網工提款機---MPLS協議

MPLS物種起源/報文格式

IP的危機

在90年代中期，當時路由器技術的發展遠遠滯後於網絡的發展速度與規模，主要表如今轉發效率低下、沒法提供QOS保證。緣由是：當時路由查找算法使用最長匹配原則，必須使用軟件查找；而IP的本質就是「只關心過程，不注重結果」的「盡力而爲」。當時江湖上流行一種論調：過於簡單的IP技術沒法承載網絡的將來，基於IP技術的因特網必將在幾年以後崩潰。

ATM的野心

此時ATM跳了出來，欲收編全部幫派，一統武林。不幸的是：信奉惟美主義的ATM走向了另外一個極端，過於複雜的心法與招式致使沒有任何廠商可以徹底修練成功，並且沒法與IP很好的融合。在與IP的大決戰中最終落敗，ATM只能寄人籬下，淪落到做爲IP鏈路層的地步。

ATM技術雖然沒有成功，但其中的幾點心法口訣，卻屬創新

屏棄了繁瑣的路由查找，改成簡單快速的標籤交換
將具備全局意義的路由表改成只有本地意義的標籤表
這些均可以大大提升一臺路由器的轉發功力。
MPLS的創始人「label大師」充分吸收了ATM的精華，但也同時認識到IP爲江湖第一大幫派，沒法取而代之。遂主動與之修好，甘當IP的承載層，但爲了與通常的鏈路層小幫有所區別，將本身定位在第2. 5層的位置。「label大師」本屬於八面玲瓏之人，爲了避免得罪其餘幫派，宣稱本幫是「multiprotocol」，來者不拒，也能夠承載其餘幫派的報文。在通過一年多的招兵、上下打點以後，於1997年的武林大會上，正式宣佈本幫成立，並命名爲MPLS（MultiProtocol label Switch） MPLS能夠擴展到多種網絡協議（如IPv6，IPX等）

MPLS在TCP/IP模型裏面的位置

MPLS包頭結構

一般，MPLS包頭有32Bit，其中有：
20Bit用做標籤（Label）在本地有意義
3個Bit的EXP, 協議中沒有明確，一般用做COS QOS打標用的
1個Bit的S,用於標識是不是棧底，代表MPLS的標籤能夠嵌套，S值爲1時代表爲最底層標籤
8個Bit的TTL


二層首部的標籤稱爲棧頂MPLS標籤或外層MPLS標籤
靠近IP首部的標籤稱爲棧底MPLS標籤或內層MPLS標籤
理論上，標記棧能夠無限嵌套，從而提供無限的業務支持能力。這是MPLS技術最大的魅力所在。

標籤空間

0～15：特殊標籤。如標籤3，稱爲隱式空標籤，用於倒數第二跳彈出；
16～1023：靜態LSP和靜態CR-LSP（Constraint-based Routed Label Switched Path,基於約束的標籤交換路徑）共享的標籤空間；
1024及以上：LDP、RSVP-TE（Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering，資源預留協議流量工程）、MP-BGP（MultiProtocol Border Gateway Protocol，多協議邊界網關協議）等動態信令協議的標籤空間。

抓包現象

MPLS術語

LSP

LSP（Label Switched Path）：標籤交換路徑，報文在MPLS網絡中通過的路徑,數據流所走的路徑就是LSP。

LSR

LSR：
Label Switching Router，用於標籤的交換
LER:
Label Switching Edge Router,在MPLS的網絡邊緣，在MPLS網絡中，用於標籤的壓入或彈出

Ingress、Transit、 Egress

LSP的入口LER被稱爲入節點（Ingress）
位於LSP中間的LSR被稱爲中間節點（Transit）
LSP的出口LER被稱爲出節點（Egress）
一條LSP能夠有0個、1個或多箇中間節點，但有且只有一個入節點和一個出節點

MPLS北斗陣法圖

該陣法分爲內外兩層，外層由功力高強的弟子擔綱（至少是個堂主（LER），在IP報文衝陣時負責接收IP報文，查找標籤轉發表，給IP報文打標籤操做（PUSH）在IP報文出陣時對標籤報文進行彈出操做（POP），按IP路由進行轉發。
內層由功力較低的入門弟子組成，負責對標籤報文進行快速的標籤交換操做（SWAP）

上游、下游

下游給上游分發標籤

FEC

Forwarding Equivalence Class，FEC（轉發等價類），是在轉發過程當中以等價的方式處理的一組數據分組， MPLS創始人在祕笈原本規定：能夠經過地址、隧道、COS等來標識建立FEC，只惋惜後輩弟子大多資質愚鈍，不能理解其中的精妙之處，因此咱們如今看到的MPLS中只是一條路由對應一個FEC。一般在一臺設備上，對一個FEC分配相同的標籤。

LSP的創建方式

創建LSP的方式有兩種：
靜態LSP：用戶經過手工方式爲各個轉發等價類分配標籤創建轉發隧道；
動態LSP：經過標籤發佈協議動態創建轉發隧道

in標籤是我分給別人的
Out標籤是別人分給個人

實驗模擬

實驗查看5.5.5.5分配標籤的過程

MPLS網絡模型

控制平面：負責產生和維護路由信息以及標籤信息。
路由信息表RIB（Routing Information Base）：由IP路由協議（IP Routing Protocol）生成，用於選擇路由。
標籤分發協議LDP（Label Distribution Protocol）：負責標籤的分配、標籤轉發信息表的創建、標籤交換路徑的創建、拆除等工做。
標籤信息表LIB（Label Information Base）：由標籤分發協議生成，用於管理標籤信息。

轉發平面：即數據平面（Data Plane），負責普通IP報文的轉發以及帶MPLS標籤報文的轉發。
轉發信息表FIB（Forwarding Information Base）：從RIB提取必要的路由信息生成，負責普通IP報文的轉發。
標籤轉發信息表LFIB（Label Forwarding Information Base）：簡稱標籤轉發表，由標籤分發協議創建LFIB，負責帶MPLS標籤報文的轉發。

MPLS路由器上，報文的轉發過程：
當收到普通IP報文時，查找FIB表，若是Tunnel ID爲0x0，則進行普通IP轉發；若是查找FIB表，Tunnel ID爲非0x0，則進行MPLS轉發。

路由信息表RIB

轉發信息表FIB

標籤信息表LIB

標籤轉發信息表LFIB

Tunnel ID爲非0x0

MPLS基礎配置

配置LSR ID

LSR ID用來在網絡中惟一標識一個LSR。LSR沒有缺省的LSR ID，必須手工配置。爲了
提升網絡的可靠性，推薦使用LSR某個Loopback接口的地址做爲LSR ID

執行命令mpls lsr-id lsr-id，配置本節點的LSR ID

若是要修改已經配置的LSR ID，必須先在系統視圖下執行undo mpls命令
執行undo mpls命令會刪除全部MPLS配置，致使MPLS業務中斷。所以，請配置前對
網絡中每一個LSR的LSR ID進行統一規劃，避免出現修改LSR ID的狀況

使能MPLS

執行命令system-view，進入系統視圖。 
執行命令mpls，使能本節點的MPLS，並進入MPLS視圖。

缺省狀況下，節點的MPLS能力處於未使能狀態。

執行命令interface interface-type interface-number，配置須要轉發MPLS報文的接口。
執行命令mpls，使能接口的MPLS。

缺省狀況下，接口的MPLS能力處於未使能狀態。