【文章內容簡介】 第3章 開發(fā)技術和開發(fā)環(huán)境本系統(tǒng)的拓撲是典型的MPLS VPN網絡模型，結合企業(yè)網集團及分節(jié)點訪問需求進行設計開發(fā)，通過使用系統(tǒng)集成的關鍵技術配置路由器和交換機并加以優(yōu)化而完成的。 MPLS VPN核心技術 PE路由器改造和VRF導入為了讓PE路由器能區(qū)分是哪個本地接口上送來的VPN用戶路由，在PE路由器上創(chuàng)建了大量的虛擬路由器，每個虛擬路由器有各自的路由表和轉發(fā)表，這些路由表和轉發(fā)表統(tǒng)稱為VRF(VPN Routing and Forwarding instances)。一個VRF定義了連到PE路由器上的VPN成員。VRF中包含IP路由表，IP轉發(fā)表，使用該CEF表的接口集和路由協議參數和路由導入導出規(guī)則等等。在VRF中和VPN有關的重要參數是RD(Route Distinguisher)和RT(Route Target)。RD和RT長度都為64比特。有了虛擬路由器就能隔離不同VPN用戶之間的路由，也能解決不同VPN之間IP地址空間重疊的問題。 MPBGP協議對VPN用戶路由的發(fā)布MPBGP協議對VPN用戶路由發(fā)布如圖31所示圖31 MPBGP對VPN用戶路由的發(fā)布正常的BGP4協議能只傳遞IPv4的路由，不同VPN用戶具有地址空間重疊的問題，則要修改BGP協議。BGP最大優(yōu)點是擴展性好，可以在原來的基礎上再定義新的屬性，通過對BGP修改，把BGP4擴展成MPBGP。在MPIBGP鄰居間傳遞VPN用戶路由時打上RD標記，這樣VPN用戶傳來的IPv4路由轉變?yōu)閂PNv4路由，保證VPN用戶的路由到了對端的PE上，能夠使對端PE區(qū)分開地址空間重疊但不同的VPN用戶路由。示例如下：在PEPEPE3上配置VRF參數，其中VPN1用戶的RD=6500:1，RT=100:1，VPN2用戶的RD=6500:RT=100:2。以PE2為例，PE2把該路由放置到和S0有關的VRF所管轄的IP路由表中，并且分配該路由的本地標簽，注意該標簽是本地唯一的。路由重新發(fā)布把VRF所管轄的IP路由表中的路由重新發(fā)布到BGP表中，此時通過參考VRF表的RD、RT參數，把正常的IPv4路由變成VPNv4路由，:1:，同時把導出RT值和該路由的本地標簽值等等的屬性全部加到該路由條目中去。通過MPIBGP會話，PE2把這條VPNv4路由發(fā)送到PE1處，其中一條是由PE3發(fā)來的，由于RD的不同，導致該兩條路由沒有可比性。MPBGP接受到該兩條路由后，去掉VPN4路由所帶的RD值，使之恢復IPv4路由原貌，根據各VRF配置的允許導入的RT值，把IPv4倒到各個VRF管轄的路由表和CEF表中，也就是說帶有RT=100:，帶有RT=100:。再通過CE和PE之間的路由協議，PE把不同的VRF管轄的路由表內容通告的各自的相聯的CE中去。PE和CE之間可支持的路由協議只有四種BGP、OSPF、RIP2或者靜態(tài)路由。 倒數第二跳彈出在出口處，Egress LSR本應變MPLS轉發(fā)為IP路由查找，但是他收到的仍舊是含有標簽的MPLS報文，按照常規(guī)，這個報文應該送交MPLS模塊處理，而此時MPLS模塊不需要標簽轉發(fā)，能做的只是去掉標簽，然后送交IP層。其實對于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）就把標簽給彈出來。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，在倒數第一跳為其分配標簽時做一下特殊說明即可。PHP（Penultimate Hop Popping),倒數第二跳彈出，如表31所示。 表31 倒數第二跳彈出 MPLS VPN理論知識計算機網絡經過多年來的飛速發(fā)展，為系統(tǒng)集成積累了很多實用的理論和技術，能夠適應多種用途、多種環(huán)境的網絡搭建需求。 