(qū)域邊緣的LSR 稱為邊緣LSR(LER，Labeled Edge Router )。

主要完成連接MPLS 域和非MPLS 域以及不同MPLS網(wǎng)絡(luò)域的功能，并實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)的分類、分發(fā)標(biāo)簽(作為出口LER)、剝?nèi)?biāo)簽等。其中入口LER 叫Ingress，出口LER 叫Egress。位于區(qū)域內(nèi)部的LSR 則稱為核心LSR，核心LSR 可以是支持MPLS網(wǎng)絡(luò)的路由器，也可以是支持MPLS網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽交換的LSR，它提供標(biāo)簽分發(fā)、交換功能(Label Swapping)。帶標(biāo)簽的分組沿著由一系列LSR 構(gòu)成的標(biāo)簽交換路徑LSP(Label Switched Path)傳送。

◆標(biāo)記交換路徑(LSP)

◆MPLS網(wǎng)絡(luò)核心路由器 (LSR)

◆Ingress

◆Egress

◆MPLS網(wǎng)絡(luò)邊緣路由器(LER)

LSP 的建立

LSP 的建立其實(shí)就是將FEC 和標(biāo)簽進(jìn)行綁定，并將這種綁定通告LSP 上相鄰LSR的過程。這個(gè)過程是通過標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議LDP 來實(shí)現(xiàn)的。LDP 規(guī)定了LSR 間的消息交互過程和消息結(jié)構(gòu)，以及路由選擇方式。有關(guān)LDP 的詳細(xì)描述，請(qǐng)參見下一節(jié)。Comware V3 操作手冊(cè)(MPLS網(wǎng)絡(luò))

MPLS網(wǎng)絡(luò)支持LSP 隧道技術(shù)。在一條LSP 路徑上，LSR Ru 和LSR Rd 互為上下游，但LSR Ru和LSR Rd之間的路徑，可能并不是路由協(xié)議所提供路徑的一部分，MPLS允許在LSR Ru 和LSR Rd 間建立一條新的LSP 路徑，LSR Ru和LSR Rd 分別為這條LSP 的起點(diǎn)和終點(diǎn)。LSR Ru 和LSR Rd 間的LSP 就是LSP隧道，它避免了傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層封裝隧道。當(dāng)隧道經(jīng)由的路由和逐跳與從路由協(xié)議取得的路由一致時(shí)，這種隧道叫逐跳路由隧道;若不一致，則這種隧道叫顯式路由隧道。

多層標(biāo)簽棧

在MPLS網(wǎng)絡(luò)中，分組可以攜帶多個(gè)標(biāo)簽，這些標(biāo)簽在分組中以“堆棧”的形式存在，對(duì)堆棧的操作按“后進(jìn)先出”的原則，決定如何轉(zhuǎn)發(fā)分組的標(biāo)簽始終是棧頂標(biāo)簽。標(biāo)簽入棧是指向輸出分組中加入一個(gè)標(biāo)簽，使標(biāo)簽棧的深度加1，同時(shí)，分組的當(dāng)前標(biāo)簽就變?yōu)榇诵录尤氲臉?biāo)簽;標(biāo)簽出棧是指從分組中去掉一個(gè)標(biāo)簽，使標(biāo)簽棧的深度減1，同時(shí)，分組的當(dāng)前標(biāo)簽將變?yōu)樵瓉硖幱谙乱粚拥臉?biāo)簽。

在LSP 隧道中會(huì)使用多層標(biāo)簽棧。當(dāng)分組在LSP 隧道中傳送時(shí)，分組的標(biāo)簽就會(huì)有多層。在每一隧道的入口和出口處，要進(jìn)行標(biāo)簽棧的入棧和出棧操作，每發(fā)生一次入棧操作，標(biāo)簽就會(huì)增加一層。MPLS網(wǎng)絡(luò)對(duì)標(biāo)簽棧的深度沒有限制。標(biāo)簽棧按照“后進(jìn)先出”方式組織標(biāo)簽，MPLS網(wǎng)絡(luò)從棧頂開始處理標(biāo)簽。若一個(gè)分組的標(biāo)簽棧深度為m，則位于棧底的標(biāo)簽為1 級(jí)標(biāo)簽，位于棧頂?shù)臉?biāo)簽為m 級(jí)標(biāo)簽。未打標(biāo)簽的分組可看作標(biāo)簽棧為空(即標(biāo)簽棧深度為零)的分組。

標(biāo)簽報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)

