信息通信网——9多协议标记交换MPLS剖析.pptx
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1、第九章第九章 多协议标记交换技术多协议标记交换技术MPLSResourcelIETF Multiprotocol Label Switching(mpls)Working Grouphttp:/www.ietf.org/html.charters/mpls-charter.htmllE.Rosen,A.Viswanathan,R.Callon,Multiprotocol Label Switching Architecture,RFC 3031,January 2001lL.Andersson,P.Doolan,et al.,LDP Specification,RFC 3036,January
2、 2001 lB.Jamoussi,L.Andersson,et al.,Constraint-Based LSP Setup using LDP,RFC 3212,January 2002内容l传统IP转发lMPLS概述lMPLS体系结构l标记分发lMPLS与虚电路交换内容l传统IP转发lMPLS概述lMPLS体系结构l标记分发lMPLS与虚电路交换IP转发概述l通过路由协议散发路由信息l基于目的地址的转发l在每跳节点上执行路由查找算法前缀最长匹配IP转发中的性能问题l在每跳节点上执行基于目的地址的路由查找算法(最长前缀匹配)l每个路由器可能需要所有Internet上的路由信息(超过 100
3、,000条路由).Update:10.0.0.0/8Update:10.0.0.0/810.1.1.110.1.1.110.1.1.110.1.1.1Routing lookupRouting lookupRouting lookupIP转发中的流量工程(Traffic Engineering)问题l站点A和站点B之间大部分的流量仅使用primary linkl基于目的地址的路由算法不能提供在不同路径之间的任何负载均衡(load balancing)机制l基于策略的路由算法能够使用其它的参数来转发分组,但是存在着可扩展性问题Primary 10Gbps linkLarge Site ALarg
4、e Site BSmall Site CBackup2Gbps link内容l传统IP转发lMPLS概述lMPLS体系结构l标记分发lMPLS与虚电路交换MPLS基本原理lMPLS是一种基于标记(Label)的分组转发机制标记长度短(20比特)且固定l标记不仅与IP目的网络对应(与传统IP转发相同),还可与其它的参数,例如QoS或者源地址等lMPLS支持转发除IP之外的其它协议MPLS概念FEC:Forward Equivalence Class,转发等价类,转发等价类 IPa 5 IPb 5 IPc 15LER:Label Edge Router,标记边缘路由器标记边缘路由器LER:Labe
5、l Edge Router,标记边缘路由器标记边缘路由器LSR:Label Switching Router,标记交换路由器标记交换路由器1535输入端口输入端口输入标记输入标记输出端口输出端口输出标记输出标记1523315223LFIB:Label Forwarding Information Base标记转发信息表标记转发信息表LSP:Label Switched Path,标记交换路径标记交换路径MPLS交换过程l只有边缘标记交换路由器(LER)执行路由查找,给分组分配标记 l其它标记交换路由器(LSR)仅基于标记来交换分组L=5L=310.1.1.110.1.1.1Routing lo
6、okup andlabel assignment10.1.0.0/16 L=5Label swappingL=5 L=3Label removal androuting lookupL=3入口入口LERLSR出口出口LER10.1.0.0/16MPLS交换操作:PUSHL=510.1.1.1输入端口输入端口目的网络目的网络输出端口输出端口输出标记输出标记110.1.0.0/1625310.2.0.0/16215入口入口LERLSR出口出口LER10.1.0.0/16MPLS交换操作:SWAPL=5入口入口LERLSR出口出口LER10.1.0.0/16输入端口输入端口输入标记输入标记输出端口输
7、出端口输出标记输出标记1523315223L=3MPLS交换操作:POP入口入口LERLSR出口出口LER10.1.0.0/16输入端口输入端口输入标记输入标记输出端口输出端口输出标记输出标记2310(POP)323412L=310.1.1.1MPLS中的流量工程l基于其它参数(QoS、源地址等)将分组分为不同的FEC,并且分配不同的标记,从而选择不同的LSPl实现不同路径上的负载均衡Primary 10Gbps linkLarge Site ALarge Site BSmall Site CBackup2Gbps link5153MPLS封装l包含在已有的链路层头标中l定义新的MPLS头标L
8、abelATM 信元头标信元头标HECHECDATADATACLPCLPTYPETYPEVCIVCIGFCGFCVPIVPILabel HeaderPPP HeaderPPP HeaderLayer 3 HeaderLayer 3 HeaderPPP头标头标(Packet over SONET/SDH)Label HeaderMAC HeaderMAC HeaderLayer 3 HeaderLayer 3 HeaderLAN MAC Label HeaderMPLS头标(SHIM头标)lMPLS头标长度为32比特20-bit label field3-bit experimental fie
9、ld1-bit bottom-of-stack indicator8-bit time-to-live(TTL)fieldLABELEXPSTTL01922 23312024MPLS标记栈(Label Stack)l2层头标中的协议标示符(PID:Protocol IDentifier)指示在IP头标或者其它第三层头标位于MPLS标记之后lBottom-of-stack bit指示下一头标是标记还是第三层头标lLSR仅处理最顶层的标记FrameHeaderLabel 1IP HeaderPayloadLabel 2Label 3S=0S=0S=1PID=MPLS-IP内容l传统IP转发lMPL
10、S概述lMPLS体系结构l标记分发lMPLS与虚电路交换MPLS体系结构lOSPF:Open Shortest Path First,开放最短路径优先协议,开放最短路径优先协议lLDP:Label Distribution Protocol,标记分发协议,标记分发协议l路由器的功能分为两个主要部分:控制面路由器的功能分为两个主要部分:控制面(control plane)和数据面和数据面(data plane)Data PlaneControl PlaneOSPF:10.1.0.0/16LDP:10.1.0.0/16Label 17OSPFLDPLFIBLDP:10.1.0.0/16Label
11、4OSPF:10.1.0.0/16417Labeled packetLabel 4Labeled packetLabel 17CISCO SystemslMPLS主要有两个组件:控制面交换第三层路由信息和标记数据面基于标记转发分组l控制面通过路由协议,例如OSPF,EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol),IS-IS(Intermediate System-to-Intermediate System),和BGP等来交换路由信息,通过LDP、RSVP、BGP等来交换标记l数据面实现一个简单的转发引擎l控制面维护标记转发信息表(LFIB)
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