MPLS包頭結構通常，MPLS包頭有32Bit，如圖32所示：20Bit來用作標簽（Label）3個Bit的EXP, 常用作COS1個Bit的S,用于標識是否為棧底，表明MPLS的標簽可以嵌套。8個Bit的TTL 圖32 MPLS包頭結構理論上，標記?？梢詿o限嵌套，從而提供無限的業(yè)務支持能力。這是MPLS技術最大的魅力所在。 MPLS術語（Label）是一個比較短且定長的，通常是只有局部意義的標識，這些標簽通常位于數據鏈路層的數據鏈路層封裝頭和三層數據包之間，標簽通過綁定過程同FEC相映射。：Forwarding Equivalence Class，FEC，是在轉發(fā)過程中以等價的方式處理的一組數據分組，可以通過地址、隧道等來標識創(chuàng)建FEC，MPLS中只是一條路由對應一個FEC。通常在一臺設備上，對一個FEC分配相同的標簽。：標簽交換通道。一個FEC的數據流，在不同的節(jié)點被賦予確定的標簽，數據轉發(fā)按照這些標簽進行。數據流所走的路徑就是LSP。4. 路由器角色 （1）LSR：Label Switching Router，LSR是MPLS網絡的核心交換機，它提供標簽交換和標簽分發(fā)功能。 （2）LER:Label Switching Edge Router,在MPLS的網絡邊緣，進入到MPLS網絡的流量由LER分為不同的FEC，為這些FEC請求相應的標簽。它提供流量分類和標簽的映射、標簽的移除功能，如圖33所示。圖33 路由器角色 LDP有了標簽，轉發(fā)是很簡單的事，但是如何生成標簽，卻是MPLS中復雜的部分。在MPLS中，這部分被稱為LDP（Label Distribution Protocol），是一個動態(tài)的生成標簽的協議。其實LDP與IP中的動態(tài)路由協議很像，都具備如下的幾大要素：報文鄰居的自動發(fā)現和維護機制一套算法，來根據搜集到的信息計算最終結果。只不過前者計算的結果是標簽，后者是路由罷了。1. LDP消息在LDP協議中，存在4種LDP消息：（1）發(fā)現（Discovery）消息 用于通告和維護網絡中的LSR。（2）會話（Session）消息 用于建立，維護和結束LDP對等實體之間的會話連接。（3）通告（Advertisement）消息 用于創(chuàng)建，改變和刪除特定FEC標簽綁定。（4）通知（Notification）消息 用于提供消息通告和差錯通知。2. LDP鄰居狀態(tài)機LDP會話建立的狀態(tài)遷移，如圖34所示：圖34 LDP會話建立的狀態(tài)遷移圖 MPLS標簽的分配和管理1. 標簽分配概念（1）標簽分發(fā)方式： DOD（Downstream On Demand）下游按需標記分發(fā) DU（Downstream Unsolicited）下游自主標記分發(fā)（2）標簽控制方式： 有序方式（Odered）標記控制 獨立方式（Independent）標記控制（3）標簽保留方式： 保守方式 自由方式（4）上游與下游： 在一條LSP上，沿數據包傳送的方向，相鄰的LSR分別叫上游LSR(upstream LSR )和下游LSR（downstream LSR）。上游是路由的始發(fā)者。2. LDP標簽分配方式（DU）LDP標簽DU方式，如圖35所示：圖35 LDP標簽DU方式 下游主動向上游發(fā)出標記映射消息。 標簽分配方式中同樣存在水平分割，即：對我已經選中的出口標簽，就不再為下一跳分配出標簽。 標簽是設備隨機自動生成的，16以下為系統(tǒng)保留。 還有一種DOD方式（由上游向下游請求），用的較少。3. LDP標簽控制方式 （1）有序方式（Odered）標記控制： 除非LSR是路由的始發(fā)節(jié)點，否則LSR要等收到下一跳的標記映射才能向上游發(fā)出標記映射。 對一個特定FEC，LSR從上游獲得標簽請求消息之后才進行標簽分配與分發(fā)。 （2）獨立方式（Independent）標記控制： LSR可以向上游發(fā)出標記映射，而不用等待來自LSR下一跳的標記映射消息。 比較流行的是有序方式。4. LDP標簽保留方式LDP保留方式，如圖36所示：圖36 LDP保留方式（1）自由方式（Liberal retention mode）