MPLS流量工程

流量工程（Traffic Engineering，TE）
❖ 什么是流量工程？ ❖ 流量工程的目标 ❖ MPLS TE的实际应用 ❖ 建立MPLS流量工程所需条件 ❖ 路由器如何知道网络的状态和资源？ ❖ 路由器如何利用网络的资源信息计算、
建立和维护路径？ ❖ 路由器如何利用已经建立的TE隧道来转
发流量？
RSVP的消息类型
❖ Path：建立和维护预留（请求）
❖ Resv：响应Path消息以建立和维护保留时的发送
❖ PathTear:与Path消息对应，用于在网络中删除预留（请 求）
❖ ResvTear：与Resv消息对应，用于在网络中删除预留
❖ PathErr：Path消息的接收者检测到错误后向Path消息 的发送者发送该消息
路径的拆除：
路径拆除的过程很简单，沿着Path消息的路径发送Path Tear消息，沿着
Resv消息的路径发送Resv Tear消息。 错误通告：RSVP中使用Path Err
或者Resv Err消息进行错误通告，Path消息中检测到错误会响应一个Path Err消息，Resv消息中检测到错误会响应一个ResvErr消息。
3 50 47.1 1 40
3
1 47.3 3
2 IP 47.1.1.1
1 2
Intf Label Dest Intf
In In
Out
3
40 47.1 1
IP 47.1.1.147.1 3
2
47.2
MPLS的标签转发，通过事先分配好的标签，为报文建立 了一条标签转发通道（LSP），在通道经过的每一台设 备处，只需要进行快速的标签交换即可（一次查找）。
流量工程的目标
面向流量的性能目标 ❖ 解决丢包、时延等流量特性来提高流量
质量。 面向资源的性能目标 ❖ 关注网络资源的优化利用，通过拥塞控 制来管理网络资源。
建立MPLS TE所需条件
❖ 支持MPLS 流量工程的Cisco IOS的软件版本 ❖ 网络中已经启用Cisco快速转发（CEF） ❖ 作为IGP使用的链路状态路由协议（OSPF或IS-IS） ❖ 路由器上已经全局启用了流量工程 ❖ 一个环回接口，用作MPLS流量工程的路由器ID
MPLS TE快速重路由（FRR）
快速重路由的必要性 网络都会存在失效，包括链路失效和节点失效。
什么是保护？ 保护是一种过程，其根本是在物理资源（主链路或主节 点）失效期间，利用备份资源（节点或链路）上建立的 备份LSP，对逻辑资源（LSP）进行保护。
保护类型 保护方案可以分为以下三种： 路径保护（Path Prot），有时也称为端到端的保护 局部保护（Local Prot），分为两种： 链路保护；节点保护
MPLS TE隧道的流量转发
有三种方法沿隧道接口转发流量：
静态路由;策略路由;自动路由
使用静态路由沿隧道转发流量 :
把Tunnel看成一个接口
ip route destination-prefix mask Tunnel-interface 使用递归静态路由，也就是指向下一跳（经由Tunnel可 达），而不是指向出接口
❖ Hello：用于链路失效检测机制
R1 (10)
L=18 R2
(1) path
R8
(2)
R4 (9)
R3 L=21
R6
L=42 (7)
(8)
R5
L=10921
(5) (4)
(10)
L=0 resv R7
(3)
❖ EXPLICIT_ROUTE对象（ERO）－－可被增加以为穿过服 务提供商网络LSP指定一条的预先定义路径。当ERO出现时， RSVPPATH信息沿由ERO指定的路径向输出LSR方向被转 发，不受IGP最短路径的约束。
（RID） ❖ 基本的TE隧道配置
基本的TE隧道配置
❖ Interface tunnel0 ❖ Ip unnumbered loopback0 ❖ Tunnel mode mpls traffic-eng ❖ Tunnel destination ipv4 (destination ip) ❖ Tunnel mpls traffic-eng path-opition 10
MPLS流量工 程
MPLS Traffic Engineer 多协议标签交换之流量
工程
MPLS:多协议标签交换
❖ Ip路由是逐跳转发机制
❖ 在mpls网络中,结点仍然是逐跳转发分组,但是 转发是建立在定长标签基础上的
Mpls和Ip转发的不同
❖ Ip转发是基于目的ip地址和FIB的 ❖ Mpls转发是基于mpls标签和标签转发信
❖ ResvErr：Resv消息的接收者检测到错误后向Resv消息 的发送者发送该消息
❖ ResvConf：Revs消息的接收者返回给Revs消息的发送 者ResvConf消息以确认预留已经被安装，可选！
❖ ResvTearConf：ResvTear 消 息 的 接 收 者 返 回 给 ResvTear 消 息 的 发 送 者 ResvTearConf 消 息 以 确 认 预 留 已经被安装，Cisco私有！
❖ RECORD_ROUTE对象（RRO）－－允许输入LSR接收 LSP隧道穿过服务提供商网络所经过的LSR列表。
❖ SESSION_ATTRIBUTE对象－－在FRR时候的FLAG值会 不一样.
