华为MPLS基础知识培训教程-A

《华为MPLS基础知识培训教程-A》由会员分享，可在线阅读，更多相关《华为MPLS基础知识培训教程-A（38页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Security Level: Internal Use Only 2 0 2 1 -4 -2 3 MPLS基础知识 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 2 前言基 于 MPLS（ 多 协 议 标 签 交 换 技术 ） ， 开 发 此 课 程 。 本 课 程 旨 在 了 解 MPLS技 术 的 基 础知 识 ， 理 解 MPLS在 MSTP传 输 网络 中 的 实 际 应 用 。 HUAWEI TECHNOLOGIES C

2、O., LTD. Huawei Confidential Page 3 学习指南l 本 课 程 的 重 点 是 MPLS的 技 术 细 节 和 工作 原 理 。l 本 课 程 的 难 点 是 理 解 MPLS在 MSTP传 输网 络 中 的 实 际 应 用 。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 4 参考资料l MPLS基 础 原 理 知 识l MPLS L2 VPN原 理 知 识l 数 据 单 板 开 局 指 导 书 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential P

3、age 5 课程目标l 学 习 完 此 课 程 ， 您 应 能 ：p 了 解 MPLS的 概 念 和 发 展 由 来p 理 解 MPLS的 技 术 细 节 和 工 作 原 理 p 理 解 MPLS在 传 输 网 络 中 的 实 际 应 用 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 6 内容介绍l MPLS简 介l MPLS技 术 细 节 和 工 作 原 理l MPLS的 实 际 应 用 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 7 MPLSl MPLSMult

4、i-Protocol Label Switchingp Multi-Protocol： 支 持 多 种 三 层 协 议 ， 如 IP、 IPv6 、 IPX等 ， 它 通 常 处 于 二层 和 三 层 之 间 ， 俗 称 2 .5 层 。 p Label： 是 一 种 短 的 、 等 长 的 、 易 于 处 理 的 、 不 包 含 拓 扑 信 息 、 只 具 有局 部 意 义 的 信 息 内 容 。p Switching： MPLS报 文 交 换 和 转 发 是 基 于 标 签 的 。 针 对 IP业 务 ， IP包 在 进入 MPLS网 络 时 ， 入 口 的 路 由 器 分 析 IP包 的

5、 内 容 并 且 为 这 些 IP包 选 择 合 适的 标 签 ， 然 后 所 有 MPLS网 络 中 节 点 都 是 依 据 这 个 简 短 标 签 来 作 为 转 发依 据 。 当 该 IP包 最 终 离 开 MPLS网 络 时 ， 标 签 被 出 口 的 边 缘 路 由 器 分 离 。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 8 起源：为了将IP与ATM结合面 向 无 连 接的 控 制 平 面面 向 无 连 接的 转 发 平 面IP 面 向 连 接 的控 制 平 面面 向 连 接 的转 发 平 面ATM面 向 无 连

6、接的 控 制 平 面面 向 连 接 的转 发 平 面MPLS HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 9 传统IP转发 l 每 一 跳 分 析 IP头 ， 效 率 低l QoS难 于 部 署 ， 而 且 效 率 低l 所 有 路 由 器 都 要 知 道 整 个 网 络 的 所 有 路 由分 析 IP头映 射 到 下 一 跳 分 析 IP头映 射 到 下 一 跳 分 析 IP头映 射 到 下 一 跳 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 10 ATM的交换

7、过程 l 面 向 连 接 ， 有 N2 问 题l 靠 链 路 层 选 路 ， 基 于 VPI/VCI或 标 签l 业 务 质 量 有 保 证 ， 可 保 证 实 时 业 务虚 通 路 连 接 (VCC)虚 通 道 连 接 (VPC)VP交 换VC交 换 VC交 换NNI NNIVPI = 2VCI = 44VPI = 1VCI = 1 VPI = 26VCI = 44 VPI = 20VCI = 30UNI UNI HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 11 结合ATM与IP优点的技术 l Layer 3 路 由 - 可

