华为MPLS基础知识培训教程

Data
MPLS包头有32Bit（4字节），其中包括： 20Bit用作标签（Label） 3个Bit的Experimental, 协议中没有明确，通常用作CoS(Class of Service) 1个Bit的S,用于标识是否是栈底，用来做标签的嵌套，这样可以使标签无限扩 展 8个Bit的TTL
VLAN 2
VLAN TAG L3Data
4
N
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相关名词概念介绍
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分配相同的标签。
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。
本课程的难点是理解MPLS在MSTP 传输网络中的实际应用。
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参考资料
MPLS基础原理知识 MPLS L2 VPN原理知识 数据单板开局指导书
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课程目标
学习完此课程，您应能：
了解MPLS的概念和发展由来 理解MPLS的技术细节和工作原理 理解MPLS在传输网络中的实际应用
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起源：为了将IP与ATM结合
IP
面向无连接 的控制平面
面向无连接 的转发平面
MPLS
面向无连接 的控制平面
面向连接的 转发平面
ATM
面向连接的 控制平面
面向连接的 转发平面
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传统IP转发
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
每一跳分析IP头，效率低 QoS难于部署，而且效率低 所有路由器都要知道整个网络的所有路由
PE
PP
PP
PE
Ingress Intermediate Egress
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。
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。
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。P Tunnel Nhomakorabea13
13
Port 1
P Tunnel 13
Port 2
VC PE 24 2
Data A
VC P Tunnel VC
24 2 3
24
40 3 3
40
通过MPLS信令建立LSP
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。
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LSP的转发过程
1、进入网络的分组根据其特征划分成转发等价类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。
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，并用新的标签来替 换原来的标签，然后对标签分组进行转发。
MPLS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。
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标签栈
L2 Header MPLS Header MPLS Header IP Header Data
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。
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小结
本节我们主要讲解了：
MPLS的封装结构 MPLS相关概念介绍 LSP的概念和LSP的建立和
转发
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内容介绍
MPLS简介 MPLS技术细节和工作原理 MPLS的实际应用
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点到点的虚拟共享专线业务
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。
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ATM的交换过程
虚通路连接 (VCC)
虚通道连接(VPC)
UNI UNI
NNI
NNI
VC 交换
VP 交换
VC 交换
VPI = 1 VCI = 1
VPI = 2 VCI = 44
面向连接，有N2 问题
靠链路层选路，基于VPI/VCI或标签
业务质量有保证，可保证实时业务
VPI = 26 VCI = 44
3、在MPLS域的出口，标签被剥离，还原称标准的IP报文。 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。
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静态标签构成的LSP举例
Data A Data B
PE Tunnel VC P
13
24 3
23
支持多种标签生成协议，如LDP、RSVP 支持多种网络层协议，包括IPv4、IPv6、IPX等 有效解决QoS问题 具有标签转发的高性能
支持二层和三层的MPLS VPN
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。
664
2
l4
N
MartinioE封装格式
DA SA 0x8847(0x8848 广播) Tunnel VC
662
4
4
Ethernet Data N
MartinioP封装格式
0x8847(0x8848 广播) Tunnel VC
2
4
4
Ethernet Data N
VMAN封装格式
DA SA 0x8100 662
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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封装； ATM/FR则分别采用原来包头的VPI/VCI，DLCI做标签 。
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MPLS的封装格式
CCC封装格式
DA SA VLAN TAG 0x8847(0x8848 广播) Labe L3Data
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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。
LSP结构
VC VC
Tunnel
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
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小结
本节我们主要讲解了：
MPLS的基本概念
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内容介绍
MPLS简介 MPLS技术细节和工作原理 MPLS的实际应用
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MPLS封装格式与标签
0
19 22 23
31
Label
COS
S
TTL
32 bits
L2 Header MPLS Header IP Header
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。
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。
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问题
问题1：MPLS的包头结构，Label取值的最大范围是多多少？ 问题2：LSP的操作有哪些？
Port 1 Port 2
40 3
Port 3
Port 1
P Tunnel VC P Tunnel VC
13
24 2 3
24
13
40 2 3
40
LER
Port 2
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Port 1
P Tunnel 13
VC PE 40 2
Port 2
Data B
LSP
LSR
Port 1 Port 3
Port 2
华为MPLS基础知识培训 教程
2021年7月14日星期三
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。
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学习指南
本课程的重点是MPLS的技术细节和 工作原理。
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LSP（Label Switched Path）
LSP是一条有源接口和宿接口的路径，是面向连接的；
LSP配置了Label；
LSP配置了相关的操作；
LSP决定了数据的出接口。
Ingres s
LSP LSR
MPLS网络的基本构成单元 是标签交换路由器LSR，由 LSR构成的网络叫做MPLS 域。
Egress
MPLS边缘路由器(LER)
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MPLS核心路由器(LSR)
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，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。
IP L3
IP
传统IP转发
标签转发
传统IP转发
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MPLS的优点
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
IP与ATM更好地结合 提供增值业务，同时不损害效率：
VPN 流量工程 QOS
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为什么使用MPLS
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、OSPF
Port 1 VLAN 88
VLAN 88 Port 2 MAC
VC VC
VCTRUNK
Tunnel
VPN 的控制在PE上实现，管理和扩展非常方便。 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。 方便的控制VPN 各业务之间的隔离和互通。
支持流量工程（Traffic Engineering） MPLS是面向无连接的控制平面和面向连接的转发平面。
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问题
问题1： MPLS的产生原因和定义？
VPI = 20 VCI = 30
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结合ATM与IP优点的技术
R +X
=X
Router
ATM switch
Layer 3 路由 -- 可伸缩性和灵活性
MPLS Router
Layer 2 交换 -- 高可靠性和流量工程管理
MPLS——多协议标签交换
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MPLS基本概念
LER
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。
LER：Label Switching Edge Router，在MPLS的网络边缘，进入到 MPLS网络的流量由LER分为不同的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
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内容介绍
MPLS简介 MPLS技术细节和工作原理 MPLS的实际应用
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MPLS
MPLS——Multi-Protocol Label Switching
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。
MPLS域
IP LER
LSR
LSR
LER
LSP
MPLS
LSR：Label Switch Router LER：Label Edge Router LSP：Label Switch Path
LSR LER
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MPLS 基本工作过程
边缘LSR
Core LSR
边缘LSR
IP
IP L1
IP L2