路径的建立、维护、拆除及错误通告
路径的建立：
Tunnel首端通过向通往目的节点的已经计算的路径上的下一跳发送Path消 息来完成这个通告。下游路由器在接收到Path消息后，会进行准入控制， 包括消息的合法性、以及Path消息请求的资源。如果准入控制成功，并且 允许Path消息预留资源，下游路由器会产生新的Path消息，发送给显示路 径对象（ERO）中的下一跳。Path消息沿着路径发送，直到隧道尾端。隧 道尾端同样执行准入控制，并且意识到本地是Path消息的目的地，响应一 个Resv消息，作为对上游路由器的一个ACK，同时携带了上游路由器向本 地发送分组所使用的标签。
{代价, 可用带宽}
{10,100Mbit/s}
R2
R1
{8,80Mbit/s}
{4,90Mbit/s}
{8,90Mbit/s}
RSVP简介
❖ RSVP是一种用来在贯穿网络预留资源的通告机制， 其本身不是路由协议，任何路由决策都是由IGP协议 及其TE扩展和CSPF作出的，RSVP的唯一工作就是通告 和维护网络中的预留资源。
dynamic
路由器如何知道网络的状态和资源？
网络资源信息发布的内容： MPLS TE使用OSPF或者IS-IS发布网络资源信息，发
布的信息分为三个部分： 接口的可用带宽信息（预留通过网络带宽的能力！） 接口的属性标记（亲和力等） 接口的管理权重
网络的资源信息都是基于链路的，路由器就是使 用OSPF或者ISIS协议为所有支持MPLS TE的链 路发布可用带宽、属性标记和管理权重等网络资 源信息。
❖ MPLS TE中，RSVP只是在控制平面预留带宽，没有对转 发平面的流量进行管制，标签交换路由器只是尽力转 发。
❖ RSVP是一种软状态协议，需要通过定期在网络中重复 通告预留来更新其预留，当预留被RSVP显式地从网络 中移除或者预留事件超时时，都会发出请求。
❖ RSVP三个基本功能：路径的建立与维护；路径拆除； 错误通告
LSR A
路径保护
LSR B
LSR C
tunnel1LSR D
LSR E
Tunnel1 backup
LSR F
LSR A
链路保护
LSR B
LSR C
LSR D
tunnel1
LSR E
Tunnel2
LSR F
LSR A
节点保护
LSR B
LSR C tunnel1LSR D
LSR E
Tunnel2
什么是流量工程(Traffic Engineering， TE )？
随着网络规模的不断扩大，出现了两种工程： 网络工程和流量工程。
网络工程：设计网络来满足流量需求。
流量工程：设计流量使之能够在现有网络上正常 传送。
流量工程的核心
❖ 流量工程的核心：
将流量进行转移.
从而使得拥塞链路的流量能够转移道那些 没有被充分利用的链路上去
息库(LFIB) ❖ Mpls转发和ip转发都是逐跳转发.ip转发
在每一跳都会对分组进行识别分类,而 mpls转发只在入口路由器进行分类 ❖ Mpls:边缘的路由,核心的交换
分组在mpls网路中是如何转发的
❖ Ip分组进入mpls网络, 如果要进行标签转发, 则对分组压入标签.这时标签分配是根据不同 的FEC分配不同的标签,即不同的目的地址.同 一目的地址的分组全部属于一类FEC
三条洪泛阀值的规则： 1 重大变化立即洪泛； 2 不重要变化周期性洪泛； 3 如果一个没有洪泛的变化导致了错误，立即洪泛。
路由器如何知道网络的状态和资源？
网络资源信息发布的方式(即如何发布)
OSPF TE配置； IS-IS TE配置
OSPF TE配置 ：
zxr10(config)#router ospf process-id zxr10(config-router)#mpls traffic-eng router-id if-name zxr10(config-router)#mpls traffic-eng area area-id
IS-IS TE配置 ：
zxr10(config-router)#mpls traffic-eng router-id if-name zxr10(config-router)#metric style wide zxr10(config-router)#mpls traffic-eng level-1(or2)