1、2022-12-27华为MPLS基础知识培训教程A华为华为MPLS基础知识培基础知识培训教程训教程-APage 2华为MPLS基础知识培训教程A前言前言基于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华为MPLS基础知识培训教程A学习指南l本课程的重点是本课程的重点是MPLS的技术细节和工的技术细节和工作原理。作原理。l本课程的难点是理解本课程的难点是理解MPLS在在MSTP传传输网络中的实际应用。输网络中的实际应用。Page 4华为MPLS基础知识培训教程A参考资料lMPLSMPLS基础原理知识基础
2、原理知识lMPLS L2 VPNMPLS L2 VPN原理知识原理知识l数据单板开局指导书数据单板开局指导书Page 5华为MPLS基础知识培训教程A课程目标l学习完此课程，您应能：学习完此课程，您应能：p了解了解MPLS的概念和发展由来的概念和发展由来p理解理解MPLS的技术细节和工作原理的技术细节和工作原理p理解理解MPLS在传输网络中的实际应用在传输网络中的实际应用Page 6华为MPLS基础知识培训教程A内容介绍lMPLSMPLS简介简介lMPLSMPLS技术细节和工作原理技术细节和工作原理lMPLSMPLS的实际应用的实际应用Page 7华为MPLS基础知识培训教程AMPLSl MP
3、LSMulti-Protocol Label SwitchingpMulti-Protocol：支持多种三层协议，如支持多种三层协议，如IP、IPv6、IPX等，它通常处于等，它通常处于二层和三层之间，俗称二层和三层之间，俗称2.5层。层。pLabel：是一种短的、等长的、易于处理的、不包含拓扑信息、只具有是一种短的、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。局部意义的信息内容。pSwitching：MPLS报文交换和转发是基于标签的。针对报文交换和转发是基于标签的。针对IP业务，业务，IP包在包在进入进入MPLS网络时，入口的路由器分析网络时，入口的路由器分析IP包的内容
4、并且为这些包的内容并且为这些IP包选择包选择合适的标签，然后所有合适的标签，然后所有MPLS网络中节点都是依据这个简短标签来作为网络中节点都是依据这个简短标签来作为转发依据。当该转发依据。当该IP包最终离开包最终离开MPLS网络时，标签被出口的边缘路由器网络时，标签被出口的边缘路由器分离。分离。Page 8华为MPLS基础知识培训教程A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MPLSPage 9华为MPLS基础知识培训教程A传统IP转发l 每一跳分析每一跳分析IP头，效率低头，效率低
5、l QoS难于部署，而且效率低难于部署，而且效率低l 所有路由器都要知道整个网络的所有路由所有路由器都要知道整个网络的所有路由分析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Page 10华为MPLS基础知识培训教程AATM的交换过程l面向连接，有面向连接，有N2 问题问题l靠链路层选路，基于靠链路层选路，基于VPI/VCI或标签或标签l业务质量有保证，可保证实时业务业务质量有保证，可保证实时业务虚通路连接虚通路连接 (VCC)虚通道连接虚通道连接(VPC)VP交换交换VC交换交换VC交换交换NNINNIVPI=2VCI=44VPI=1VCI=1VPI=26VCI=44VPI
6、=20VCI=30UNIUNIPage 11华为MPLS基础知识培训教程A结合ATM与IP优点的技术lLayer 3 路由路由-可伸缩性和灵活性可伸缩性和灵活性lLayer 2 交换交换-高可靠性和流量工程管理高可靠性和流量工程管理+XR=X Router ATM switch MPLS Router MPLS多协议标签交换多协议标签交换Page 12华为MPLS基础知识培训教程AMPLS基本概念lLSR：Label Switch RouterlLER：Label Edge RouterlLSP：Label Switch PathLERLERLERLERLSRLSRLSRMPLS域IPMPLS
7、LSPPage 13华为MPLS基础知识培训教程AMPLS 基本工作过程Core LSRIPIPL1IPL2IPL3IP传统IP转发传统IP转发标签转发边缘LSR边缘LSRPage 14华为MPLS基础知识培训教程AMPLS的优点l以短的、固定长度的标签代替以短的、固定长度的标签代替IP头作为转发依据，提高转发速度头作为转发依据，提高转发速度lIP与与ATM更好地结合更好地结合l提供增值业务，同时不损害效率：提供增值业务，同时不损害效率：p VPNp流量工程流量工程pQOSPage 15华为MPLS基础知识培训教程A为什么使用MPLSlMPLS MPLS 结合了网络层的灵活连接和可扩展性，以及
8、结合了网络层的灵活连接和可扩展性，以及ATMATM的标签转发的可靠传输和的标签转发的可靠传输和QoSQoS支持多种标准的路由协议，如支持多种标准的路由协议，如BGPBGP、OSPFOSPFp支持多种标签生成协议，如支持多种标签生成协议，如LDPLDP、RSVPRSVPp支持多种网络层协议，包括支持多种网络层协议，包括IPv4IPv4、IPv6IPv6、IPXIPX等等p有效解决有效解决QoSQoS问题问题p具有标签转发的高性能具有标签转发的高性能l支持二层和三层的支持二层和三层的MPLS VPNMPLS VPNpLSPLSP本身就是公网上的隧道，用本身就是公网上的隧道，用MPLSMPLS来实现
9、来实现VPNVPN有天然的优势，避免了有天然的优势，避免了L2TPL2TP、GREGRE等传统等传统VPNVPN在配置和管理上的在配置和管理上的N N平方问题。平方问题。pVPN VPN 的控制在的控制在PEPE上实现，管理和扩展非常方便。上实现，管理和扩展非常方便。p每个每个VPNVPN单独构成一个独立的地址空间，即单独构成一个独立的地址空间，即VPNVPN之间可以重用地址。之间可以重用地址。p方便的控制方便的控制VPN VPN 各业务之间的隔离和互通。各业务之间的隔离和互通。l支持流量工程（支持流量工程（Traffic EngineeringTraffic Engineering）MPLS
