多协议标签交换组网如何路由转发

1、组网协议从各种链路层协议得到链路层服务，为网络层提供面向面向连接的服务。

2、组网属于MAC和IP之间，2.5层。

1、LER、LSR(路由器的分类)LER：标签边界路由器LSR：标签交换路由器

2、push、swap、pop(对标签的处理动作)

push：标签压入

swap：标签交换

pop：标签弹出

3)Ingress、transit、Egress(路由器的角色，不同角色对应不同的处理方式，以数据方向进行判断，标签的分配是以路由的方向判断，恰好相反)

Ingress：第一个压入标签的路由器。

Transit：只负责传输标签，标签交换。

Egress：标签弹出的路器(不斟酌次未跳)

1、在组网网络中，路由器角色分为两种：

①、LER：(LabelEdgeRouter)标签边界路由：在组网网络中，用于标签的压入或弹出，如RTB、RTD。、

②、LSR：(LabelSwitchedRouter)标签交换路由：在组网网络中，用于标签交换。如RTC

2、根据数据流的方向，LSP的入口LER被称为入节点(Ingress)，位于LSP中间的LSR称为中间节点(Transit)，LSP的出口LER称为出节点(Egress)。

3、组网的下游路由器会为上游路由器分配标签。

4、FEC：转发等价类。

1、控制平面

1.1、控制平面：负责生产和保护路由信息和标签信息

①、路由信息表RIB：由IP路由协议生成，用于选择路由。

②、标签分发协议LDP：负责标签的分配、标签转发信息表的建立、标签交换路径的建立、撤除的工作。

③、标签信息表LIB：由标签分发协议生成，用于管理标签信息。

2、转发平面

2.1、转发平面：即数据平面，负责普通IP报文的转发和带组网标签报文的转发。

①、转发信息表FIB：从RIB提取必要的路由信息生成，负责普通IP报文的转发

②、标签转发信息表LFIB：简称标签转发表，由标签分发协议建立LFIB，负责带组网标签报文的转发。

3、组网路由器上报文转发进程

3.1、当收到普通IP报文时，查找FIB表，如果TunnelID为0x0，则进行普通IP转发;如果查找FIB表，TunnelID为非0x0，则进行组网转发。

3.2、当收到带标签的报文时，查找LFIB表，如果对应的出标签是普通标签，则进行组网转发;查找LFIB表，如果对应的出标签是特殊标签，如标签3，则将报文的标签去掉，进行IP转发。

3.3、详述组网数据包的转发进程

1)LIB：标签信息表

2)NHLFE：下一跳标签转发条目

3)ILM：入接口的标签映照

在报文转发进程中：

1)在Ingress，通过查询FIB表和NHLFE表指点报文的转发。

2)在Transit，通过查询ILM表和NHLFE表指点组网报文的转发。

3)在Egress，通过查询ILM表指点组网报文的转发或查询路由表指点IP报文转发。在组网转发进程中，FIB、ILM和NHLFE表项是通过TunnelID关联的。

Ingress的处理

1)查看FIB表，根据目的IP地址找到对应的TunnelID。

2)根据FIB表的TunnelID找到对应的NHLFE表项，将FIB表项和NHLFE表项关联起来。

3)查看NHLFE表项，可以得到出接口、下一跳、出标签和标签操作类型，标签操作类型为Push。

4)在IP报文中压入出标签，并根据QoS策略处理EXP，同时处理TTL，然后将封装好的组网报文发送给下一跳。

Transit的处理

1)根据组网的标签值查看对应的ILM表，可以得到TunnelID。

2)根据ILM表的TunnelID找到对应的NHLFE表项。

3)查看NHLFE表项，可以得到出接口、下一跳、出标签和标签操作类型。

4)组网报文的处理方式根据不同的标签值而不同。

?如果标签值>=16，则用新标签替换组网报文中的旧标签，同时处理EXP和TTL，然后将替换完标签的组网报文发送给下一跳。

?如果标签值为3，则直接弹出标签，同时处理EXP和TTL，然落后行IP转发或下一层标签转发。

Egress的处理

如果Egress收到IP报文，则查看路由表，进行IP转发。

如果Egress收到组网报文，则查看ILM表取得标签操作类型，同时处理EXP和TTL。

?如果标签中的栈底标识S=1，表明该标签是栈底标签，直接进行IP转发。

?如果标签中的栈底标识S=0，表明还有下一层标签，继续进行下一层标签转发。

5.1、标签共有4个字段：

Label：20bit，标签值域。

Exp：3bit，用于扩大。现在通经常使用做CoS(ClassofService)，其作用与Ethernet802.1p

的作用类似。

S：1bit，栈底标识。组网支持多层标签，即标签嵌套。S值为1时表明为最底层标签。

TTL：8bit，和IP分组中的TTL(TimeToLive)意义相同

5.2、标签的范围：

0~15为特殊标签，3号标签标示隐式空标签，0号标签标示显示空标签

16~1023为静态分配标签的范围

1024以上为动态分配标签，动态分配标签的方式有三种：LDP，MPBGP，RSVPTE

1、建立LSP的方式有两种

①、静态LSP：通过手工方式为各个转发等价类分配标签建立转发隧道

②、动态LSP：通过标签发布动态建立转发隧道

2、静态LSP

　　2.1、静态LSP的特点：

①、不使用标签发布协议，不需要交互控制报文，资源消耗比较小;

