路由协议基础及MPLSVPN技术介绍
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•屏弃了繁琐的路由查找，改为简单快速的标签交换
•将具有全局意义的路由表改为只有本地意义的标签表
这些都可以大大提高一台路由器的转发功力。
MPLS的创始人“lable大师”充分吸取了ATM的精华，但也同时认识 到IP为江湖第一大帮派，无法取而代之。遂主动与之修好，甘当IP的 承载层，但为了与一般的链路层小帮有所区别，将自己定位在第2. 5层 的位置。“lable大师”本属于八面玲珑之人，为了不得罪其他帮派， 宣称本帮是“multiprotocol”，来者不拒，也可以承载其他帮派的报文。 在经过一年多的招兵买马、上下打点之后，于1997年的武林大会上， 正式宣布本帮成立，并命名为MPLS（MultiProtocol Lable Switch）
路由器根据在自治系统中的不同角色划分为： IAR、ABR、 BBR、ASBR
一个运行OSPF协议的接口状态根据接口的不同类型可划分为： DR、BDR、DROther、point-to-point
OSPF为什么是无自环的？
每一条LSA（链路状态广播）都标记了生成者（用生成该LSA 的路由器的Router ID标记），其它路由器只负责传输。这样不 会在传输的过程中发生对该信息的改变或错误理解。
2 层 头 部M P L S 头 部 I P 头 部
数 据
2 层 头 部 M P L S 头 M P L S 头 I P 头 部 数 据
Area 19
LSA 分类
Router-LSA 由每个路由器生成，描述了路由器的链路状态和 花费，传递到整个区域
Network-LSA，由DR生成，描述了本网段的链路状态，传递 到整个区域
Net-Summary-LSA，由ABR生成，描述了到区域内某一网段 的路由，传递到相关区域
Asbr-Summary-LSA，由ABR生成，描述了到ASBR的路由， 传递到相关区域
0.0.0.0/0
Static 60 0 120.0.0.2 Serial0
8.0.0.0/8
RIP 100 3 120.0.0.2 Serial0
9.0.0.0/8
OSPF 10 50 20.0.0.2 Ethernet0
9.1.0.0/1
RIP 100 4 120.0.0.2 Serial0
RIP
OSPF
10.0.0.0 R0
10.0.0.0 R1
路由表
10.0.0.0 R1
路由的花费（Metric）
路由的花费标示出了到达这条路由所指的目的地址的代价，通 常以下因素会影响到路由的花费值。
线路延迟、带宽、线路占有率、线路可信度、跳数、最大传输单 元
静态路由的花费值为0。 不同的动态路由协议会选择以上的一种或几种因素来计算花费
Down Init ExStart
Exchange
Loading Full
DD (Seq = y+n,I = 0, M = 0, MS = 1) DD (Seq = y+n,I = 0, M = 0, MS = 0)
LS Request LS Update
LS Ack
Full
选举 DR
DR
M= n(n-1)/2 = 28
缺省路由配置示例
Quidway A Quidway B
S0
Baidu Nhomakorabea
10.0.0.2
10.0.0.1 S0
Network N
Public Network
在路由器 Quidway A上配置：
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.2
Internet 上 大约99.99%的路由器上都存在一条缺省路由! 缺省路由并不一定都是手工配置的静态路由，有时也可以由动
Router ID
一个32-bit的无符号整数，是一台路由器的唯一标识，在整个自治 系统内唯一
协议号
OSPF 是基于IP的，其协议号是89
OSPF Header Protocol #89
OSPF Packet
OSPF通过LSA描述网络拓扑
Ethernet
FR/X.25
PPP
Ethernet
静态路由配置示例
Quidway A 129.0.0.1
S0
129.1.0.0/16
Quidway
B
S0
E0
129.0.0.2
在路由器 Quidway A上配置：
ip route-static 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 或： ip route-static 129.1.0.0 16 10.0.0.2 或： ip route-static 129.1.0.0 16 s0
ip route-static 20.0.0.0 8 10.0.0.1
“路由自环”对网络的危害极大，应尽量避免!