10、MPLS是面向无连接的控制平面和面向连接的转发平面。是面向无连接的控制平面和面向连接的转发平面。Page 16华为MPLS基础知识培训教程A问题l问题问题1 1：MPLSMPLS的产生原因和定义？的产生原因和定义？Page 17华为MPLS基础知识培训教程A小结l本节我们主要讲解了：本节我们主要讲解了：pMPLS的基本概念Page 18华为MPLS基础知识培训教程A内容介绍lMPLSMPLS简介简介lMPLSMPLS技术细节和工作原理技术细节和工作原理lMPLSMPLS的实际应用的实际应用Page 19华为MPLS基础知识培训教程AMPLS封装格式与标签MPLSMPLS包头有包头有32Bit3
11、2Bit（4 4字节），其中包括：字节），其中包括：l 20Bit用作标签（Label）l 3个Bit的Experimental,协议中没有明确，通常用作CoS(Class of Service)l 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l 8个Bit的TTLMPLS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 HeaderMPLS HeaderIP HeaderDataLabelCOSSTTL0 19 22 23 3132 bitsPage 2
12、0华为MPLS基础知识培训教程A标签栈l理论上，标签栈可以无限嵌套，从而提供无限的业务支持理论上，标签栈可以无限嵌套，从而提供无限的业务支持能力。这是能力。这是MPLS技术最大的魅力所在。技术最大的魅力所在。L2 HeaderMPLS HeaderMPLS HeaderIP HeaderDataPage 21华为MPLS基础知识培训教程AMPLS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华为MPLS基础知识培训教程ADASAVLAN TAG0
13、 x8847(0 x8848 广播)LabelL3Data66424NMartinioE封装格式DASA0 x8847(0 x8848 广播)Ethernet Data662NVC4Tunnel40 x8847(0 x8848 广播)Ethernet Data2NVC4Tunnel4MartinioP封装格式DASAVLAN TAG0 x8100VLANL3Data66422NVMAN封装格式CCC封装格式MPLS的封装格式Page 23华为MPLS基础知识培训教程A相关名词概念介绍lFECFEC：Forwarding Equivalence ClassForwarding Equivalen
14、ce Class，FECFEC（转发等价类），是在转发过程中以（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FECFEC分配相同的标签。分配相同的标签。lLSPLSP：标签交换通道。一个：标签交换通道。一个FECFEC的数据流，在不同的节点被赋予确定的标签，数据转的数据流，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。发按照这些标签进行。FECFEC数据流所走的路径就是数据流所走的路径就是LSPLSP。lLSRLSR：Label Switching Rou
15、terLabel Switching Router，LSRLSR是是MPLSMPLS的网络的核心交换机，它提供标签交换的网络的核心交换机，它提供标签交换和标签分发功能。和标签分发功能。lLERLER：Label Switching Edge RouterLabel Switching Edge Router，在，在MPLSMPLS的网络边缘，进入到的网络边缘，进入到MPLSMPLS网络的流网络的流量由量由LERLER分为不同的分为不同的FECFEC，并为这些，并为这些FECFEC请求相应的标签。它提供流量分类和标签的请求相应的标签。它提供流量分类和标签的映射、标签的移除功能映射、标签的移除功能
16、Page 24华为MPLS基础知识培训教程ALSP（Label Switched Path）lLSP是一条有源接口和宿接口的路径，是面向连接的；lLSP配置了Label；lLSP配置了相关的操作；lLSP决定了数据的出接口。LSPMPLS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。IngressEgressMPLS边缘路由器(LER)MPLS核心路由器(LSR)LSRPage 25华为MPLS基础知识培训教程ALSP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
17、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。PEIngressIntermediateEgressPEPPPPP P（ProviderProvider）端口：）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MPLSMPLS封装报文的端口。封装报文的端口。PEPE（Provider EdgeProvider Edge）端口：）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
18、是普通以太网帧，如果接入的是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MPLSMPLS封装格式的数据报文，但同时不希望对封装格式的数据报文，但同时不希望对MPLSMPLS封装进行处理，端口也可以配置成这种属性。封装进行处理，端口也可以配置成这种属性。Page 26华为MPLS基础知识培训教程ALSP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。TunnelVCVC