8、伸 缩 性 和 灵 活 性l Layer 2 交 换 - 高 可 靠 性 和 流 量 工 程 管 理+ XR = X Router ATM switch MPLS Router MPLS多 协 议 标 签 交 换 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 12 MPLS基本概念 l LSR： Label Switch Routerl LER： Label Edge Routerl LSP： Label Switch Path LERLERLER LERLSR LSRLSRMPLS域IP MPLSLSP HUAWEI TECHN

9、OLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 13 MPLS 基本工作过程Core LSRIP IP L1 IP L2 IP L3 IP传 统 IP转 发 传 统 IP转 发 标 签 转 发边 缘 LSR 边 缘 LSR HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 14 MPLS的优点l 以 短 的 、 固 定 长 度 的 标 签 代 替 IP头 作 为 转 发 依 据 ， 提 高 转 发 速 度l IP与 ATM更 好 地 结 合l 提 供 增 值 业 务 ， 同 时 不 损 害 效 率

10、 ： p VPNp 流 量 工 程p QOS HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 15 为什么使用MPLSl MPLS 结 合 了 网 络 层 的 灵 活 连 接 和 可 扩 展 性 ， 以 及 ATM的 标 签 转 发 的 可 靠 传 输 和 QoS支 持 多 种 标 准 的 路 由 协 议 ， 如 BGP、 OSPFp 支 持 多 种 标 签 生 成 协 议 ， 如 LDP、 RSVPp 支 持 多 种 网 络 层 协 议 ， 包 括 IPv4、 IPv6、 IPX等 p 有 效 解 决 QoS问 题p 具 有 标

11、签 转 发 的 高 性 能l 支 持 二 层 和 三 层 的 MPLS VPNp LSP本 身 就 是 公 网 上 的 隧 道 ， 用 MPLS来 实 现 VPN有 天 然 的 优 势 ， 避 免 了 L2TP、GRE等 传 统 VPN在 配 置 和 管 理 上 的 N平 方 问 题 。 p VPN 的 控 制 在 PE上 实 现 ， 管 理 和 扩 展 非 常 方 便 。p 每 个 VPN单 独 构 成 一 个 独 立 的 地 址 空 间 ， 即 VPN之 间 可 以 重 用 地 址 。p 方 便 的 控 制 VPN 各 业 务 之 间 的 隔 离 和 互 通 。l 支 持 流 量 工 程

12、（ Traffic Engineering）MPLS是 面 向 无 连 接 的 控 制 平 面 和 面 向 连 接 的 转 发 平 面 。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 16 问题l 问 题 1： MPLS的 产 生 原 因 和 定 义 ？ HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 17 小结l 本 节 我 们 主 要 讲 解 了 ：p MPLS的 基 本 概 念 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confi

13、dential Page 18 内容介绍l MPLS简 介l MPLS技 术 细 节 和 工 作 原 理l MPLS的 实 际 应 用 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 19 MPLS封装格式与标签MPLS包 头 有 32Bit（ 4字 节 ） ， 其 中 包 括 ：l 20Bit用 作 标 签 （ Label）l 3个 Bit的 Experimental, 协 议 中 没 有 明 确 ， 通 常 用 作 CoS(Class of Service) l 1个 Bit的 S,用 于 标 识 是 否 是 栈 底 ， 用 来

14、 做 标 签 的 嵌 套 ， 这 样 可 以 使 标 签 无 限 扩展l 8个 Bit的 TTLMPLS包 头 处 于 IP（ 3层 ） 头 部 前 ， 2层 头 部 后 ， 不 同 封 装 类 型 MPLS头 部 所 处 位置 不 同 。 其 他 ATM/FR中 的 标 签 (VPI/VCI)目 前 也 是 MPLS协 议 栈 的 一 部 分 。L2 Header MPLS Header IP Header DataLabel COS S TTL0 1 9 2 2 2 3 3 1 3 2 bits HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidenti

