一、概述
上一章我们已经介绍过,LSP是MPLS报文在MPLS网络中转发时经过的路径,可以看作是由报文传输方向节点为对应FEC分配的MPLS入标签组成的,因为每台设备上为每个FEC分配的入标签是唯一 的,并与由下游节点为本地节点上该FEC分配的出标签建立映射关系, 所以入标签确定后即可确定唯一的转发路径。LSP仅用于指导报文从 MPLS 骨干网入节点(Ingress)到达出节点(Egress)之间转发的路 径,不包括骨干网外的转发,所以LSP可以看成是入节点到出节点之间 的通信路径。
LSP是由途经节点分段建立的,路径中各节点上为某FEC建立的 LSP串联起来就是对应FEC的整条LSP。各节点上建立的LSP是由入标 签,对应映射的出标签以及下一跳来确定转发路径的。像IP路由中从 当前节点到达某目的网段可能有多条IP路由路径一样,在MPLS网络中 从当前节点到达某FEC也可能会建立多条不同的转发路径(绑定多个不 同的出标签、出接口和下一跳),但在同一时刻只有一条路径是最 优、有效的。只有这条路径会进入到LFIB中。
MPLS中的LSP可以通过在各节点上静态配置标签来建立,也可以 通过一些协议为节点动态分配标签来建立。静态LSP类似于静态路由, 需要管理员在每个节点上分别手工配置,动态LSP相当于动态路由,是 由标签分配协议为节点动态分配标签。下面分别予以介绍。
二、LSP建立原则
当网络层协议为IP协议时,FEC所对应的路由必须存在于LSR的IP路由表中,否则该FEC的标签转发表项不生效。
LSR用标签标识指定FEC,所以该FEC的数据被发送至LSR时,必须携带正确的标签,才能被LSR正确的处理。
- 对某一FEC,设备上存在进(In)标签和出(Out)标签,分别表示该FEC的数据接收时和发送时所携带的标签。
- 以R2转发到4.4.4.0/24的数据为例,R1为R2的上游(Upstream)LSR,R3为R2的下游(Downstream)LSR。为确保标签报文能被正确的处理和转发,那么R1发给R2的报文所携带的标签与R2上绑定到4.4.4.0/24的相同,即R1的出标签等于R2的入标签。同理,R2关于4.4.4.0/24这条FEC的出标签必须等于R3的入标签。
三、静态LSP建立
静态LSP是管理员通过手工方式为各个转发等价类(FEC)分配标 签而建立的,不需要标签分发协议参与,也不需要IP路由参与(但 MPLS网络仍需部署路由,以实现骨干网内各LSR的三层互通)。由于 静态LSP各节点上不能相互感知到整个LSP的建立情况,因此静态LSP是 一个本地的概念,即本地LSP是否建立成功仅与本地设备对应端口的 MPLS 功能及状态有关。当然,最终还需要途经的各节点都建立好了基 于某 FEC 的LSP,才能实现报文在MPLS网络中从入节点正确、成功地 转发到出节点。
在静态LSP配置中,对于MPLS域中的不同节点所需配置的标签不 一样。
对于入(Ingress)节点只需要配置出标签。
对于中间(Transit)节点需要同时配置入标签和出标签。
对于出(Egress)节点只需要配置入标签。
配置好静态LSP后,就相当于在设备上手动创建好了每个FEC的LIB 和LFIB,而且一般情况下,LIB 和 LFIB 中所包括的标签都是完全相同 的,因为手工配置方式一般只配置真正用于报文转发的LSP,而不像动 态LSP,通过标签分发协议会生成一些当前并无效的LSP。但要注意的 是,LSP是单向的,所以如果需要两端能正常通信,源端和目的端的通 信需要建立双向 LSP,这两条 LSP 的 Ingress 和 Egress角色是互换 的。
静态LSP不使用标签发布协议,不需要交互控制报文,因此消耗资 源比较小,适用于拓扑结构简单并且稳定的小型网络。但通过静态方 式分配标签建立的LSP不能根据网络拓扑变化动态调整(就像静态路由 一样),需要管理员干预。
四、动态LSP建立
动态LSP是通过标签发布协议(如LDP、MP-BGP、RSVP-TE)动态 建立的,但同时也需要IP路由参与,以便按照路由路径在相邻节点间 彼此交换针对具体FEC的MPLS标签,实现由下游向上游分发MPLS标 签,最终建立LSP的目的。不同的标签发布协议的LSP建立原理不一 样。
1、标签分发协议
MPLS可以使用以下多种标签发布协议
- LDP
- LDP(Label Distribution Protocol,标签分发协议)是专为标签发 布而制定的协议,是最常用的标签发布协议。LDP根据IGP(Interior Gateway Protocol , 内 部 网 关 协 议 ) 及 BGP ( Border Gateway Protocol,边界网关协议)对应的IP路由信息以逐跳方式建立LSP。
- (2)RSVP-TE
- RSVP-TE(Resource Reservation Protocol Traffic Engineering,资 源预留协议流量工程)是对RSVP(资源预留协议)的扩展,用于建立 基 于 约 束 路 由 的 LSP ( Constraint-based Routed Label Switched Paths,CR-LSP)。其拥有普通LDP LSP没有的功能,如发布带宽预留 请求、带宽约束、链路颜色和显式路径等。
- (3)MP-BGP
- MP-BGP(Multiprotocol Border Gateway Protocol,多协议边界网 关协议)是在BGP协议基础上扩展的协议。MP-BGP支持为MPLS VPN业 务中私网路由和跨域VPN的标签路由分配BGP LSP标签。
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