19、以Martinio封装为例，一段LSP是一个TunnelVC组成的Tunnel作为隧道，VC做点到点连接LSP结构Page 27华为MPLS基础知识培训教程ALSP的转发过程l1、进入网络的分组根据其特征划分成转发等价类、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。一般根据IP地址前地址前缀或者主机地址来划分缀或者主机地址来划分FEC。这些具有相同。这些具有相同FEC分组在分组在MPLS区域中将经过相区域中将经过相同的路径（即同的路径（即LSP）。）。LER对到来的对到来的FEC分组分配一个短而定长的标签，然后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。从相应的端口转发
20、出去。l2、在、在LSP沿途的沿途的LSR上都已建立了输入上都已建立了输入/输出标签的映射表。对于接收到的输出标签的映射表。对于接收到的标签分组，标签分组，LSR只需根据标签从表中找到相应的只需根据标签从表中找到相应的NHLFE，并用新的标签来替，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。换原来的标签，然后对标签分组进行转发。l3、在、在MPLS域的出口，标签被剥离，还原称标准的域的出口，标签被剥离，还原称标准的IP报文。报文。lMPLS在网络入口处指定特定分组的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，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
21、单的多，从而提高了转发速度。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华为MPLS基础知识培训教程A静态标签构成的LSP举例PETunnelVCP1324323403Data ALSRLSPData BPort 1Port 2Port 3PTunnelVCPTunnelVC1324232413403340PTunnelVCPE13402PTunnelVCPTunnelVC1324232413402340PTunnelVCPE13242Port 1Port 2Port 1Port 1Port 1Port 2Port 2Port 2Port 3Data AData BLE
22、RPage 29华为MPLS基础知识培训教程A通过MPLS信令建立LSPlLDP（Label Distribution Protocol）协议是）协议是MPLS协议中专门用来实现标协议中专门用来实现标签分发的协议。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。等路由协议收集的。但是但是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。并不直接和各种路由协议有关联，只是间接使用路由信息。lLDP并不是唯一的标签分发协议。对并不是唯一
23、的标签分发协议。对BGP、RSVP等已有协议进行扩展等已有协议进行扩展也可以支持也可以支持MPLS标签的分发。标签的分发。lMPLS的一些应用也需要对某些路由协议进行扩展。例如，基于的一些应用也需要对某些路由协议进行扩展。例如，基于MPLS的的VPN应用就需要对应用就需要对BGP协议进行扩展，基于协议进行扩展，基于MPLS的流量工程需要对的流量工程需要对OSPF或或IS-IS协议进行扩展。协议进行扩展。Page 30华为MPLS基础知识培训教程A问题l问题问题1 1：MPLSMPLS的包头结构，的包头结构，LabelLabel取值的最大范围是多多少？取值的最大范围是多多少？l问题问题2 2：L
24、SPLSP的操作有哪些？的操作有哪些？Page 31华为MPLS基础知识培训教程A小结l本节我们主要讲解了：本节我们主要讲解了：pMPLS的封装结构pMPLS相关概念介绍pLSP的概念和LSP的建立和转发Page 32华为MPLS基础知识培训教程A内容介绍lMPLSMPLS简介简介lMPLSMPLS技术细节和工作原理技术细节和工作原理lMPLSMPLS的实际应用的实际应用Page 33华为MPLS基础知识培训教程A点到点的虚拟共享专线业务VLAN 88VLAN 88VLAN 88VLAN 88TunnelVCVCVCTRUNKMACVCTRUNKMAC点到点的虚拟共享专线，可以通过Port或者
25、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 1Port 2Port 1Port 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华为MPLS基础知识培训教程A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。Tu
26、nnelVCVCLPMACVCTRUNKMACPort 1Port 2Port 1Port 2TunnelVCVCTunnelVCVCVCTRUNKVCTRUNKLPVB1VB2VB1VB2VB2VB1LPPort 1Port 2Page 35华为MPLS基础知识培训教程A问题l问题问题1 1：MPLSMPLS目前在我们光网络传输设备上的应用方式有哪些？目前在我们光网络传输设备上的应用方式有哪些？l问题问题2 2：在实际配置：在实际配置MPLSMPLS应用时，应该如何选择相应的封装格式？应用时，应该如何选择相应的封装格式？Page 36华为MPLS基础知识培训教程A小结l本节我们主要讲解了：本节我们主要讲解了：p虚拟共享专线业务p虚拟共享局域网业务Page 37华为MPLS基础知识培训教程A总结l本课程我们主要讲解了：本课程我们主要讲解了：pMPLS协议的概念和原理pMPLS的在传输产品中的实际应用2022-12-27华为MPLS基础知识培训教程A