15、al Page 20 标签栈 l 理 论 上 ， 标 签 栈 可 以 无 限 嵌 套 ， 从 而 提 供 无 限 的 业 务 支 持能 力 。 这 是 MPLS技 术 最 大 的 魅 力 所 在 。L2 Header MPLS Header MPLS Header IP Header Data HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 21 MPLS在协议栈中的位置MPLS通 常 是 夹 在 二 层 链 路 层 和 三 层 IP包 头 之 间 ；IP包 在 打 上 MPLS包 头 以 后 还 是 需 要 有 二 层 的 包 头

16、 封 装 ；ATM/FR则 分 别 采 用 原 来 包 头 的 VPI/VCI， DLCI做 标 签 。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 22 DA SA VLAN TAG 0 x8847(0 x8848 广 播 ) Label L3Data6 6 4 2 4 NMartinioE封 装 格 式DA SA 0 x8847(0 x8848 广 播 ) Ethernet Data6 6 2 NVC4Tunnel40 x8847(0 x8848 广 播 ) Ethernet Data2 NVC4Tunnel4Martini

17、oP封 装 格 式DA SA VLAN TAG0 x8100 VLAN L3Data 6 6 42 2 NVMAN封 装 格 式 CCC封 装 格 式MPLS的封装格式 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 23 相关名词概念介绍l FEC： Forwarding Equivalence Class， FEC（ 转 发 等 价 类 ） ， 是 在 转 发 过 程 中 以等 价 的 方 式 处 理 的 一 组 数 据 分 组 ， 例 如 目 的 地 址 前 缀 相 同 的 数 据 分 组 。 通 常 对 一 个FEC分 配

18、相 同 的 标 签 。l LSP： 标 签 交 换 通 道 。 一 个 FEC的 数 据 流 ， 在 不 同 的 节 点 被 赋 予 确 定 的 标 签 ， 数 据 转发 按 照 这 些 标 签 进 行 。 FEC数 据 流 所 走 的 路 径 就 是 LSP。 l LSR： Label Switching Router， LSR是 MPLS的 网 络 的 核 心 交 换 机 ， 它 提 供 标 签 交 换和 标 签 分 发 功 能 。l LER： Label Switching Edge Router， 在 MPLS的 网 络 边 缘 ， 进 入 到 MPLS网 络 的 流量 由 LER分

19、为 不 同 的 FEC， 并 为 这 些 FEC请 求 相 应 的 标 签 。 它 提 供 流 量 分 类 和 标 签 的映 射 、 标 签 的 移 除 功 能 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 24 LSP（Label Switched Path）l LSP是 一 条 有 源 接 口 和 宿 接 口 的 路 径 ， 是 面 向 连 接 的 ；l LSP配 置 了 Label；l LSP配 置 了 相 关 的 操 作 ；l LSP决 定 了 数 据 的 出 接 口 。 LSP MPLS网 络 的 基 本 构 成 单 元

20、是 标 签 交 换 路 由 器 LSR， 由LSR构 成 的 网 络 叫 做 MPLS域 。Ingress Egress MPLS边 缘 路 由 器 (LER) MPLS核 心 路 由 器 (LSR)LSR HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 25 LSP对数据的操作LSP定 义 了 三 种 操 作 ：Ingress： 数 据 从 用 户 设 备 进 入 了 MPLS网 络 边 缘 设 备 ， 数 据 报 文 要 进 行 封 装 。Egress： 数 据 从 MPLS网 络 核 心 设 备 进 入 了 边 缘 设 备 ，