OSPF协议概述
无路由自环 可适应大规模网络 路由变化收敛速度快 支持区域划分 支持等值路由 支持验证 支持路由分级管理 支持以组播地址发送协议报文
OSPF协议基本概念
OSPF的邻居状态机
Down
Attempt
Init
2-way
ExStart
Loading Exchange
Full
两台路由器之间建立邻接关系的过程
RT1
RT2
Down ExStart Exchange
Hello( DR = 0.0.0.0,Neighbors Seen = 0) Hello( DR = RT2,Neighbors Seen = RT1)
DD (Seq = x,I = 1, M = 1, MS = 1) DD (Seq = y,I = 1, M = 1, MS = 1) DD (Seq = y,I = 0, M = 1, MS = 0) DD (Seq = y+1,I = 0, M = 1, MS = 1) DD (Seq = y+1,I = 0, M = 1, MS = 0)
路由计算的算法是SPF算法。计算的结果是一棵树，路由是树 上的叶子节点。从根节点到叶子节点是单向不可回复的路径。
MPLS/BGP/VPN 技术介绍
帮派
•MPLS •VPN •MBGP •MPLS/MBGP/VPN
MPLS物种起源
•IP的危机
在90年代中期，当时路由器技术的发展远远滞后于网络的发展速度与 规模，主要表现在转发效率低下、无法提供QOS保证。原因是：当时 路由查找算法使用最长匹配原则，必须使用软件查找；而IP的本质就 是“只关心过程，不注重结果”的“尽力而为”。当时江湖上流行一 种论调：过于简单的IP技术无法承载网络的未来，基于IP技术的因特 网必将在几年之后崩溃。
值。该花费值只在同一种路由协议内有比较意义。 不同的路由协议之间的路由花费值没有可比性，也不存在换算
关系。
静态路由配置
静态路由的配置命令和命令模式
[Quidway]ip route-static <ip_address> [ <mask> | <masklen> ] <interface_name> | <gateway_address> [ preference <preference_value> ] [ reject | blackhole ]
MPLS包头结构
通常，MPLS包头有32Bit，其中有：
20Bit用作标签（Label）
3个Bit的EXP, 协议中没有明确，通常用作COS
1个0 Bit的S,用于标识是否2 是0 栈底2 ，3 2 表4 明MPLS的3 标2 签可以嵌套。
8个Bit的TTL标 签
C o SS
T T L
3 2 比 特
BDR
M= (n-2)×2+1 = 13
NBMA 和点到多点
NBMA：全连接
点到多点：部分连接
划分区域
Area0
Area1
Area3
区域间的路由计算
Type = 3 192.178.14.0
Mask = 255.255.255.240 Metric = 120
172.18.141.0/24
Area 0
BGP ASBR
Router ID = 1.2.3.4
Area 0
Type = 4 1.2.3.4 Mask = 0.0.0.0 Metric = 89
Area 2
STUB 区域和路由聚合
Area 0
Virtual Link
RTB
Area 12
Area 8
19.1.1.0/24
RTA
19.1.3.0/24 19.1.2.0/24
路由协议基础及 MPLS/BGP/VPN技术介绍
主讲 张汉中
成都办技术支持部
什么是路由？
路由是指导IP报文发送的路径信息。
R1 （N,R1,M）
目标网络N
其它网络
显示路由表信息
[Quidway]display ip routing
Routing Tables:
Destination/Mask proto pref Metric Nexthop Interface
11.0.0.0/8
Static 60 0 120.0.0.2 Serial0
20.0.0.0/8
Direct 0 0 20.0.0.1 Ethernet0
20.0.0.1/32 Direct 0 0 127.0.0.1 LoopBack0
......
