PHP查询路由技巧_MPLS系列之一MPLS事理标签过程 解决BGP路由黑洞

Label：20bit 2^0~2^20-1，也便是1048575个标签，0~15做保留个中0做显示空 （NULL，用于QOS 只看EXP 忽略查找LFIB）3是隐式空（关照次莫跳实行TAG动作）1 为路由器报警标签 14 是OAM报警EXP：扩展运用 如果是IP包中的3bit为IP precedenceS：栈底位 0与1 1代表1层 0代表多层 （MPLS VPN为二层 MPLE TE two or more）TTL：防环机制

MPLS在二层的帧头之后，和三层头部之前插入一个字段，以是也被成为2.5层协议，也正由于这样它能优于IP进行快速的转发。
这时候除了插入Label字段以外，二层帧头的type字段也须要改变，比如EtherⅡ在没插入之前，type=0x0800,表示上层协议为IP，那么在插入标签往后，type会改变为0x8847(单播IP的） 还有一个表示为0x8848(组播)，我们常用的是frame-mode

MPLS用一个短而定长的标签来封装网络层分组，交流机或路由器根据标签值转发报文。
MPLS指的多协议是：可以承载在各种链路层协议上：PPP ATM FR。

FEC：（Forwarding Equivalence Class）转发等价类： FEC是在转发过程中以等价的办法处理一组数据分组。

LSP：（Laber Switching Path）标签交流路径：一个FEC数据流，在不同的节点被授予确定的标签，数据转发按照这些标签进行，这个路径就成为LSP。

LDP：（Label Distribution protocol，标签分发协议 RFC3036）：用于LSR之间分配标签，建立LSP

LSR: 标签交流路由 （MPLS 域内路由器）Edge LSR : IP与MPLS域之间 （卖力压入与弹出标签）

LDP类型：1、创造（Discovery messages) 用于LDP邻居的创造和坚持2、会话（Session messages）用于LSP邻居会话的建立、掩护和终止3、通知布告（Advertisement messages） 用于LDP邻居之间的Laber、地址等信息交互4、关照（Notification Messages） 用于向LDP邻居关照事宜或者缺点。

LDP会话的建立和掩护：1、邻居建立：通过互发hello包(UDP/port:646/ip:224.0.0.2)2、建立TCP连接：由地址大的一方主动发起。
(TCP/port/:646)3、会话初始化：由master发出初始化，并携带协商参数。
由slave检讨参数能否接管，如果能则发送初始化，并携带协商参数。
并发送keepalive，master收到后检讨参数匹配，匹配上发送keepalive相互收到后，会话建立。
4、会话掩护：期间收到任何缺点，会话就断开与TCP连接。
上游与下贱：数据转发先到的为上游，后到达的为下贱，那么标签分发与路由更新恰好相反，从下贱到上游。

标签分配模式：DOD(downstream-on-demand，下贱按需分配)：只有当上游向下贱要求的时候，才会为这个FEC信息分配标签DU(downstream unsolicited，下贱自动分配)：只要与上游建立会话连接，主动为上游分配标签。

标签掌握模式：有序办法(Ordered)： 只有等下贱更新了标签信息给上游，上游才会跟新。

独立办法(Independent)：就算没有收到下贱的标签信息，也会向上游发送标签信息。

标签守旧办法: 守旧模式 (Conservative)：只会保留来自最近的下一跳邻居标签信息。

自由模式(Liberal)：保留所有来自邻居的标签信息。

现在的MPLS 都是采取DU 有序 自由模式来完成MPLS

LDP利用的是UDP/TCP的端口号为646，目的地址为224.0.0.2发送hello包，只要运行LDP的路由器都会收到，在LDP的hello中Transport address 会携带在hello包中，表示想与邻居建立LDP的关系，常日情形下Transport address与LDP ID是同等的。
Transport adress的浸染是，当双方交流hello包往后，由Transport address地址大的一方发起LDP的连接，而小的一方永久是被动的。
Transport Address选举：根据自己指定或者 自动选择 根据loopback 优先，然后物理接口。

Cisco在MPLS涌现之前利用的是TDP，利用TCP/UDP 711号端口，但是在IOS 12.4往后默认选择是LDP了。
把稳的是，虽然MPLS 理论上被认为是2.5层的协议，但是它的事情机制完备依赖IGP来完成，以是IGP的收敛决定了LDP的收敛速率。

