MPLS/VPN基本原理及在ZXR10中的配置

　　MPLS簡述

　　MPLS（multi-protocollabelswitch）是Internet核心多層交換計(jì)算的最新發(fā)展。MPLS將轉(zhuǎn)發(fā)部分的標(biāo)記交換和控制部分的IP路由組合在一起，加快了轉(zhuǎn)發(fā)速度。而且，MPLS可以運(yùn)行在任何鏈接層技術(shù)之上，從而簡化了向基于SONET/WDM和IP/WDM結(jié)構(gòu)的下一代光Internet的轉(zhuǎn)化。在這里，主要描述一下標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表的產(chǎn)生過程及IP包如何通過MPLS轉(zhuǎn)發(fā)。

　　MPLS標(biāo)簽棧頭

圖1  MPLS標(biāo)簽棧頭

　　32位的MPLS棧頭包括以下區(qū)域(如圖1所示)：

　　承載MPLS標(biāo)記實(shí)際值的標(biāo)記區(qū)域（20位）；

　　CoS區(qū)域（3位），用于在分組通過網(wǎng)絡(luò)時(shí)施加在分組上的排隊(duì)和丟棄算法；

　　堆棧區(qū)域（S區(qū)域，1位），用于支持標(biāo)記堆棧序列；

　　TTL區(qū)域（8位），提供傳統(tǒng)的IPTTL功能。

　　標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表產(chǎn)生過程

　　1．路由器之間通過路由協(xié)議或靜態(tài)路由產(chǎn)生路由表。

圖2  路由器之間通過路由協(xié)議或靜態(tài)路由產(chǎn)生路由表

　　如圖2所示，假設(shè)途中A、B、C、D四臺(tái)路由器之間運(yùn)行了OSPF協(xié)議，A路由器學(xué)習(xí)到D路由器網(wǎng)段211.91.168.0/24的路由。

　　2．運(yùn)行MPLS的路由器為路由表中的路由分配標(biāo)簽。

圖3  運(yùn)行MPLS的路由器為路由表中的路由分配標(biāo)簽

　　圖3A、B、C、D四臺(tái)路由器的路由表中都有211.91.168.0/24網(wǎng)段的路由，假設(shè)各路由器都已運(yùn)行MPLS協(xié)議，則每臺(tái)路由器都會(huì)為該路由分配一個(gè)標(biāo)簽。

　　3．通過LDP/RSVP協(xié)議發(fā)現(xiàn)其MPLS鄰居。

　　假設(shè)在各路由器接口啟動(dòng)LDP協(xié)議。通過LDP發(fā)現(xiàn)協(xié)議，A路由器知道B路由器為其MPLS鄰居，B路由器知道A、C為其MPLS鄰居，C路由器知道B、D為其MPLS鄰居，D的MPLS鄰居為C。

　　4．將打標(biāo)簽的路由通告給其MPLS鄰居。

　　各路由器將其打了標(biāo)簽的路由通告給其MPLS鄰居，而不管是否已從其鄰居學(xué)習(xí)到該路由的標(biāo)簽。這樣對(duì)于路由211.91.168.0/24在各路由器中的標(biāo)簽情況如圖4所示。

圖4  各路由器中的標(biāo)簽情況

　　5．路由器將其下一跳路由器通告的標(biāo)簽加到其轉(zhuǎn)發(fā)表中。通常在實(shí)際應(yīng)用中路由器將目的地不是本地的IP包轉(zhuǎn)發(fā)給其下一跳。因此在MPLS中，路由器只將其下一跳路由器通告的標(biāo)簽加到其轉(zhuǎn)發(fā)表中。對(duì)于211.91.168.0/24網(wǎng)段對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)如圖5所示。

圖5  路由器將其下一跳路由器通告的標(biāo)簽加到其轉(zhuǎn)發(fā)表中

　　IP包在MPLS網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)過程

　　1．MPLS入口路由器根據(jù)目的地址查找路由表。

　　如圖5例，假設(shè)一目的地址為211.91.168.0/24的IP包到達(dá)路由器A。此時(shí)路由器A將查找其路由表，發(fā)現(xiàn)該路由下一跳為路由器B。

