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MPLS-VPN干貨分享
2022-10-09 11:09:58?  來(lái)源：??  閱讀：次
一、什么是MPLS-VPN

MPLS是一種在IP骨干網(wǎng)上利用標(biāo)簽來(lái)指導(dǎo)數(shù)據(jù)報(bào)文高速轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)議，MPLS供給了一種新的網(wǎng)絡(luò)交換方式，它將IP地址映射為簡(jiǎn)短且長(zhǎng)度固定、只具有本地意義的標(biāo)簽，以標(biāo)簽交換替代IP查表，從而顯著提高轉(zhuǎn)發(fā)效率。同時(shí)，MPLS的標(biāo)簽機(jī)制可以在IP網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)筑一條邏輯上的地道，并且MPLS兼容不同的網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層協(xié)議，因此，MPLS可以很好的為各種L2VPN、L3VPN以及EVPN業(yè)務(wù)供給公網(wǎng)地道服務(wù)。

二、為什么需求MPLS？

傳統(tǒng)的IP轉(zhuǎn)發(fā)選用的是逐跳轉(zhuǎn)發(fā)。路由轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)報(bào)文經(jīng)過(guò)每一臺(tái)路由器，都要被解封裝查看報(bào)文網(wǎng)絡(luò)層信息，然后依據(jù)路由匹配原則查找路由表指導(dǎo)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)。這樣各路由器重復(fù)進(jìn)行解封裝查找路由表和再封裝的過(guò)程，所以轉(zhuǎn)發(fā)功能低。所以IP的轉(zhuǎn)發(fā)功能成為其時(shí)限制網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。在這種背景下，IETF提出了MPLS協(xié)議。MPLS最初的目的就是為了提高IP網(wǎng)絡(luò)中路由設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)速率。

與傳統(tǒng)的IP路由方式相比，MPLS通過(guò)以下兩種方式提高轉(zhuǎn)發(fā)速率：

將查找龐大的IP路由表轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)潔的標(biāo)簽交換，顯著削減指導(dǎo)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)刻。

當(dāng)報(bào)文進(jìn)入MPLS區(qū)域之后，只需在位于邊際的入、出節(jié)點(diǎn)解析IP報(bào)文頭，封裝或解封裝標(biāo)簽，而在中間的一切節(jié)點(diǎn)上都無(wú)需解析IP報(bào)文頭，只進(jìn)行標(biāo)簽交換，進(jìn)一步節(jié)約了轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的處理時(shí)刻。

后來(lái)，跟著ASIC技能的迅速發(fā)展，IP路由表查找逐步改用硬件方法，處理速度大大提高，這使得MPLS在提高IP網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)速率方面不再具備明顯的優(yōu)勢(shì)。

可是，MPLS的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)本質(zhì)上是一種地道技能，它還支撐封裝多層標(biāo)簽，并且MPLS天然兼容多種網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層協(xié)議，因此，MPLS非常適合在各種VPN業(yè)務(wù)中充當(dāng)公網(wǎng)地道。此外，因?yàn)镸PLS的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)依靠一條固定的標(biāo)簽交換路徑，所以MPLS是一種面向連接的轉(zhuǎn)發(fā)技能，這使得MPLS在流量工程TE、QoS等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。

三、MPLS概念

多協(xié)議標(biāo)簽交換MPLS基于標(biāo)簽的數(shù)據(jù)包交換技能，L2和L3之間在轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中只需求依據(jù)報(bào)文中的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)而無(wú)需查看上層報(bào)頭信息，數(shù)據(jù)包離開(kāi)MPLS網(wǎng)絡(luò)時(shí)，一切標(biāo)簽信息都會(huì)被剝離掉，路由器不再需求基于數(shù)據(jù)包IP信息進(jìn)行路由表查表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，只需關(guān)心報(bào)文的標(biāo)簽信息，MPLS其實(shí)就是一種地道技能。

四、MPLS基礎(chǔ)術(shù)語(yǔ)