下面是关于LSR和Edge的基本事情事理，实在不会画图，以是有从PPT里面截图下来了。

LSR的事情机制，假设当在一个运行IGP OSPF的MPLS Domain中，LSR路由器收到一个关于10.0.0.0/8这个网络的信息，它会用OSPF的LSA见告其他邻居，当OSPF通报完成后，LDP开始为这条路由分配标签信息，它从左边邻居收到一个标签信息，这个标签见告本地路由器，要想去往10.0.0.0/8这个网络打上标签17，与此同时本地也会产生一个关于这个路由条款标标签信息，这里为24，它会通知布告给其他LDP邻居。
假设右边有台路由器要访问10.0.0.0/8这个网络，那么它只须要打上24的标签交给LSR路由器，LSR通过LFIB中的标签转换后，把24去掉，置换成17标签交给左边路由器。
把稳的是：LDP只为IGP分配标签，包括static、RIPv2、EIGRP、ISIS、OSPF，并且默认是打开的，只要形成了LDP邻居关系，就会为每一条路由前缀分配标签，而BGPv4只会为IPv4的unicast router分配标签，而且默认是关闭的，但是BGP可以借用关于下一跳的由LDP分配的标签信息。
这个可以不才面的实验中表示出来。

它也相称于后面的MPLS VPN中的P路由器，它分为control plane 和Data Plane，Control Plane首先依赖于IGP协议的收敛完成，构建成IP Routing Table(cisco CEF机制表示为FIB)，然后LDP开始为每一条路由分配标签会现成一个LIB数据库，末了关联到LFIB表中，它由FIB和LIB共同完成，包含的信息包括出接口和最优标签绑定，这个为Date Plane，决定数据转发。
什么是最优标签呢，比如下面这个图，Router-R4身后有个4.4.4.4的条款，Router-R4会为这个条款分配一个标签，并且通报给Router-R2，Router-R3，Router-R2,Router-R3也会本地产生一个标签 通报给邻居，假设Router-R1去往这个4.4.4.4的路径Router-R2比Router-R3的cost的小，那么在路由条款中，只会显示下一跳为Router-R2，而不是Router-R3，那么涌如今LFIB表中的便是关于Router-R2分配的关于4.4.4.4的标签信息和出接口，而Router-R3分配的标签信息 还是会保存在本地LIB表中，当Router-R2涌现了故障往后，它会自动切换到Router-R3上，并且把LFIB表中的标签绑定改为Router-R3所分配的。
LFIB表中只会显示FIB里面最优路径的下一跳标签信息(根据LIB数据库中保存的label信息），如果是负载均衡的话，那么标签也会负载均衡。

这时候，一个数据包过来的话，那么它只会查看LFIB表，而不去关心路由表，由于LSR属于MPLS Domain的内部路由器，以是这个数据包肯定是打了标签的，这样必须担保在单一的MPLS Domain中一定要保持标签的连续性。

它在MPLS VPN中也叫PE路由器，它也分为Control Plane和Date Plane，首先也由IGP协议来完成路由的收敛，形成FIB表，然后LDP为每一条路由前缀分配标签信息，保存在LIB表中。
Data Plane会引用FIB表(IP Forwaring Table)，但是这个FIB表关联了标签信息，当一个纯IP数据包过来往后，它查看关于这个目的网络是否有标签信息，如果有直接压入这个标签信息交给LFIB转发。
如果没有就直接由IP包转发。
LFIB表(由FIB和LIB构成），它卖力标签的置换、压入和弹出。
如果弹出往后变成纯IP包，交给FIB转发。
Edge LSR（PE）它的Data Plane由FIB和LFIB共同完成，它决定一个纯IP数据包是否须要压入标签，和一个标签数据包是否弹出标签转发给IP域。
关于MPLS的几张表项总结RTB：由IGP协议天生的路由表，会选出最优的路径。
FIB：通过RTB天生的CEF表，同时会把LIB中关于这条最优路径的标签信息关联CEF表中。
当纯IP包进来 | 或者label出来的时候，会通过FIB里面对应的标签进行压入或者弹出。
LFIB：（动态）进出标签与下一跳关联LIB：（静态）LDP或者TDP协议产生确当地以及邻居的标签LFIB是通过LIB与FIB关联的一张动态标签表