　　2．將該IP包打上標(biāo)簽，轉(zhuǎn)發(fā)給下一跳路由器。

　　上例中，路由器A將目的地址為211.91.168.0/24的IP包打上標(biāo)簽20，轉(zhuǎn)發(fā)給其下一跳路由器B。

　　3．下一跳路由器查找其轉(zhuǎn)發(fā)表，替換標(biāo)簽，繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。

　　上例中，當(dāng)打有標(biāo)簽的IP包到達(dá)B路由器時(shí)，路由器不再根據(jù)目的地址查找路由表了，而是根據(jù)標(biāo)簽查找標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表。從A來的出站標(biāo)簽對(duì)應(yīng)于B的入站標(biāo)簽，也就是B通告給A的標(biāo)簽。B路由器通過標(biāo)簽替換，將其入站標(biāo)簽替換成出站標(biāo)簽，即用標(biāo)簽30替換掉標(biāo)簽20，然后轉(zhuǎn)發(fā)給其下一跳路由器C。C路由器同樣進(jìn)行標(biāo)簽交換，將帶有標(biāo)簽40的IP包送給D路由器。

　　4．出口路由器查找其轉(zhuǎn)發(fā)表，發(fā)現(xiàn)其就是目的地網(wǎng)絡(luò)，彈出標(biāo)簽，送給相應(yīng)端口處理。

　　上例中D路由器將查找標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表，發(fā)現(xiàn)該IP包目的地為自己，則彈出標(biāo)簽。標(biāo)簽交換過程結(jié)束。

　　VPN在MPLS中的實(shí)現(xiàn)

　　RFC2547bis定義了允許服務(wù)提供商使用其IP骨干網(wǎng)為用戶提供VPN服務(wù)的一種機(jī)制。RFC2547bis也被稱為BGP/MPLSVPN，因?yàn)锽GP被用來在提供商骨干網(wǎng)中發(fā)布VPN路由信息，而MPLS 被用來將VPN業(yè)務(wù)從一個(gè)VPN站點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)至另一個(gè)站點(diǎn)。首先對(duì)MPLS VPN中用到的常用術(shù)語作一說明，然后介紹一下MPLS VPN實(shí)現(xiàn)的基本原理及常見組網(wǎng)。

　　MPLS/VPN中常用術(shù)語

　　PE路由器：又稱作提供商邊緣路由器。該路由器負(fù)責(zé)用戶端網(wǎng)絡(luò)到提供商網(wǎng)絡(luò)的接入。

　　P路由器：又稱提供商路由器。P路由器是提供商網(wǎng)絡(luò)中不連接任何CE設(shè)備的路由器。

　　CE路由器：又稱用戶邊緣設(shè)備。CE路由器通過連接至一個(gè)或多個(gè)提供商邊緣（PE）路由器的數(shù)據(jù)鏈路為用戶提供對(duì)服務(wù)提供商的接入。

　　VPN-IPV4地址：VPN用戶通常使用私有地址來規(guī)劃自己的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)不同的VPN用戶使 用相同的私有地址規(guī)劃時(shí)就會(huì)出現(xiàn)路由查找問題。

　　路由區(qū)分符RD：路由區(qū)分符RD即VPN-Ipv4地址的前8字節(jié)，用來區(qū)分不同VPN中的相同私網(wǎng)地址。

　　路由目標(biāo)RT：RT為MP-BGP中的擴(kuò)展共同體屬性之一。路由目標(biāo)屬性定義了PE路由器發(fā)布路由的一組站點(diǎn)（VRF）的集合。PE路由器使用這一屬性來對(duì)輸入遠(yuǎn)端路由到其VRF進(jìn)行約束。

　　VPN路由轉(zhuǎn)發(fā)表（VRF）：每個(gè)PE路由器為其直連的站點(diǎn)維持一個(gè)VRF。每個(gè)用戶鏈接被映射至一個(gè)特定的VRF。每個(gè)VRF與PE路由器的一個(gè)端口相關(guān)聯(lián)。

　　VPN在MPLS網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn)

　　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涿枋?/strong>