MPLS 基于3层转发 mpls转发过程

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mob64ca1411e411 2024-06-06 04:26:19

文章标签 MPLS 基于3层转发网络网络协议 MPLS IP 文章分类 云原生云计算

MPLS基本转发过程，隧道特性

标签操作类型包括标签压入（Push）、标签交换（Swap）和标签弹出（Pop），它们是标签转发的基本动作。

倒数第二跳弹出特性PHP（Penultimate Hop Popping）：在最后一跳节点，标签已经没有使用价值，在倒数第二跳节点处将标签弹出，减少最后一跳的负担。最后一跳节点直接进行IP转发或者下一层标签转发。

默认情况下：设备支持PHP特性，支持PHP的Egress节点分配给倒数第二跳节点的标签值为3。

压入：在二层与三层之间添加一个标签。

交换：将收到的报文标签值，替换为自身下一跳提供的标签值。

弹出：将报文的所有标签剥除。PHP：倒数第二跳弹出机制，默认开启。

基本转发过程：

Tunnel ID：为了给使用隧道的上层应用（如VPN、路由管理）提供统一的接口，系统自动为隧道分配了一个ID，也称为Tunnel ID。该Tunnel ID的长度为32bit，只是本地有效。

NHLFE：Next Hop Label Forwarding Entry，下一跳标签转发表：用于知道MPLS报文的转发。（包括Tunnel ID、出接口、下一跳、出标签、标签操作类型等信息）

FEC到一组NHLFE的映射称为FTN（FEC-to-NHLFE）。通过查看FIB表中Tunnel ID值不为0x0的表项，能够获得FTN的详细信息，FTN只在Ingress存在。

ILM：Incoming Label Map，入标签映射。包括：Tunnel ID，入标签，入接口，标签操作类型等信息。

ILM在Transit节点的作用是将标签和NHLFE绑定，通过标签索引ILM表，就相当于使用目的IP地址查询FIB，能够得到所有的标签转发信息。

1、当IP报文进入MPLS域时，首先查看FIB表，检查目的IP地址对应的Tunnel ID值是否为0x0。

[R1]diagnose；进入到诊断视图中；
[R1-diagnose]display mpls nhlfe，查看下一跳标签转发表；
[R1-diagnose]display mpls ilm，查看入标签映射表；
1.1 如果Tunnel ID值为0x0，则进入正常的IP转发流程。
1.2 如果Tunnel ID值不为0x0，则进入MPLS转发流程。

2、在MPLS转发过程中，FIB、ILM、和NHLFE表项是通过Tunnel ID关联的。

        2.1、Ingress的处理：通过查询FIB表和NHLFE表知道报文的转发、
                2.1.1、查看FIB表，根据目的IP地址找到对应的Tunnel ID。
                2.1.2、根据FIB表的Tunnel ID找到对应的NHLFE表项，将FIB表项和NHLFE表项关联起来。
                2.1.3、查看NHLFE表项，可以得到出接口、下一跳、出标签和标签操作类型。
                2.1.4、在IP报文中压入出标签，同时处理TTL，然后将封装好的MPLS报文发送给下一跳.
        2.2、Transit的处理：通过查询ILM和NHLFE表指导MPLS报文的转发
                2.2.1、根据MPLS的标签值查看对应的ILM表，可以得到Tunnel ID。
                2.2.2、根据ILM表的Tunnel ID找到对应的NHLFE表项。
                2.2.3、查看NHLFE表项，可以得到出接口、下一跳、出标签和标签操作类型。
                2.2.4、MPLS报文的处理方式根据不同的标签值而不同。

如果标签值>=16，则用新标签替换MPLS报文中的旧标签，同时处理TTL，然后将替换完标签的MPLS报文发送给下一跳。

如果标签值为3，则直接弹出标签，同时处理TTL，然后进行IP转发或下一层标签转发。

        2.3、Egress的处理：通过查询ILM表指导MPLS报文的转发或查询路由表指导IP报文转发
                2.3.1、如果Egress收到IP报文，则查看路由表，进行IP转发。
                2.3.2、如果Egress收到MPLS报文，则查看ILM表获得标签操作类型，同时处理TTL。

如果标签中的栈底标识S=1，表明该标签是栈底标签，直接进行IP转发。

如果标签中的栈底标识S=0，表明还有下一层标签，继续进行下一层标签转发。

LDP邻居建立；LDP的标签发布、分配、保持方式；MPLS中数据转发流程（FIB，NHLFE，ILM）

MPLS对TTL的处理

MPLS对TTL的处理模式：

Uniform模式：统一模式，IP报文经过MPLS网络时，在入节点，IP TTL减1映射到MPLS TTL字段，此后报文在MPLS网络中按照标准的TTL处理方式处理。在出节点将MPLS TTL减1映射到IP TTL字段。

Pipe模式：管道模式，在入节点，IP TTL值减1，MPLS TTL字段为固定值，此后报文在MPLS网络中按照标准的TTL处理方式处理。在出节点会将IP TTL字段的值减1。