MPLS实验

原创 已于 2023-02-02 14:11:54 修改 · 375 阅读 · 1 ·
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于 2023-02-01 21:30:20 首次发布

目录

实验要求

如图
要求：
R1与R5 用mplsvpn，R1这个私网用rip协议跑通，R5用ospf获取路由
R7和R8 用mplsvpn，R7写静态路由到R8，R8也用静态路由写到R7
R8可以访问R2/3/4环回
在这里插入图片描述

mpls简介

MPLS：是多协议标签交换
多协议：可以基于多种不同的3层协议来生成2.5层的标签信息；

包交换：
原始的包交换：数据包进入路由器后，路由器需要查询本地的路由表（RIB-路由信息数据库），再基于下一跳或者目标ip查询本地的ARP表，才能进行数据的转发。
快速的包交换：一次路由多次交换；每个数据流中的第一个包将被基于原始包交换规则转发；过程中生成缓存列表，记录整个通讯过程，该数据流量剩余数据包仅查询缓存记录即可。
特快的包交换：无需路由，直接交换； CEF-cisco特快交换，为cisco私有技术；非cisco厂商设备均存在和cef转发机制相同的技术。

标签交换：
数据包在进入到的MPLS的域内后，将在第2层和3层中间压入标签号；使得域内的路由器在转发该数据包时，基于2.5层的标签号仅需要查询本地的一张LFIB表（标签转发信息数据库）
最初在包交换仅支持原始交换时，标签的意义在于更快的查询；但随着包交换的加速，使用标签交换失去了快速查表的优势；

当下MPLS存在的意义：
1、解决BGP的路由黑洞
2、MPLS VPN
3、MPLS TE 流量工程

mpls工作过程

控制层面
1）在没有MPLS时控制层面仅生成RIB（路由表）和FIB（转发信息数据库）；FIB是基于RIB生成；
2）MPLS协议会启动TDP（cisco私有）或LDP（公有），直连设备间将建立邻居关系；
3）MPLS在建立邻居关系后，生成邻居表；LDP协议再基于FIB表中学习到的路由条目生成标签号
4）标签号生成后，将存储于本地的LIB表-标签信息数据库；LIB表将在邻居间共享； LIB表中装载本地及邻居为每条路由分发的标签号；
5）运行MPLS协议的设备，将LIB和FIB进行结合，将标签号和最佳路径的关系映射生成LFIB表（标签转发信息数据库）

数据层面
1）当流量进入到第一台pe设备时， 在没有特快交换之前，路由器基于目标IP地址查询本地的RIB；
在LIB表中对应确定流量是否应该压入标签，需要两张表的查询；
2）在存在特快交换时，流量进入第一pe时，直接查询FIB表，表中关联标签号，将直接确定是否压入标签；
3）流量再到P路由器，接收到流量中若存在标签基于LFIB表转发，若没有标签基于FIB表即可；流量从最后一台边界离开MPLS 域时将弹出标签；

实验的配置

基本的ip配置，环回配置均已经完成，不再写上，地址全部为192.168…/24的，图中对应的已经标出。R1 R2 R3 R4 R5环回分别为：
192.1681.1/24, 2.2.2.2/24, 3.3.3.3/24, 4.4.4.4/24, 192.168.4.1/24

环回的配置

[R1]int LoopBack 0     R1的
[R1]ip address 192.168.1.1 24
[R2]int LoopBack 0   R2的
[R2-LoopBack0]ip add 2.2.2.2 24
[R3]int LoopBack 0   R3的
[R3-LoopBack0]ip ad 3.3.3.3 24
[R4]int LoopBack 0   R4的
[R4-LoopBack0]ip address 4.4.4.4 24
[R5]int LoopBack 0    R5的
[R5-LoopBack0]ip address 192.168.4.1 24

R1和R5之间

大概总体思路：
1，先将公网基本ip配置配好，再用ospf让公网互通
2，R2和R4设备作为pe设备，也是EBGP设备，运行bgp协议建立邻居
3，在标签经过的接口运行mpls-ldp协议
4，创建对应vrf空间，并且将rip路由和bgp，ospf路由两两双向重发布

公网的ospf配置

[R4]ospf 1
[R4-ospf-1]area 0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network 4.4.4.4 0.0.0.0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network 34.1.1.2 0.0.0.0

[R3]ospf 1
[R3-ospf-1]area 0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 3.3.3.3 0.0.0.0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 23.1.1.2 0.0.0.0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 34.1.1.1 0.0.0.0

[R2]ospf 1
[R2-ospf-1]area 0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 2.2.2.2 0.0.0.0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 23.1.1.1 0.0.0.0