路由的来源（Protocol）
链路层协议发现的路由
•ATM的野心
此时ATM跳了出来，欲收编所有帮派，一统武林。不幸的是：信奉维 美主义的ATM走向了另一个极端，过于复杂的心法与招式导致没有任 何厂商能够完全修练成功，而且无法与IP很好的融合。在与IP的大决 战中最终落败，ATM只能寄人篱下，沦落到作为IP链路层的地步。
MPLS物种起源
ATM技术虽然没有成功，但其中的几点心法口诀，却属创新：
态路由协议产生。
路由自环
Quidway A Quidway B
S0
10.0.0.2
10.0.0.1 S0
Network N
在路由器 Quidway A上配置：
ip route-static 20.0.0.0 8 10.0.0.2
Public Network
在路由器 Quidway B上配置：
B
2
C
3
D
D
D
D
(4)每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树
OSPF的五种协议报文
Hello报文
发现及维持邻居关系，选举DR，BDR
DD报文
本地LSDB的摘要
LSR报文
向对端请求本端没有或对端的更新的LSA
LSU报文
向对方发送其需要的LSA
LSAck报文
收到LSU之后，进行确认
OSPF协议计算路由过程
RTA
1
RTB
2 3
5
RTC
RTD (1)网络的拓扑结构
LSDB LSA of RTA LSA of RTB LSA of RTC LSA of RTD (2)每台路由器的LSDB
1
A
B
2
C
3
1
A
B
2
C
3
1
A
2
C
3
1
A
B
2
5
C
3
D
(3)由链路状态数据库生成 带权有向图
BA
1
例如：
ip route 129.1.0.0 16 10.0.0.2 ip route 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 ip route 129.1.0.0 16 Serial 2
注意：只有下一跳所属的的接口是点对点（PPP、HDLC）的 接 口 时 ， 才 可 以 填 写 <interface_name> ， 否 则 必 须 填 写 <gateway_address>。
Type = 3 172.18.141.0
Mask = 255.255.255.0 Metric = 91
192.178.14.0/28
Area 3
骨干区域和虚连接
RTA
RTB
Virtual Link
Area 0
Area 12
Area 19
与自治系统外部通信
10.53.11.0/24
Type = 5 10.53.11.0 Mask=255.255.255.0 Metric = 10
开销小，配置简单，无需人工维护。只能发现本接口所属网段的路 由。
手工配置静态路由
无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓朴结构的网络。
动态路由协议发现的路由
开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓朴结构的网络。
路由优先级（Preference）
从优先级最高的协议获取的路由最先被优先选择加入路由表中。
AS-External-LSA，由ASBR生成，描述了到AS外部的路由， 传递到整个AS（STUB区域除外）
接口分类及路由器分类
OSPF 协 议 根 据 链 路 层 媒 体 不 同 分 为 以 下 四 种 网 络 类 型 ： Broadcast、NBMA、Point-to-Point、Point-to-Multipoint
•将具有全局意义的路由表改为只有本地意义的标签表
这些都可以大大提高一台路由器的转发功力。
MPLS的创始人“lable大师”充分吸取了ATM的精华，但也同时认识 到IP为江湖第一大帮派，无法取而代之。遂主动与之修好，甘当IP的 承载层，但为了与一般的链路层小帮有所区别，将自己定位在第2. 5层 的位置。“lable大师”本属于八面玲珑之人，为了不得罪其他帮派， 宣称本帮是“multiprotocol”，来者不拒，也可以承载其他帮派的报文。 在经过一年多的招兵买马、上下打点之后，于1997年的武林大会上， 正式宣布本帮成立，并命名为MPLS（MultiProtocol Lable Switch）
路由器根据在自治系统中的不同角色划分为： IAR、ABR、 BBR、ASBR
一个运行OSPF协议的接口状态根据接口的不同类型可划分为： DR、BDR、DROther、point-to-point
OSPF为什么是无自环的？
每一条LSA（链路状态广播）都标记了生成者（用生成该LSA 的路由器的Router ID标记），其它路由器只负责传输。这样不 会在传输的过程中发生对该信息的改变或错误理解。
2 层 头 部M P L S 头 部 I P 头 部
数 据
2 层 头 部 M P L S 头 M P L S 头 I P 头 部 数 据
Area 19
LSA 分类
Router-LSA 由每个路由器生成，描述了路由器的链路状态和 花费，传递到整个区域
Network-LSA，由DR生成，描述了本网段的链路状态，传递 到整个区域
Net-Summary-LSA，由ABR生成，描述了到区域内某一网段 的路由，传递到相关区域
