HCIP---MPLS---LDP

文章目录

前言

一.LDP基本工作机制

LDP工作原理概述

LDP对等体：

二.本地LDP会话自动建立过程

三.LDP优化

PHP机制：

四.LDP配置

总结

前言

MPLS 基于标签转发表进行转发，与路由表类似，标签转发表有两种获取渠道：一是手动配置(类似静态路由)，二是通过协议自动学习(类似OSPF)。手动配置不灵活。维护量较大，常用的标签分发方法是使用标签分发协议 LDP 自动分发标签。

本章介绍LDP的工作原理，然后结合一个例子介绍NPLS，LDP的配置。

一.LDP基本工作机制

LDP工作原理概述

LDP 协议作为 MPLS 的标签分发协议，同样需要基于路由器通过IGP协议获取路由信息的情况下。

在MPLS域中，只有目标网段的出站LSR会主动分发标签（例如上图中R4作为4.4.4.0网段出站LSR会给目标网段分发标签），R4给4.4.4.0网段分发标签后，会将目标网段和标签的映射表发给中转LSR(R3)(前提：R4和R3为LDP对等体),R3将路由表中是否有目标网段信息和去往该网段的下一跳是否为R4作为标准，如果两者都满足，则给目标网段分配标签。

LDP对等体：

LDP对等体指的是使用标签分发协议（LDP）进行标签分发的网络设备。在LDP网络中，有许多LDP对等体，它们彼此通信以建立标签分发情况。

本地LDP会话：直连设备之间建立的会话
远程LDP会话：非直连设备之间建立的会话

二.本地LDP会话自动建立过程

概述为以下四步：

发现邻居---建立TCP连接---建立LDP会话---分发标签

发现邻居：

R1将hello报文封装在UDP（端口：646）中，使用组播地址224.0.0.2发送hello报文。

Hello包字段解析
传输地址	默认使用该设备的LSR ID，用于建立TCP会话
LDP ID	用于唯一标识一个LDP进程，每个LDP ID对应一个唯一的标签空间，用于标识和转发数据包，用于确保MPLS标签在网络中唯一分配和传递
周期更新时间	5秒
保活时间	3倍周期更新时间

建立TCP会话

准备阶段：

R1收到R2发送的hello包后，会检查hello包中携带的传输地址是否可达，若可达则将本地的传输地址与之比较，传输地址较大者为主动方，基于对端发送hello中的源IP主动发起TCP建立会话。

建立阶段：

注：TCP会话建立完成后扔会周期性的发送hello包以探测新的邻居。

建立LDP会话

TCP连接建立完成之后，双方进行LDP参数协商，协商成功后，向对方回复keeplive报文，若双方参数都协商成功，则LDP对等体关系建立完成，LDP会话建立完成，并周期性（15s）发送heeplive报文进行保活（保活时间：3倍周期更新时间）。

分发标签：

标签传递方式：

DU模式（下游自主模式）：MPLS的下游节点会主动向上游节点（出站LSR是最后一个下游节点）发送标记。
DOD模式：（下游按需模式）下游设备收到上游设备请求后发送标签。

注：DU模式的中转LSR不仅会记录收到的标签，将标签发送给上游节点，还会将标签发给下游节点，下游节点收到上游节点的标签后会根据路由表判断本身为下游节点拒绝记录该标签。由于LDP协议为动态搭建LSP，除了出站LSR，剩余的中转LSR都无法判断自己是否为中转LSR，因此LDP协议中的中转LSR都有两种身份：出站LSR（入站标签：null，出站标签：下游节点发送的标签）+中转LSR（入站标签：本地分配，出站标签：下游节点发送）

如图，当数据包去往4.4.4.0网段时，可以从R2入站（此时R2为入站LSR，R3为中转LSR)或R3入站（此时R3为入站LSR）。而静态搭建的LSP由于入站LSR是手工指定的，因此数据包想要去往4.4.4.0网段只能从手工配置的入站LSR进入。

三.LDP优化

入站LSR优化机制：

入站/出站LSR会根据数据包中的目标IP查看FIB表该数据包是否执行MPLS，若执行则查看LFIB表查看数据包的转发路径。为了解决出站/入站LSR需要查询两张表导致的查询效率低下问题，LDP协议存在PHP机制（次默跳弹出机制）。

优化机制：将出站标签直接添加到FIB表中。

出站LSR优化机制：

PHP机制：

当数据包到达MPLS网络的倒数第二个节点时，该节点可以将标签弹出，并将数据包发送到它的最终目的地。这样可以减少MPLS网络上的标签交换操作，从而提高网络性能。华为设备默认开启。

LDP协议中的PHP机制是通过将特殊的标签值（隐式空标签：3）分配给PHP标签来实现的。出站LSR会将隐式空标签分配给上游节点，此节点会将隐式空标签作为出站标签记录在LFIB表中，并将出站标签3作为鉴别自身是否为该LSP链路上倒数第二节点的依据，若鉴别为倒数第二节点转发报文时会自动弹出隐式空标签，然后转发给出站LSR，借此来实现出站LSR收到的报文不含标签，不查LFIB表，只查FIB表转发数据，从而增加查询效率，降低节点负载，提高网络性能。具体可查看下方倒数第二节点LSP构建情况白哦。

四.LDP配置

#准备工作：需要配置静态或动态路由实现全网可达#配置LSR-ID
[r1]mpls lsr-id 1.1.1.1
#MPLS全局激活
[r1]mpls\
#LDP全局激活
[r1]mpls ldp
#MPLS接口激活
[r1-GigabitEthernet0/0/0]mpls
#LDP接口激活
[r1-GigabitEthernet0/0/0]mpls ldp#R2 R3 R4 配置方法相同#查看MPLS对等体关系
[r1]display mpls ldp peer 
#查看LDP会话
[r1]display mpls ldp session
#查看LSP构建情况
[r4]display mpls lsp#华为设备默认只给/32网段分配标签
#给所有除了/32以外的网段分配标签,默认只对配置命令设备的直连网段生效
#其它设备的直连网段需要在其它设备上配置相同的命令
[r4]mpls
[r4-mpls]lsp-trigger all