配置mpls-ldp

配置成功的前题是公网部分已经通了。
只需要在贴标签的路由接口上开启对应的mpls即可，该实验需要开启的接口是下面的四个：
R2-g/0/0/1
R3-g/0/0/0
R3-g/0/0/1
R4-g/0/0/0

配置：
[r2]mpls lsr-id 2.2.2.2 先用真实环回建立，且邻居可达，因为该地址用于建立tcp会话，建议用环回
[r2]mpls 开启mpls协议
[r2-mpls]mpls ldp 再激活ldp协议
之后需要在所有标签经过的接口上开启协议
[r2]interface GigabitEthernet 0/0/1 进入标签要经过的接口
[r2-GigabitEthernet0/0/1]mpls 先开启mpls协议
[r2-GigabitEthernet0/0/1]mpls ldp 再激活ldp协议

[r3]mpls lsr-id 3.3.3.3
[r3]mpls
[r3-mpls]mpls ldp
[r3]interface GigabitEthernet 0/0/1
[r3-GigabitEthernet0/0/1]mpls
[r3-GigabitEthernet0/0/1]mpls ldp
[r3]interface GigabitEthernet 0/0/0
[r3-GigabitEthernet0/0/0]mpls
[r3-GigabitEthernet0/0/0]mpls ldp

[r4]mpls lsr-id 4.4.4.4
[r4]mpls
[r4-mpls]mpls ldp
[r4]interface GigabitEthernet 0/0/0
[r4-GigabitEthernet0/0/0]mpls
[r4-GigabitEthernet0/0/0]mpls ldp

如下，查看建立tcp会话后的tcp状态
在这里插入图片描述

配置R1和R5间的mplsvpn

1、 CE将私有路由传递到PE端

2、 PE端在收到不同CE发送过来的相同网段路由时，使用RD值进行区分—格式X:X 32位

3、 PE端将附上RD的私有路由不能直接装载于本地公有路由表中，需要放置到对应的VRF（虚拟路由转发）空间内；之后再路由付RT值，用于传递到对端PE设备，对端区分信息；VPNV4路由=普通IPV4路由+RD+RT

4、 VPNV4路由需要MP-BGP来进行传递；对端基于RT值，将路由装载到对应的VRF空间内，再共享给对应的CE；

5、 控制层面工作完成后，数据层面需要基于MPLS来工作，由于数据层面不能携带RD/RT值；
故mpls将在数据包中压入两层标签，外层标签用于穿越中间设备，打破BGP路由黑洞；内层标签用于对应VRF空间；

配置：
[R2]ip vpn-instance a 创建名为a的vrf空间
[R2-vpn-instance-a]ipv4-family 进入IPV4的家族配置模式下
[R2-vpn-instance-a-af-ipv4]route-distinguisher 1:1 RD值
[R2-vpn-instance-a-af-ipv4]vpn-target 1:1 RT值 必须对端的PE端一致
[r2]interface GigabitEthernet 0/0/0 进入链接CE端的接口
[r2-GigabitEthernet0/0/0]ip binding vpn-instance a 关联到vrf空间a

[R4]ip vpn-instance a
[R4-vpn-instance-a]ipv4-family
[R4-vpn-instance-a-af-ipv4]route-distinguisher 1:1
[R4-vpn-instance-a-af-ipv4]vpn-target 1:1
[r4]interface GigabitEthernet 0/0/1
[r4-GigabitEthernet0/0/1]ip binding vpn-instance a

此时pe R2上直接ping192.168.2.1ping不通，因为，R2作为的是公网不会直接存储192.168.2.1这个网段地址，而是存在vrf空间的。需要用在空间a里面的路由表ping
在这里插入图片描述
用空间a里面的来ping
在这里插入图片描述

私网的rip及ospf的宣告配置

在R1上面正常配置即可：
[R1]rip 1
[R1-rip-1]version 2
[R1-rip-1]network 192.168.1.1 0.0.0.0
[R1-rip-1]network 192.168.2.1 0.0.0.0

[R2]rip 1 vpn-instance a
[R2-rip-1]v 2
[R2-rip-1]network 192.168.2.0
这时R2 vrf空间学习到了rip路由

[R5]ospf 2
[R5-ospf-2]area 0
[R5-ospf-2-area-0.0.0.0]network 192.168.4.1 0.0.0.0
[R5-ospf-2-area-0.0.0.0]network 192.168.3.2 0.0.0.0

[r4]ospf 2 vpn-instance a 在空间a中配置
[r4-ospf-2]area 0
[r4-ospf-2-area-0.0.0.0]network 192.168.3.1 0.0.0.0
这时R4 vrf空间学习到了ospf路由

