当前位置 博文首页 > HUGO-42078367的博客：详谈-MPLS的基础和工作原理
MPLS==.>(Multple Protocol Label Switching)多协议标签交换---ISP使用
以前的路由器需要1.查询路由表--要知道从哪个接口出去，
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2.查询 ARP表 可以知道要打上什么mac地址
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 这样来看路由器的工作效率有点低，于是就出现MPLS的初期设计??????????
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? ? ? ? 将 R1,R2,R3,R4设定在一个 MPLS 域 。A-->B,首先进入到R1,R1给路由打上标签，比如说是17吧。然后到了R2上后，R2查询本地的LFIB 表（标签转发信息数据库表）得到去B，从F0/0 出去，在换上mac地址（X：D）。再次进入到R3上同样查询 本地的LFIB表，得到去B,从F0/0出去，换上mac地址（Z:D）.之后进入R4上，去掉17号标签，从F0/0C出去，换上Mac地址（Y:D）
注意：在当时年代下，这种提速是相对的，（R1 R4 的负担加重了，需要打标签，去标签），R2 R3 稍微轻松点。还有这种做法使 包的长度变长了。
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原始数据交换方式：
以前的路由器需要1.查询路由表知道从哪个接口出去，
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2.查询 ARP表 可以知道要打上什么mac地址
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?这样来看路由器的工作效率有点低，
传统数据交换方式：一次路由，多次交换---（第一次数据包查两张表，查完后，生成? cache（相当于记录），后面的包 基于查询 cache转发）
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CEF-快速转发：无需路由，直接交换---FIB +ADJ
随着这些转发方式的提高，MPLS 没有市场前景，大部分被 out了
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MPLS起死回生的原因：
? ? ? ?1.解决BGP的路由黑洞问题
? ? ? ?2.MPLS VPN是 最接近于专线的
? ? ? ? 3.MPLS TE（流量工程）
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PDU--协议数据单元
包交换：依赖报文中的IP地址进行数据转发
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；
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使用MPLS的前提是设备基于CEF工作==>寓意着 MPLS也升级了,以前的MPLS 跟 CEF 是相互矛盾的
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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；
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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（思科 私有）/LDP（共有）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---转发（forward）信息数据库== ?CEF基于路由表生成，主要是解决递归查找
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
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老版MPLS 自己来基于路由 生成标签表
新版的MPLS 基于CEF ,自己省事多了
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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；请记住一个标签号对应 <==>一个网络段
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；（防止回路产生）
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；
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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；
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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
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名词注解：
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MPLS的工作过程：
数据层面：
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1.?MPLS协议--TDP/ LDP 先建立邻居关系-生成邻居表
2.当控制层面使用路由协议传递路由条目后，
3.路由器上使用TDP/LDP为本地FIB表中每一条存在的路由条目均分配一个标签号，
4.同时将标签号传递给给所有邻居，装载于LIB表中--记录着本地 及邻居分配的 所有号码标签
5.之后TDP/LDP 基于本地的FIB和LIB表生成LFIB---标签转发表---标签号的最佳路径对应；包含着 入标签--对应的出标签--下一跳--- 源 目mac
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数据层面工作时，1.第一跳路由器负责标签的压入，
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2.中间路由器基于标签号转发流量，进行标签号的替换，
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3.最后一跳路由器负责标签的弹出；
注：入标签号为本地分配的标号，出标签为下一跳（下游）分配的标签号；
? ? ? ? ?存在上下游路由器概念，基于数据层面定义；
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MPLS的优化： PHP次末跳 -----倒数第二跳；默认执行
?未优化的情况下：
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????这个小问题出现在最后一条路由器上，当收到路由后，此时会把标签给弹掉，但是弹掉之后没有该干什么呢？自己本身不知道，于是又去查询路由表，得到是怎么走，然后在转发！！(这个就相当于 最后的路由器 必须查询两张表---先查标签，在查路由表)
有优化的：
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?优化之后，就可以在倒数第二跳路由器上就把标签给弹掉了，最后一台路由器直接查询 FIB 就可以知道从哪出去！！！
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最后一跳路由器在默认情况下：1.需要查看LFIB表
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2.后再查看FIB表，然后转发数据；
PHP可以使倒数第二跳在已知出接口、下一跳等信息时便将标签号弹出，然后基于出接口转发流量；导致最后一跳路由器仅查看FIB表；
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最后一跳路由器，将本地直连路由传递给邻居时使用标号3来告知对方为倒数第二跳；
非直连路由正常分配标签号；针对域外的非直连路由，域内的最后一跳路由器需要查询两张表；建议PE路由器直接连接用户，不再连接其他路由器；
?注：pop 标示仅弹出最上层标签---仅仅只是倒数第二跳；
??????? untagged 弹出所有标签---意味了离开MPLS domain；
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配置：
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普通MPLS--1504??
MPLS VPN--1508?
MPLS TE-1512
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r1(config)#interface s1/1
r1(config-if)#mtu ?
? <64-17940>? MTU size in bytes? 修改接口MTU值
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? ? ? ? ? ? ? ? r2(config)#interface s1/1
? ? ? ? ? ? ? ? ?r2(config-if)#mpls ip? 开启某个接口的MPLS协议
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? ? ? ? ? ? ?当命令一敲完，TDP/LDP 就开始工作了
? ? ? ? ? ? MPLS协议在工作时，存在两种封装：
? ? ? ? ? ? ?1、TDP? cisco私有????? TCP/UDP 711?? hello包基于UDP传输，标签信息基于TCP传输
? ? ? ? ? ? ?2、LDP? 公有????????? TCP/UDP 646?? hello包基于UDP传输，标签信息基于TCP传输
? ? ? ? ? Cisco ios 版本12.4（3）以下设备默认使用TDP，以上使用LDP；
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r2(config)#mpls label protocol ?? 修改封装协议
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协议开启后，邻居间使用hello包建立邻居关系，生成邻居表：
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r2#show mpls ldp neighbor??? 存在RID，RID的选举规则同OSPF一致
注：RID同时作为了建立TCP会话的源目ip地址；若存在环回，那么默认使用环回作为RID，此时就必须将环回宣告到路由协议中--必须可达；
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r2(config)#mpls ldp router-id serial 1/1 ?? 修改RID为S1/1口的地址
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? force? Forcibly change the LDP router id?? 立即生效
? <cr>???????????????????????????????? 重启设备后生效
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当邻居关系建立后，邻居间会将基于FIB表生成的标签号传递给邻居，保存于LIB表中：
r2#show ip cef detail? 查看FIB表
r2#show mpls ldp bindings 查看LIB表
之后将LIB表和FIB表进行结合，生成LFIB表，基于该表格进行标签流量转发；
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r2#show mpls forwarding-table
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在R1没有基于标签转发，因此就没show 出来：
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在R2上show 就可以
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