这张表表示了MPLS TE 、MPLS VPN等Control Plane和Date Plane的形成。

当一个IP包从Eage 过来通过FIB来查询是否压入标签， 通过标签表发给P节点，查看LFIB，实行转换动作，当Eage LSR收到后，实行POP后，会再查询下一跳，把IP包转发出去。
但是Eage LSR的包袱和数据包转发延迟会加大，PHP办理的是，如果边界网络的话，会发出PHP的指令给次莫跳，由它来完成POP动作，自己只查询FIB表卖力下一跳。
(POP动作为弹出一层标签)。

两种机制：1、在MPLS中会借用三层的TTL值，经由一个路由器会减一，当到次莫跳的时候，会把MPLS中的TTL还原到IP层中。
2、边界PE上关闭 TTL传播 。
这样不会关注三层的TTL，此时三层TTL为1 ，直接在MPLS上附加为255，当次莫跳的时候，会还原为1，当目的收到后就变成0丢弃。
这样客户只能看到边界与目的的设备 中间的看不到，包含了ISP的网络。

impose：压入标签Swap ：一个标签变成其余一个label or stackPOP:弹出一层标签 ，一样平常为只有一层，而且是邻居奉告的untagged： 不是邻居见告我的，而是自己创造的 标签全部弹出aggregate： 涌现递归的查询，一样平常涌现缺点的配置 或者目的为自己的直连

实验部分了，实验目的不是为了做通这个实验，而是剖析标签的置换过程，MPLS难点便是在于这，理论部分很好理解。

Router-R1有两个loopback，一个为1.1.1.1/24，一个为11.11.11.11/24，Router-R2—Router-R4各有一个32位环回口。
Router-R5也有两个loopback口，一个为5.5.5.5/24，一个为55.55.55.55/24。
IGP利用的为OSPF，这个能表示出很多问题出来。
Router-R1和Router-R5建立IBGP邻居，末了达到的目的是，11.11.11.11能够ping通55.55.55.55

在CISCO上MPLS VPN必须开启CEF，CEF唯一一种供应MPLS标签插入的转发机制。
先构建底层通信，(在BGP和MPLS中底层通信依赖IGP来完成，所往后续指的底层都为IGP)Router-R1Router-R1(config)#int s1/0Router-R1(config-if)#ip add 12.1.1.1 255.255.255.0Router-R1(config-if)#no shutRouter-R1(config-if)#int lo 1Router-R1(config-if)#ip add 11.11.11.11 255.255.255.0Router-R1(config-if)#int lo 0Router-R1(config-if)#ip add 1.1.1.1 255.255.255.0

Router-R2Router-R2(config)#int s1/0Router-R2(config-if)#ip add 12.1.1.2 255.255.255.0Router-R2(config-if)#no shutRouter-R2(config-if)#int lo 0Router-R2(config-if)#ip add 2.2.2.2 255.255.255.255Router-R2(config)#int s1/1Router-R2(config-if)#ip add 23.1.1.1 255.255.255.0Router-R2(config-if)#no shut

Router-R3Router-R3(config)#int s1/1Router-R3(config-if)#ip add 23.1.1.2 255.255.255.0Router-R3(config-if)#no shutRouter-R3(config-if)#int s1/2Router-R3(config-if)#ip add 34.1.1.1 255.255.255.0Router-R3(config-if)#no shutRouter-R3(config-if)#ip add 3.3.3.3 255.255.255.255Router-R4Router-R4(config)#int s1/2Router-R4(config-if)#ip add 34.1.1.2 255.255.255.0Router-R4(config-if)#no shutRouter-R4(config-if)#int s1/3Router-R4(config-if)#ip add 45.1.1.1 255.255.255.0Router-R4(config-if)#no shutRouter-R4(config-if)#int lo 0Router-R4(config-if)#ip add 4.4.4.4 255.255.255.255

Router-R5Router-R5(config)#int s1/3Router-R5(config-if)#ip add 45.1.1.2 255.255.255.0Router-R5(config-if)#no shutRouter-R5(config-if)#int lo 0Router-R5(config-if)#ip add 5.5.5.5 255.255.255.0Router-R5(config-if)#int lo 1Router-R5(config-if)#ip add 55.55.55.55 255.255.255.0开始IGP的构建 OSPFRouter-R1(config-if)#router ospf 1Router-R1(config-router)#router-id 1.1.1.1Router-R1(config-router)#network 12.1.1.1 0.0.0.0 a 0Router-R1(config-router)#network 1.1.1.1 0.0.0.0 a 0