● LDP：符號(hào)分配協(xié)議

● LSP：符號(hào)交換路徑

● FEC：轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類

● LSR：符號(hào)交換路由器

● LER：符號(hào)邊際路由器

● CR-LDP：限制路由的符號(hào)分配協(xié)議

五、MPLS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

MPLS基于標(biāo)簽進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，了解LSR LER：

1、標(biāo)簽交換路由器LSR：MPLS標(biāo)簽交換和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備稱為標(biāo)簽交換路由器LSR，LSR構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域稱為MPLS域。

2、邊際路由器LER，位于MPLS域邊際、連接其他網(wǎng)絡(luò)的LSR稱為邊際路由器LER，區(qū)域內(nèi)部的LSR稱為核心LSR。

LSP：標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)路徑，MPLS報(bào)文經(jīng)過(guò)的路徑，可以把一條LSP理解為一個(gè)單向的地道

1）、LSP的入口LER稱為入節(jié)點(diǎn)（Ingress）；位于LSP中間的LSR稱為中間節(jié)點(diǎn)（Transit）；LSP的出口LER稱為出節(jié)點(diǎn)（Egress）。一條LSP可以有0個(gè)、1個(gè)或多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，但有且只要一個(gè)入節(jié)點(diǎn)和一個(gè)出節(jié)點(diǎn)。

2）、MPLS報(bào)文由Ingress發(fā)往Egress，則Ingress是Transit的上游節(jié)點(diǎn)，Transit是Ingress的下游節(jié)點(diǎn)。Transit是Egress上游節(jié)點(diǎn)，Egress是Transit的下游節(jié)點(diǎn)。

Ingress--->Transit--->Egress

LSP 分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，靜態(tài)LSP手工配置，動(dòng)態(tài)LSP運(yùn)轉(zhuǎn)LDP協(xié)議為每條內(nèi)部路由映射標(biāo)簽，再將標(biāo)簽信息通告一切鄰居，形成LSP

MPLS技能組網(wǎng)優(yōu)勢(shì)：

1)可擴(kuò)展性：MPLS選用第3層無(wú)連接的體系結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)高擴(kuò)展性。

2)安全性：MPLS供給了和面向連接(如幀中繼和ATM)相同的安全級(jí)別。安全性是在服務(wù)供給商網(wǎng)絡(luò)邊界供給的，保證了從一個(gè)用戶接納到的數(shù)據(jù)包傳送正確。在骨干網(wǎng)上，數(shù)據(jù)流量是隔離的。用戶的數(shù)據(jù)包必須從特定的接口或子接口上接納，并且打上唯一標(biāo)簽。

3)創(chuàng)建方便：MPLS的功能由服務(wù)供給商的網(wǎng)絡(luò)供給，幾乎不需求用戶配置，關(guān)于CPE路由器來(lái)說(shuō)，MPLS是透明的，用戶的CPE設(shè)備不需求運(yùn)轉(zhuǎn)MPLS。

4)靈敏的地址分配：用戶可以規(guī)劃自已的地址分配，和其他用戶的地址不會(huì)沖突。

5)基于標(biāo)準(zhǔn)：一切業(yè)界廠商都可以獲得并遵循MPLS，來(lái)保證多廠商并存的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下設(shè)備之間的相互配合。

6)靈敏的體系結(jié)構(gòu)：交換機(jī)可同其他服務(wù)供給商的網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)IP網(wǎng)的全球覆蓋。

7)端到端的優(yōu)先級(jí)服務(wù)：真實(shí)的端到端的QoS解決方案，使得服務(wù)供給商可以供給SLA。

8)交融：數(shù)據(jù)、音頻和視頻的交融可以幫助服務(wù)供給商削減投資，下降運(yùn)營(yíng)成本。

9)集中化的服務(wù)：在第3層創(chuàng)建可以把指定的服務(wù)傳送到同一組用戶。

10)綜合的服務(wù)等級(jí)(CoS)支撐：可猜測(cè)的功能和策略實(shí)施。在一個(gè)MPLS支撐多種級(jí)別的服務(wù)。

11)遷移：無(wú)需變動(dòng)用戶的Intranet，即可實(shí)現(xiàn)遷移。

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