21、 MPLS标 签 要 被 剥 离 。Intermediate（ Transit） ： 数 据 在 MPLS网 络 核 心 内 从 一 个 设 备 进 入 了 另 一 个 设备 ， 标 签 要 被 交 换 。PEIngress Intermediate EgressPEPPPP P（ Provider） 端 口 ：该 端 口 指 接 入 服 务 提 供 商 核 心 网 络 的 端 口 ； 在 我 们 设 备 上 指 接 入 的 数 据 报 文 为 MPLS封 装 报 文 的 端 口 。PE（ Provider Edge） 端 口 ：该 端 口 为 服 务 提 供 商 的 边 缘 端 口 ， 对

22、接 的 是 用 户 的 设 备 ； 在 这 里 指 接 入 的 是 普 通 以 太 网 帧 ， 如 果 接 入 的 是MPLS封 装 格 式 的 数 据 报 文 ， 但 同 时 不 希 望 对 MPLS封 装 进 行 处 理 ， 端 口 也 可 以 配 置 成 这 种 属 性 。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 26 LSP的建立和结构LSP的 建 立 其 实 就 是 将 FEC和 标 签 进 行 绑 定 ， 并 将 这 种 绑 定 通 告LSP上 相 邻 LSR的 过 程 ， 建 立 起 相 邻 LSR间 的 标

23、签 映 射 关 系 。 可 以 通 过1、 静 态 标 签 配 置 ， 无 通 告 过 程2、 通 过 标 签 分 发 协 议 或 其 他 协 议 建 立LSP的 建 立 是 逐 段 进 行 的 。 TunnelVCVC 以 Martinio封 装 为 例 ， 一 段 LSP是 一 个 Tunnel VC组 成 的 Tunnel作 为 隧 道 ， VC做 点 到 点 连 接LSP结 构 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 27 LSP的转发过程l 1 、 进 入 网 络 的 分 组 根 据 其 特 征 划 分 成 转 发

24、 等 价 类 FEC。 一 般 根 据 IP地 址 前缀 或 者 主 机 地 址 来 划 分 FEC。 这 些 具 有 相 同 FEC分 组 在 MPLS区 域 中 将 经 过 相同 的 路 径 （ 即 LSP） 。 LER对 到 来 的 FEC分 组 分 配 一 个 短 而 定 长 的 标 签 ， 然 后从 相 应 的 端 口 转 发 出 去 。l 2 、 在 LSP沿 途 的 LSR上 都 已 建 立 了 输 入 /输 出 标 签 的 映 射 表 。 对 于 接 收 到 的标 签 分 组 ， LSR只 需 根 据 标 签 从 表 中 找 到 相 应 的 NHLFE， 并 用 新 的 标 签

25、 来 替换 原 来 的 标 签 ， 然 后 对 标 签 分 组 进 行 转 发 。 l 3 、 在 MPLS域 的 出 口 ， 标 签 被 剥 离 ， 还 原 称 标 准 的 IP报 文 。l MPLS在 网 络 入 口 处 指 定 特 定 分 组 的 FEC， 后 续 路 由 器 只 需 简 单 的 转 发 即 可 ，较 常 规 的 网 络 层 转 发 而 言 要 简 单 的 多 ， 从 而 提 高 了 转 发 速 度 。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 28 静态标签构成的LSP举例PE Tunnel VC P1

26、 3 2 4 32 3 4 0 3Data A LSRLSPData B Port 1Port 2 Port 3 P Tunnel VC P Tunnel VC1 3 2 4 2 3 2 41 3 4 0 3 3 4 0P Tunnel VC PE1 3 4 0 2P Tunnel VC P Tunnel VC1 3 2 4 2 3 2 41 3 4 0 2 3 4 0 P Tunnel VC PE1 3 2 4 2Port 1 Port 2 Port 1 Port 1Port 1 Port 2Port 2 Port 2Port 3 Data AData B LER HUAWEI TECHNO