Asbr-Summary-LSA，由ABR生成，描述了到ASBR的路由， 传递到相关区域
0.0.0.0/0
Static 60 0 120.0.0.2 Serial0
8.0.0.0/8
RIP 100 3 120.0.0.2 Serial0
9.0.0.0/8
OSPF 10 50 20.0.0.2 Ethernet0
9.1.0.0/1
RIP 100 4 120.0.0.2 Serial0
RIP
OSPF
10.0.0.0 R0
10.0.0.0 R1
路由表
10.0.0.0 R1
路由的花费（Metric）
路由的花费标示出了到达这条路由所指的目的地址的代价，通 常以下因素会影响到路由的花费值。
线路延迟、带宽、线路占有率、线路可信度、跳数、最大传输单 元
静态路由的花费值为0。 不同的动态路由协议会选择以上的一种或几种因素来计算花费
Down Init ExStart
Exchange
Loading Full
DD (Seq = y+n,I = 0, M = 0, MS = 1) DD (Seq = y+n,I = 0, M = 0, MS = 0)
LS Request LS Update
LS Ack
Full
选举 DR
DR
M= n(n-1)/2 = 28
缺省路由配置示例
Quidway A Quidway B
S0
Baidu Nhomakorabea
10.0.0.2
10.0.0.1 S0
Network N
Public Network
在路由器 Quidway A上配置：
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.2
Internet 上 大约99.99%的路由器上都存在一条缺省路由! 缺省路由并不一定都是手工配置的静态路由，有时也可以由动
Router ID
一个32-bit的无符号整数，是一台路由器的唯一标识，在整个自治 系统内唯一
协议号
OSPF 是基于IP的，其协议号是89
OSPF Header Protocol #89
OSPF Packet
OSPF通过LSA描述网络拓扑
Ethernet
FR/X.25
PPP
Ethernet
静态路由配置示例
Quidway A 129.0.0.1
S0
129.1.0.0/16
Quidway
B
S0
E0
129.0.0.2
在路由器 Quidway A上配置：
ip route-static 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 或： ip route-static 129.1.0.0 16 10.0.0.2 或： ip route-static 129.1.0.0 16 s0
ip route-static 20.0.0.0 8 10.0.0.1
“路由自环”对网络的危害极大，应尽量避免!
OSPF协议概述
无路由自环 可适应大规模网络 路由变化收敛速度快 支持区域划分 支持等值路由 支持验证 支持路由分级管理 支持以组播地址发送协议报文
OSPF协议基本概念
OSPF的邻居状态机
Down
Attempt
Init
2-way
ExStart
Loading Exchange
Full
两台路由器之间建立邻接关系的过程
RT1
RT2
Down ExStart Exchange
Hello( DR = 0.0.0.0,Neighbors Seen = 0) Hello( DR = RT2,Neighbors Seen = RT1)
DD (Seq = x,I = 1, M = 1, MS = 1) DD (Seq = y,I = 1, M = 1, MS = 1) DD (Seq = y,I = 0, M = 1, MS = 0) DD (Seq = y+1,I = 0, M = 1, MS = 1) DD (Seq = y+1,I = 0, M = 1, MS = 0)
路由计算的算法是SPF算法。计算的结果是一棵树，路由是树 上的叶子节点。从根节点到叶子节点是单向不可回复的路径。
MPLS/BGP/VPN 技术介绍
帮派
•MPLS •VPN •MBGP •MPLS/MBGP/VPN
MPLS物种起源
•IP的危机
在90年代中期，当时路由器技术的发展远远滞后于网络的发展速度与 规模，主要表现在转发效率低下、无法提供QOS保证。原因是：当时 路由查找算法使用最长匹配原则，必须使用软件查找；而IP的本质就 是“只关心过程，不注重结果”的“尽力而为”。当时江湖上流行一 种论调：过于简单的IP技术无法承载网络的未来，基于IP技术的因特 网必将在几年之后崩溃。
值。该花费值只在同一种路由协议内有比较意义。 不同的路由协议之间的路由花费值没有可比性，也不存在换算
关系。
静态路由配置
静态路由的配置命令和命令模式
[Quidway]ip route-static <ip_address> [ <mask> | <masklen> ] <interface_name> | <gateway_address> [ preference <preference_value> ] [ reject | blackhole ]
MPLS包头结构
通常，MPLS包头有32Bit，其中有：
20Bit用作标签（Label）
3个Bit的EXP, 协议中没有明确，通常用作COS
