MPLS(多协议标签交换)上

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MPLS

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  • MPLS主要是分析了传统IP在转发速率、Qos和流量工程方面的缺陷,介绍MPLS转发的基本特点
  • 后期讲解的MPLS VPN实际上就是MPLS的一个应用而已
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内容 具体表现
传统转发特点 在上图中,我们必须要在R1,R2,R3上跑动态路由协议 ;IPA以及IPB的网段首先要进行同步·每台路由器都会有去往目标网段的下一跳以及出接口;依据目的IP地址进行转发
传统转发缺点 - 传统IP转发在流量工程方面存在缺陷在这里插入图片描述例如流量我不想让它走SWC而走SWG,这就是流量工程;流量工程我们说可以使用PBR实现,也就是策略路由。;第二种方式就是通过修改路由表项来达到流量转发的目的;不管是修改IGP还是流量路径,实际上都是传统IP转发的层面;mpls TE,引入了mpls,克服了IP转发过程中,在流量工程方面的缺陷;比如我们使用传统IP转发,我们所有的流量都通过一条路径来走,不能将流量进行分担,这种情况下,就会导致一种极端情况,就是一端属于100%负载,另一端可能什么都没有的情况出现。那么我们说可以通过修改cost值方式达到负载分担,只能达到局部分担的效果,如果在设备上我们接入一个新的网络,那么又会出现一样的情况,我们又需要去调整,因此在传统的IP转发在流量工程方面存在这个问题,不能把所有网络都达到负载,MPLS就能解决这个问题。

MPLS(多协议的标签交换)标签转发:
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  • 对于MPLS,由于存在MPLS报文头当做标签,那么在路由器转发的时候,我们说传统的IP转发数据包格式为下图
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    现在变为了
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  • MPLS报头格式
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字段 含义
Label 标签号码
EXP 和Ipp很像,做QoS使用
S 占比位,以上图为例,由于后面MPLS报头3后面就是IP报头,那么S占比位就是1,否则就是0
TTL 和IP里面的作用是一样的,防止环路
  • 对MPLS报头格式来说,如果MPLS只有2个报头,那么我们认为紧挨着IP的MPLS报头叫做内层标签,挨着二层报头的就是外层标签
  • 如果MPLS(例如上上图)是3个MPLS报头,那么我们就认为应用的时候,和IP近的是底层,和二层近的是高层。

MPLS基本网络结构
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  • 我们在使用MPLS标签以后,数据在MPLS域中传输数据帧的时候,实际上我们就不再查找IP路由表了,而是标签转发表,IP路由表中是目的地址,下一跳以及出接口的对应。但是对于标签转发表,是一个标签对应一个标签,也就是类似于label 100 -》 label 200。
  • 在上图中,RTA中的一个直连网段去发送数据包给RTE直连的一个网段,在这种情况下,实际上RTA产生的数据包还是传统的IP包,那么在进入MPLS域时,我们要打上MPLS的标签,打个比方label是1024,当RTB收到了这个打上了MPLS的标签之后,由于RTB\RTC\RTD中都有标签转发表,在RTC收到这个标签为1024的数据以后,查看标签转发表,发现是1024-》1029,那么就会转给1029,实际上RTB并没有关心RTA传来时加入的IP信息
  • 最后由RTD出去的时候,我们将标签拆掉,还是一个正常的传统的IP数据。
  • MPLS的产生是为了解决早期设备能力低下的问题,因为以前都是通过路由表去查找的,需要浪费比较多的资源,那么如果我们使用标签去转,那么就能加快它的速度,但是网络发展到现在,大部分设备都实现了硬件转发,硬件转发速度肯定远远超过MPLS,那么MPLS原先的转发应用没有了,因此现在更主要的是学习MPLS VPN,更高层的目的,因为不看IP,那么我们就能通过标签转发达到虚拟专用网络的建立。MPLS TE实际上也能够通过Label对流量进行操控,能够做到流量带宽的设置,以及流量的预留等等。MPLS Qos也是应用之一,首先简单介绍下Qos,Qos实际上就是我们流量的服务质量,例如在公司部署的时候,对流量进行分配的操作也叫作Qos,例如在IP电话之间进行通信,我们肯定要完成低延迟的操作,那么我们可以通过配置两个IP电话之间的QoS去保障低延时的特性。如果Qos在IP层面,那么我们就做IP层面的Qos,如果是MPLS,那么就需要做MPLS的Qos。

MPLS基础名词:

  • MPLS Domain: 叫作MPLS域,如果设备全部都配置MPLS,都参与了标签的转发,那么它们集合的区域就是属于MPLS的域。
  • LER(Label Edge Router) 在MPLS网络中,用于标签的压入或弹出,如上图中的RTB,RTD。MPLS路由器角色就是两种,LER和LSR
  • LSR(Label Switched Router) 在MPLS网络中,用于标签的交换,如图中的RTC。MPLS路由器角色就是两种,LER和LSR
  • LSP:表示标签的转发路径,就是标签转发的一条路径集合
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  • FEC(Forwarding Equivalent Class)。 FEC的划分方式非常灵活,可以是以源地址、目的地址、源端口、目的端口、协议类型或VPN等为划分依据的任意组合
  • 在MPLS结构中,还有入接点(ingress)、中间节点(Transit)以及出节点(Egress)
  • 对于这些名称来说,我们需要了解它们的识别方式。由于LSP是以一个单向的路径,因此我们需要去判断它们的数据流方向,以PPT中的图片能够发现,在MPLS域中,对于RTB->RTC->RTD这条链路来说,入接点为RTB,中间是中间节点,出节点是RTD。但是由于我们说过LSP是一个单向路径,因此如果是反向的LSP,也就是RTD->RTC->RTB,那么RTB身份就变为出节点
  • 对于FEC来说,它实际上是转发等价类,
    转发等价类(FEC) 是一个用在多协议标签交换(MPLS)中的术语,其用来描述一系列分组作用相似或同样的特征,其可能以同样的方式被运送,就是说它可能被束缚到相同的 MPLS 标签中。相同转发等价类的分组在 MPLS 网络中将获得完全相同的处理.
    从转发的行为来看,它们都具有相同的转发属性。
    一种 FEC 是一组单目广播分组,其目的地址均与一个IP地址前缀相匹配。
  • FEC决定LSP如何与组对应
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