②、通过静态方式建立的LSP不能根据网络拓扑变化动态调剂;

③、静态LSP适用于拓扑结构简单并且稳定的网络。

2.2、配置静态LSP遵守的原则：前一节点出标签的值等于下一个节点入标签的值

　动态LSP

3.1、动态LSP通过LSP协议实现对FEC的分类、标签的分配及LSP的建立和保护等操作。

　　动态LSP的特点：

①、组网配置简单，易于管理和保护

②、支持基于路由动态建立LSP，网络拓扑产生变化时，能及时反应网络状态

　　LDP邻居发现

MPSL路由器通过周期性的发送LDP链路Hello消息(LDPLinkHello)，实现LDP邻居的发现，并建立本地LDP会话。

为使开启LDP协议的装备快速发现邻居，LDP的Hello消息使用UDP封装。端口号为646。

发现阶段：发现对真个LSRidLDP有两种发现机制：

　　1)基本发现机制：用于发现链路上直连的LSR。

LSR通过周期性的发送LDPHello报文，实现LDP基本发现机制，建立本地LDP会话。Hello消息使用UDP报文，目的地址是组播地址(224.0.0.2)，目的端口是LDP端口(646)。Hello报文中携带LDPIdentifier及一些其他消息(例如：holdtime、transportaddress)。如果LSR在特定接口接收到LDPHello消息，表明该接口存在LDP对等体。

transportaddress默许为LSRID，LSRID一定要手动配置，且一定要为路由器上某个接口(物理接口或loopback)地址，且一定要宣布进底层路由协议进程中。

hello默许5S，holdtime默许15S

2)扩大发现机制：用于发现链路上非直连LSR。

LSR周期性的发送TargetedHello消息到指定地址，实现LDP扩大发现机制，建立远端LDP会话。

TargetedHello消息使用UDP报文，目的地址是指定地址，目的端口是LDP端口(646)。TargetedHello消息一样携带LDPIdentifier及一些其他信息(例如：holdtime、transportaddress)。如果LSR在特定接口接收到Targetedhello消息，表明该接口存在LDP对等体。

transportaddress地址同上。

hello默许15S，holdtime默许45S

　　LDP邻居建立

　　LDP协议的消息类型

(1)发现(Discovery)消息：用于通告和保护网络中LSR(邻居)的存在。

(2)会话(Session)消息：用于建立、保护和终止LDP对等体之间的会话。如：Initialization消息、Keepalive消息。

(3)通告(Advertisement)消息：用于创建、改变和删除FEC的标签映照。

(4)通知(Notification)消息：用于提供建议性的消息和过失通知。

LDP标签的发布方式(LabelAdvertisementMode)

在组网体系中，由下游LSR决定将标签分配给特定FEC，再通知上游LSR，即标签由下游指定，标签的分配按从下游到上游的方向分发。

　　标签发布方式含义

下游自主方式DU(DownstreamUnsolicited)：对一个特定的FEC，LSR无需从上游取得标签要求消息即进行标签分配与分发。

下游按需方式DoD(DownstreamonDemand)：对一个特定的FEC，LSR取得标签要求消息以后才进行标签分配与分发。

LDP标签分配控制方式(LabelDistributionControlMode)

标签分配控制方式是指在LSP的建立进程中，LSR分配标签时采取的处理方式。

标签分配控制方式含义

独立标签分配控制方式(Independent)：本地LSR可以自主地分配一个标签绑定到某个FEC，并通告给上游LSR，而无需等待下游的标签。

有序标签分配控制方式(Ordered)：对LSR上某个FEC的标签映照，只有当该LSR已具有此FEC下一跳的标签映照消息、还是该LSR就是此FEC的出节点时，该LSR才可以向上游发送此FEC的标签映照。

华为默许采取有序标签分配控制方式(Ordered)分配标签。

　　标签保持方式(LabelRetentionMode)

标签保持方式是指LSR对收到的、但目前暂时不需要的标签映照的处理方式。LSR收到的标签映照可能来自下一跳，也可能来自非下一跳。

　　标签保持方式含义

自由标签保持方式(Liberal)：对从邻居LSR收到的标签映照，不管邻居LSR会不会自己的下一跳都保存。

守旧标签保持方式(Conservative)：对从邻居LSR收到的标签映照，只有当邻居LSR是自己的下一跳时才保存。

目前装备支持以下组合方式：

下游自主方式(DU)+有序标签分配控制方式(Ordered)+自由标签保持方式(Liberal)，该方式为缺省方式。

下游按需方式(DoD)+有序标签分配控制方式(Ordered)+守旧标签保持方式(Conservative)。