MPLS讲解

MPLS:多协议标签交换—ISP使用

交换方式：

1. 包交换：依赖报文中的IP地址进行数据转发
2. 标签交换：基于2.5层的标签号进行数据转发

MPLS—多协议—无论网络层运行何种协议，2.5均可运行标签交换

当下的主要应用：

1. 解决BGP的路由黑洞问题
2. MPLS VPN
3. MPLS TE（流量工程）

使用MPLS的前提是设备基于CEF工作：(CEF是cisco全新的路由交换技术)

1. 启动CEF后，表格可以被ASIC（硬件芯片）直接调用
2. CEF解决了递归的问题，便于MPLS生成标签转发表格
3. CEF工作后生成FIB表，只有FIB可以存储标签表

控制层面：交互路由信息（路由协议收敛）；进行标签号的分发；

数据层面：根据路由表转发用户数据报文；基于标签号进行数据转发,压入标签、弹出标签；

1. 控制层面：通过IGP或EGP交互路由条目，生成路由表，然后CEF基于路由表生成FIB表；MPLS使用TDP/LDP基于FIB表中的每一条信息(本地所有的路由条目)生成一个标签号，然后告知所有邻居；
   该工作完成后路由器上生成：
   1）路由表
   2）FIB表—转信息数据库= CEF基于路由表生成
   3）LIB表—标签信息数据库（本地和邻居关于所有学习到的路由条目生成的标签号）
   4）LFIB表–标签转发信息数据库----将FIB表和LIB进行结合
2. 数据层面：普通的数据包将基于FIB表转发；若数据包中存在标签号基于LFIB进行转发；标签的压入和弹出也是在数据层面完成的；
   MPLS的数据封装于2层和3层间，故称为2.5层
   MPLS的数据包格式：
   
   前20位为标签号：存在2^20个号码，其中0-15号保留；
   21-23位为8个优先级，用于QOS；
   25-32位TTL----当标签号被压入时，将复制3层报头的TTL值，然后每经过一个路由器减1，当标签号弹出时，复制回IP报头中；
   第24位为栈底位—为1标示本信息为最后一层标签信息；最多可以存在3层标签；
   
   一层标签为普通MPLS，主要用于解决BGP的路由黑洞；
   二层标签为MPLS VPN使用；
   三层标签为MPLS TE使用；
   使用MPLS后，二层若依然为以太网封装，那么类型号将变化：
   0x8847 MPLS单播
   0x8848 MPLS 多播

名词注解：

1. MPLS domain–MPLS工作的范围
2. LSR（P路由器）：标签交换路由器 查看数据包中的标签号然后基于LFIB表进行转发
3. Edge LSR（PE路由器）：边界标签路由器；在数据层面时，MPLS 域的第一跳路由器负责标签的压入，最后一跳负载弹出
4. CE 客户端路由器，不工作于MPLS域，使用FIB表转发流量

MPLS的工作过程：