1个0 Bit的S,用于标识是否2 是0 栈底2 ，3 2 表4 明MPLS的3 标2 签可以嵌套。
8个Bit的TTL标 签
C o SS
T T L
3 2 比 特
BDR
M= (n-2)×2+1 = 13
NBMA 和点到多点
NBMA：全连接
点到多点：部分连接
划分区域
Area0
Area1
Area3
区域间的路由计算
Type = 3 192.178.14.0
Mask = 255.255.255.240 Metric = 120
172.18.141.0/24
Area 0
BGP ASBR
Router ID = 1.2.3.4
Area 0
Type = 4 1.2.3.4 Mask = 0.0.0.0 Metric = 89
Area 2
STUB 区域和路由聚合
Area 0
Virtual Link
RTB
Area 12
Area 8
19.1.1.0/24
RTA
19.1.3.0/24 19.1.2.0/24
路由协议基础及 MPLS/BGP/VPN技术介绍
主讲 张汉中
成都办技术支持部
什么是路由？
路由是指导IP报文发送的路径信息。
R1 （N,R1,M）
目标网络N
其它网络
显示路由表信息
[Quidway]display ip routing
Routing Tables:
Destination/Mask proto pref Metric Nexthop Interface
11.0.0.0/8
Static 60 0 120.0.0.2 Serial0
20.0.0.0/8
Direct 0 0 20.0.0.1 Ethernet0
20.0.0.1/32 Direct 0 0 127.0.0.1 LoopBack0
......
路由的来源（Protocol）
链路层协议发现的路由
•ATM的野心
此时ATM跳了出来，欲收编所有帮派，一统武林。不幸的是：信奉维 美主义的ATM走向了另一个极端，过于复杂的心法与招式导致没有任 何厂商能够完全修练成功，而且无法与IP很好的融合。在与IP的大决 战中最终落败，ATM只能寄人篱下，沦落到作为IP链路层的地步。
MPLS物种起源
ATM技术虽然没有成功，但其中的几点心法口诀，却属创新：
态路由协议产生。
路由自环
Quidway A Quidway B
S0
10.0.0.2
10.0.0.1 S0
Network N
在路由器 Quidway A上配置：
ip route-static 20.0.0.0 8 10.0.0.2
Public Network
在路由器 Quidway B上配置：
B
2
C
3
D
D
D
D
(4)每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树
OSPF的五种协议报文
Hello报文
发现及维持邻居关系，选举DR，BDR
DD报文
本地LSDB的摘要
LSR报文
向对端请求本端没有或对端的更新的LSA
LSU报文
向对方发送其需要的LSA
LSAck报文
收到LSU之后，进行确认
OSPF协议计算路由过程
RTA
1
RTB
2 3
5
RTC
RTD (1)网络的拓扑结构
LSDB LSA of RTA LSA of RTB LSA of RTC LSA of RTD (2)每台路由器的LSDB
1
A
B
2
C
3
1
A
B
2
C
3
1
A
2
C
3
1
A
B
2
5
C
3
D
(3)由链路状态数据库生成 带权有向图
BA
1
例如：
ip route 129.1.0.0 16 10.0.0.2 ip route 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 ip route 129.1.0.0 16 Serial 2
注意：只有下一跳所属的的接口是点对点（PPP、HDLC）的 接 口 时 ， 才 可 以 填 写 <interface_name> ， 否 则 必 须 填 写 <gateway_address>。
Type = 3 172.18.141.0
Mask = 255.255.255.0 Metric = 91
192.178.14.0/28
Area 3
骨干区域和虚连接
RTA
RTB
Virtual Link
Area 0
Area 12
Area 19
与自治系统外部通信
10.53.11.0/24
Type = 5 10.53.11.0 Mask=255.255.255.0 Metric = 10
开销小，配置简单，无需人工维护。只能发现本接口所属网段的路 由。
手工配置静态路由
无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓朴结构的网络。
动态路由协议发现的路由
开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓朴结构的网络。
路由优先级（Preference）
从优先级最高的协议获取的路由最先被优先选择加入路由表中。
AS-External-LSA，由ASBR生成，描述了到AS外部的路由， 传递到整个AS（STUB区域除外）
接口分类及路由器分类
OSPF 协 议 根 据 链 路 层 媒 体 不 同 分 为 以 下 四 种 网 络 类 型 ： Broadcast、NBMA、Point-to-Point、Point-to-Multipoint