MPLS基础知识华为ppt课件.ppt

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1、2022/12/30,骆 胜,MPLS基础知识,Page 2,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。,Page 3,学习指南,本课程的重点是MPLS的技术细节和工作原理。本课程的难点是理解MPLS在MSTP传输网络中的实际应用。,Page 4,参考资料,MPLS基础原理知识MPLS L2 VPN原理知识数据单板开局指导书,Page 5,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,Page 6,内容介绍,MPLS简

2、介MPLS技术细节和工作原理MPLS的实际应用,Page 7,MPLS,MPLSMulti-Protocol Label SwitchingMulti-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。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

3、签被出口的边缘路由器分离。,Page 8,起源：为了将IP与ATM结合,面向无连接的控制平面,面向无连接的转发平面,IP,面向连接的控制平面,面向连接的转发平面,ATM,面向无连接的控制平面,面向连接的转发平面,MPLS,Page 9,传统IP转发,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,Page 10,ATM的交换过程,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,虚通路连接 (VCC),虚通道连接(VPC),VP交换,VC交换,VC交换,NNI,NNI,VPI = 2VCI = 44,VPI

4、= 1VCI = 1,VPI = 26VCI = 44,VPI = 20VCI = 30,UNI,UNI,Page 11,结合ATM与IP优点的技术,Layer 3 路由 - 可伸缩性和灵活性Layer 2 交换 - 高可靠性和流量工程管理,+,X,R,=,X,Router ATM switch MPLS Router,MPLS多协议标签交换,Page 12,MPLS基本概念,LSR：Label Switch RouterLER：Label Edge RouterLSP：Label Switch Path,Page 13,MPLS 基本工作过程,Page 14,MPLS的优点,以短的、固定长度

5、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,Page 15,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 VPNLSP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。VPN 的控制在PE上实现，管理和

6、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。,Page 16,问题,问题1： MPLS的产生原因和定义？,Page 17,小结,本节我们主要讲解了：MPLS的基本概念,Page 18,内容介绍,MPLS简介MPLS技术细节和工作原理MPLS的实际应用,Page 19,MPLS封装格式与标签,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

7、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,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。,L2 Header,MPLS Header,IP Header,Data,Label,COS,S,TTL,0 19 22 23 31,32 bits,Page 20,标签栈,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。,L2 Hea

8、der,MPLS Header,MPLS Header,IP Header,Data,Page 21,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 。,Page 22,MartinioE封装格式,MartinioP封装格式,VMAN封装格式,CCC封装格式,MPLS的封装格式,Page 23,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

9、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。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,Page 24,LSP（Label Switched Path）,LSP是一条有源

10、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。,Page 25,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。,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

11、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。,Page 26,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。,Page 27,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

12、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。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。,Page 28,静态标签构成的LSP举例,Data A,LSR,LSP,Data B,Port 1,Port 2,Port

13、3,Port 1,Port 2,Port 1,Port 1,Port 1,Port 2,Port 2,Port 2,Port 3,LER,Page 29,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。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

14、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。,Page 30,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？,Page 31,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,Page 32,内容介绍,MPLS简介MPLS技术细节和工作原理MPLS的实际应用,Page 33,点到点的虚拟共享专线业务,VLAN 88,VLAN 88,VLAN 88,VLAN 88,VCTRUNK,MAC,VCTRUNK,MA

15、C,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。,Port 1,Port 2,Port 1,Port 2,上图中，两个站点间的VCTRUNK通道构成一个LSP，通过对不同Port数据封装上相应的标签(Tunnel+VC)，达到数据共享带宽，并且相互隔离。,Page 34,虚拟共享局域网业务,虚拟共享局域网，可以通过不同的VB的LP端口和VCTRUNK端口建立LSP带宽共享，从而达到对带宽虚拟共享的目的。,上图中，两个站点间的VCTRUNK通道构成一个LSP，通过对不同Port数据封装上相应的标签(Tunnel+VC)，达到数据共享带宽，并且相互隔离。,Page 35,问题,问题1：MPLS目前在我们光网络传输设备上的应用方式有哪些？问题2：在实际配置MPLS应用时，应该如何选择相应的封装格式？,Page 36,小结,本节我们主要讲解了：虚拟共享专线业务虚拟共享局域网业务,Page 37,总结,本课程我们主要讲解了：MPLS协议的概念和原理MPLS的在传输产品中的实际应用,