公网mp-bgp的建立

[r2]bgp 1
[r2-bgp]router-id 2.2.2.2
[r2-bgp]pe 4.4.4.4 as-number 2 和对端R4建立邻居
[r2-bgp]pe 4.4.4.4 connect-interface LoopBack 0 用环回作为源
[r2-bgp]pe 4.4.4.4 next-hop-local 为了传递路由时条目优秀，将下一跳改为本地
同时还需要再在IPV4的家族模式中，与对端建立一个VPNV4的关系，用于传递VPNV4路由(mp-bgp关系)
[r2-bgp]ipv4-family vpnv4
[r2-bgp-af-vpnv4]peer 4.4.4.4 enable

[r4]bgp 1
[r4-bgp]router-id 4.4.4.4
[r4-bgp]pe 2.2.2.2 as-number 2
[r4-bgp]pe 2.2.2.2 connect-interface LoopBack 0
[r4-bgp]pe 2.2.2.2 next-hop-local
[r4-bgp]ipv4-family vpnv4
[r4-bgp-af-vpnv4]peer 2.2.2.2 enable

查看mp-bgp邻居关系
在这里插入图片描述

R2和R4上面的双向重发布

为了将R1和5通，需要将rip重发布到bgp，bgp重发布到rip，ospf重发布到bgp，bgp重发布到ospf。
重发布后EBGP会将自己通过任何协议学习到的路由条目传递到邻居

[R2]rip 1 vpn-instance a 到空间a里面导入bgp路由
[R2-rip-1]import-route bgp
[R2-rip-1]q
[R2]bgp 1
[R2-bgp]ipv4-family vpn-instance a 到空间里面导入rip
[R2-bgp-a]import-route rip 1

[R4]ospf 2 vpn-instance a
[R4-ospf-2]import-route bgp
[R4-ospf-2]q
[R4]bgp 1
[R4-bgp]ipv4-family vpn-instance a
[R4-bgp-a]import-route ospf 2

查看vrf空间里面的路由表发现R4有到1.0 和2.0 的路由了
在这里插入图片描述
测试：用R1pingR5环回成功
在这里插入图片描述

R7和R8之间

大概总体思路：
1，前面公网bgp环境配置已经好了。只需要在以上操作中做出一些添加就可以了，过程相似

创建R7和R8间的mplsvpn

[R2]ip vpn-instance b 再创建名为b的vrf空间用于R7和R8建立mpls-vpn
[R2-vpn-instance-a]ipv4-family 进入IPV4的家族配置模式下
[R2-vpn-instance-a-af-ipv4]route-distinguisher 2:2 RD值
[R2-vpn-instance-a-af-ipv4]vpn-target 2:2 RT值 必须对端的PE端一致
[r2]interface GigabitEthernet 0/0/2 进入链接CE端的接口
[r2-GigabitEthernet0/0/2]ip binding vpn-instance b 关联到vrf空间b

[R4]ip vpn-instance b
[R4-vpn-instance-a]ipv4-family
[R4-vpn-instance-a-af-ipv4]route-distinguisher 2:2
[R4-vpn-instance-a-af-ipv4]vpn-target 2:2
[r4]interface GigabitEthernet 0/0/2
[r4-GigabitEthernet0/0/2]ip binding vpn-instance b

配置静态路由及环回

[R7]ip route-static 192.168.4.0 24 192.168.5.2 手写去往R8的ip
[R7]ip route-static 192.168.6.0 24 192.168.5.2
[R7]int LoopBack 0
[R7-LoopBack0]ip ad 192.168.2.1

[R2]ip route-static vpn-instance b 192.168.2.0 24 192.168.5.1 在空间b中手写到R7的环回ip

[R8]ip route-static 192.168.2.0 24 192.168.6.1
[R8]ip route-static 192.168.5.0 24 192.168.6.1
[R7]int LoopBack 0
[R8-LoopBack0]ip ad 192.168.4.2

[R4]ip route-static vpn-instance b 192.168.4.0 24 192.168.6.2

重发布

[R2]bgp 1
[R2-bgp]ipv4-family vpn-instance b 在空间b中将直连路由和静态路由重发布到bgp
[R2-bgp-b]import-route direct
[R2-bgp-b]import-route static

[R4-bgp]bgp 1
[R4-bgp]ipv4-family vpn-instance b
[R4-bgp-b]import-route direct
[R4-bgp-b]import-route static

最后R2和R4的vrf b空间就有到R7 R8的路由了

pingR8的环回测试成功
在这里插入图片描述

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