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MPLS-VPN干貨分享
2022-10-09 11:09:58?  來源:??  閱讀:
一、什么是MPLS-VPN

MPLS是一種在IP骨干網(wǎng)上利用標簽來指導(dǎo)數(shù)據(jù)報文高速轉(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地址映射為簡短且長度固定、只具有本地意義的標簽,以標簽交換替代IP查表,從而顯著提高轉(zhuǎn)發(fā)效率。同時,MPLS的標簽機制可以在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)報文經(jīng)過每一臺路由器,都要被解封裝查看報文網(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)報文轉(zhuǎn)發(fā)。這樣各路由器重復(fù)進行解封裝查找路由表和再封裝的過程,所以轉(zhuǎn)發(fā)功能低。所以IP的轉(zhuǎn)發(fā)功能成為其時限制網(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)化為簡潔的標簽交換,顯著削減指導(dǎo)報文轉(zhuǎn)發(fā)的時刻。

當報文進入MPLS區(qū)域之后,只需在位于邊際的入、出節(jié)點解析IP報文頭,封裝或解封裝標簽,而在中間的一切節(jié)點上都無需解析IP報文頭,只進行標簽交換,進一步節(jié)約了轉(zhuǎn)發(fā)報文的處理時刻。

后來,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。

可是,MPLS的標簽轉(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)中充當公網(wǎng)地道。此外,因為MPLS的報文轉(zhuǎn)發(fā)依靠一條固定的標簽交換路徑,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)議標簽交換MPLS基于標簽的數(shù)據(jù)包交換技能,L2和L3之間在轉(zhuǎn)發(fā)過程中只需求依據(jù)報文中的標簽轉(zhuǎn)發(fā)而無需查看上層報頭信息,數(shù)據(jù)包離開MPLS網(wǎng)絡(luò)時,一切標簽信息都會被剝離掉,路由器不再需求基于數(shù)據(jù)包IP信息進行路由表查表進行轉(zhuǎn)發(fā),只需關(guān)心報文的標簽信息,MPLS其實就是一種地道技能。

四、MPLS基礎(chǔ)術(shù)語

● LDP:符號分配協(xié)議

● LSP:符號交換路徑

● FEC:轉(zhuǎn)發(fā)等價類

● LSR:符號交換路由器

● LER:符號邊際路由器

● CR-LDP:限制路由的符號分配協(xié)議

五、MPLS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

MPLS基于標簽進行轉(zhuǎn)發(fā),了解LSR LER:

1、標簽交換路由器LSR:MPLS標簽交換和報文轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備稱為標簽交換路由器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:標簽轉(zhuǎn)發(fā)路徑,MPLS報文經(jīng)過的路徑,可以把一條LSP理解為一個單向的地道

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

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

Ingress--->Transit--->Egress

LSP 分為靜態(tài)和動態(tài),靜態(tài)LSP手工配置,動態(tài)LSP運轉(zhuǎn)LDP協(xié)議為每條內(nèi)部路由映射標簽,再將標簽信息通告一切鄰居,形成LSP

MPLS技能組網(wǎng)優(yōu)勢:

1)可擴展性:MPLS選用第3層無連接的體系結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)高擴展性。

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路由器來說,MPLS是透明的,用戶的CPE設(shè)備不需求運轉(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沖突。

5)基于標準:一切業(yè)界廠商都可以獲得并遵循MPLS,來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):交換機可同其他服務(wù)供給商的網(wǎng)進行互聯(lián),以實現(xiàn)IP網(wǎng)的全球覆蓋。

7)端到端的優(yōu)先級服務(wù):真實的端到端的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,下降運營成本。

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(CoS)支撐:可猜測的功能和策略實施。在一個MPLS支撐多種級別的服務(wù)。

11)遷移:無需變動用戶的Intranet,即可實現(xiàn)遷移。

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