在Ingress，將進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的分組根據(jù)其特征劃分成轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類FEC。一般根據(jù)IP 地址前綴或者主機(jī)地址來劃分FEC。屬于相同F(xiàn)EC 的分組在MPLS網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中將經(jīng)過同的路徑(即LSP)。LSR 對(duì)到來的FEC 分組分配一個(gè)短而定長(zhǎng)的標(biāo)簽，然后從相應(yīng)的接口轉(zhuǎn)發(fā)出去。
在LSP 沿途的LSR 上，都已建立了輸入/輸出標(biāo)簽的映射表(該表的元素叫下一跳標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)條目，簡(jiǎn)稱NHLFE，Next Hop Label Forwarding Entry)。對(duì)于接收到的標(biāo)簽分組，LSR 只需根據(jù)標(biāo)簽從表中找到相應(yīng)的NHLFE，并用新的標(biāo)簽來替換原Comware V3 操作手冊(cè)(MPLS網(wǎng)絡(luò))。

來的標(biāo)簽，然后，對(duì)標(biāo)簽分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，這個(gè)過程叫輸入標(biāo)簽映射ILM(IncomingLabel Map)。MPLS網(wǎng)絡(luò)入口處指定特定分組的FEC，后續(xù)P 路由器只需簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)發(fā)即可，比常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)要簡(jiǎn)單得多，轉(zhuǎn)發(fā)速度得以提高。

TTL 處理：標(biāo)簽化分組時(shí)必須將原IP 分組中的TTL 值拷貝到標(biāo)簽中的TTL 域。LSR 在轉(zhuǎn)發(fā)標(biāo)簽化分組時(shí)，要對(duì)棧頂標(biāo)簽的TTL 域作減一操作。標(biāo)簽出棧時(shí)，再將棧頂?shù)腡TL 值拷貝回IP 分組或下層標(biāo)簽。但是，當(dāng)LSP 穿越由ATM-LSR 或FR-LSR 構(gòu)成的非TTL LSP 段時(shí)，域內(nèi)的LSR無法處理TTL 域。這時(shí)，需要在進(jìn)入非TTL LSP 段時(shí)對(duì)TTL 進(jìn)行統(tǒng)一處理，即一次性減去反映該非TTL LSP 段長(zhǎng)度的值。

ICMP Need Frag 差錯(cuò)報(bào)文回送

在MPLS網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)報(bào)文的長(zhǎng)度超過了路由器出接口所設(shè)置的MTU 值時(shí)，若想使報(bào)文順利的傳輸，需要將MPLS網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的標(biāo)簽剝?nèi)?，?duì)IP 報(bào)文進(jìn)行分片，然后分別為每一個(gè)分片都封裝原有的標(biāo)簽后進(jìn)行傳輸。但如果IP 報(bào)文中設(shè)置了不允許分片的標(biāo)記，則向發(fā)送報(bào)文的源端回送ICMP Unreach 報(bào)文，并丟棄源報(bào)文。

出接口的MTU 將被填入ICMP 報(bào)文中，如果設(shè)備上配置了mtu label-including 命令，在生成報(bào)文的時(shí)候，應(yīng)將報(bào)文中的出接口MTU字段減去MPLS 標(biāo)簽長(zhǎng)度(可能有多層標(biāo)簽)。文后回送ICMP 差錯(cuò)報(bào)文的方式有所不同，下面將分別介紹。

PE 設(shè)備的處理方式

PE1 收到CE1 發(fā)來的報(bào)文，報(bào)文目的地址為CE2，且該報(bào)文攜帶不可分片標(biāo)記。PE1 將對(duì)此報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理，封裝MPLS 標(biāo)簽，生成MPLS 報(bào)文后進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。Comware V3 操作手冊(cè)(MPLS)。此時(shí)如果報(bào)文的長(zhǎng)度超過了出接口的MTU 時(shí)，PE1 會(huì)給CE1 回送ICMP Unreach報(bào)文，并丟棄源報(bào)文。

P設(shè)備的處理方式

P1 收到一份MPLS 報(bào)文需要進(jìn)行標(biāo)簽交換，該報(bào)文為CE1 發(fā)往CE2 的報(bào)文，攜帶不可分片標(biāo)記。完成標(biāo)簽交換后，如果發(fā)現(xiàn)報(bào)文的長(zhǎng)度超過了出接口的MTU，此時(shí)，由于P1 設(shè)備上可能沒有到CE1 的路由，P1 會(huì)將MPLS網(wǎng)絡(luò)報(bào)文中封裝的IP 報(bào)文取出，根據(jù)這個(gè)IP報(bào)文生成ICMP Unreach 報(bào)文，然后重新封裝標(biāo)簽發(fā)往PE2 方向。當(dāng)PE2 收到此ICMP 報(bào)文時(shí)，將此報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到CE1 的方向。