27、LOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 29 通过MPLS信令建立LSPl LDP（ Label Distribution Protocol） 协 议 是 MPLS协 议 中 专 门 用 来 实 现 标签 分 发 的 协 议 。 LDP要 利 用 路 由 转 发 表 中 信 息 来 确 定 如 何 进 行 数 据 转发 ， 而 路 由 转 发 表 中 的 信 息 一 般 是 通 过 IGP、 BGP等 路 由 协 议 收 集 的 。但 是 LDP并 不 直 接 和 各 种 路 由 协 议 有 关 联 ， 只 是 间 接 使 用 路 由 信 息 。 l

28、 LDP并 不 是 唯 一 的 标 签 分 发 协 议 。 对 BGP、 RSVP等 已 有 协 议 进 行 扩 展也 可 以 支 持 MPLS标 签 的 分 发 。l MPLS的 一 些 应 用 也 需 要 对 某 些 路 由 协 议 进 行 扩 展 。 例 如 ， 基 于 MPLS的 VPN应 用 就 需 要 对 BGP协 议 进 行 扩 展 ， 基 于 MPLS的 流 量 工 程 需 要 对OSPF或 IS-IS协 议 进 行 扩 展 。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 30 问题l 问 题 1： MPLS的

29、包 头 结 构 ， Label取 值 的 最 大 范 围 是 多 多 少 ？l 问 题 2： LSP的 操 作 有 哪 些 ？ HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 31 小结l 本 节 我 们 主 要 讲 解 了 ：p MPLS的 封 装 结 构p MPLS相 关 概 念 介 绍p LSP的 概 念 和 LSP的 建 立 和转 发 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 32 内容介绍l MPLS简 介l MPLS技 术 细 节 和 工 作 原 理l

30、MPLS的 实 际 应 用 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 33 点到点的虚拟共享专线业务 VLAN 88VLAN 88 VLAN 88VLAN 88 TunnelVCVCVCTRUNKMAC VCTRUNK MAC点 到 点 的 虚 拟 共 享 专 线 ， 可 以 通 过 Port或 者 Port+VLAN的方 式 来 对 业 务 数 据 封 装 标 签 ， 从 而 达 到 对 带 宽 虚 拟 共 享 的目 的 。Port 1Port 2 Port 1Port 2上 图 中 ， 两 个 站 点 间 的 VCTRUN

31、K通 道 构 成 一 个 LSP， 通 过 对不 同 Port数 据 封 装 上 相 应 的 标 签 (Tunnel+VC)， 达 到 数 据 共 享带 宽 ， 并 且 相 互 隔 离 。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 34 虚拟共享局域网业务虚 拟 共 享 局 域 网 ， 可 以 通 过 不 同 的 VB的 LP端 口 和 VCTRUNK端 口 建 立 LSP带 宽共 享 ， 从 而 达 到 对 带 宽 虚 拟 共 享 的 目 的 。 上 图 中 ， 两 个 站 点 间 的 VCTRUNK通 道 构 成 一 个

32、LSP， 通 过 对 不 同 Port数 据 封 装 上 相应 的 标 签 (Tunnel+VC)， 达 到 数 据 共 享 带 宽 ， 并 且 相 互 隔 离 。TunnelVCVCLPMAC VCTRUNK MACPort 1Port 2 Port 1Port 2TunnelVCVC TunnelVCVCVCTRUNK VCTRUNKLPVB1VB2 VB1 VB2 VB2VB1LP Port 1 Port 2 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 35 问题l 问 题 1： MPLS目 前 在 我 们 光 网 络 传

33、 输 设 备 上 的 应 用 方 式 有 哪 些 ？l 问 题 2： 在 实 际 配 置 MPLS应 用 时 ， 应 该 如 何 选 择 相 应 的 封 装 格 式 ？ HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 36 小结l 本 节 我 们 主 要 讲 解 了 ：p 虚 拟 共 享 专 线 业 务p 虚 拟 共 享 局 域 网 业 务 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 37 总结l 本 课 程 我 们 主 要 讲 解 了 ：p MPLS协 议 的 概 念 和 原 理p MPLS的 在 传 输 产 品 中 的 实际 应 用 Thank Y