Router-R2(config-if)#router ospf 1Router-R2(config-router)#router-id 2.2.2.2Router-R2(config-router)#network 2.2.2.2 0.0.0.0 a 0Router-R2(config-router)#network 12.1.1.2 0.0.0.0 a 0Router-R2(config-router)#network 23.1.1.1 0.0.0.0 a 0

Router-R3(config-if)#router ospf 1Router-R3(config-router)#router-id 3.3.3.3Router-R3(config-router)#network 3.3.3.3 0.0.0.0 a 0Router-R3(config-router)#network 23.1.1.2 0.0.0.0 a 0Router-R3(config-router)#network 34.1.1.1 0.0.0.0 a 0

Router-R4(config-if)#router ospf 1Router-R4(config-router)#router-id 4.4.4.4Router-R4(config-router)#network 4.4.4.4 0.0.0.0 a 0Router-R4(config-router)#network 34.1.1.2 0.0.0.0 a 0Router-R4(config-router)#network 45.1.1.1 0.0.0.0 a 0

Router-R5(config)#router ospf 1Router-R5(config-router)#router-id 5.5.5.5Router-R5(config-router)#network 5.5.5.5 0.0.0.0 a 0Router-R5(config-router)#network 45.1.1.2 0.0.0.0 a 0在MPLS的学习中，建议要养成一个随手配置RID的习气，无论是OSPF还是BGP，在MPLS VPN中常常用的上。
还有便是配置完毕后，先测试底层的连通性，在做后续的配置。

配置Router-R1和Router-R5的BGPRouter-R1(config)#router bgp 1Router-R1(config-router)#bgp router-id 1.1.1.1Router-R1(config-router)#neighbor 5.5.5.5 remote-as 1Router-R1(config-router)#neighbor 5.5.5.5 update-source lo0Router-R1(config-router)#network 11.11.11.0 mask 255.255.255.0Router-R5(config-router)#router bgp 1Router-R5(config-router)#bgp router-id 5.5.5.5Router-R5(config-router)#neighbor 1.1.1.1 remote-as 1Router-R5(config-router)#neighbor 1.1.1.1 update-source lo0Router-R5(config-router)#network 55.55.55.0 mask 255.255.255.0

关于BGP正常建立了，也已经收到Router-R1通报过来的路由，在BGP表中为最优

路由表中也有关于11.11.11.0的表项，开始测试下关于去往11.11.11.11这个网段能放通信。

创造通信不了，虽然两边都收到了各自的路由，由于这是传统的IP网络，它会基于路由表的查找。
首先在路由表中BGP关于11.11.11.0/24的下一跳为1.1.1.1也便是Router-R1的RID，然后连续查找路由表关于1.1.1.1怎么去，查表下一跳为45.1.1.1，这时候会以S：55.55.55.55 D：11.11.11.11 | ICMP 头部　｜　Date　发送给Router-R4,Router-R4收到往后，会查询路由表是否有关于去往11.11.11.11的条款，创造并没有，以是把数据包给drop了，如果以IP网络的办理办法便是NP课程提到过的 full mase 或者做RR。
但是这样非常麻烦，也给ISP带来了额外的投资。

MPLS能够办理这个路由黑洞的问题，它能实现只须要两个边界设备之间建立IBGP邻居关系，来通报路由，内部路由器跟本不须要知道公网的路由条款信息，从而减轻内部路由器的投资和包袱。
公网上40多万条路由在以前的IP网络中，必须每个路由器都有明细的路由条款，否则会产生路由的黑洞。
而MPLS涌现办理了这个问题，利用的便是标签的置换。
在这个实验和后续的实验中，为了剖析标签转换的方便，以是通过mpls label range 来限定标签的分发范围，由于标签只具有本地的意义，有可能本地产生的为16，邻居发送给我的也是16，限定标签范围这样对付刚学习这个来说，比较随意马虎理解，到了后面领会了的话，完备没有必要利用这个命令了，这个命令在实际中是为理解决路由器包袱而设计的。
MPLS的配置实在很大略，难点在于标签的置换。

Router-R1(config)#mplRouter-R1(config)#mpls label range 100 199Router-R1(config)#mpls ldp router-id lo 0Router-R1(config)#int s1/0Router-R1(config-if)#mpls ipRouter-R2(config)#mpls label range 200 299Router-R2(config)#mpls ldp router-id lo 0Router-R2(config)#int s1/0Router-R2(config-if)#mpls ipRouter-R2(config-if)#int s1/1Router-R2(config-if)#mplsRouter-R2(config-if)#mpls ip

Router-R3(config)#mpls label range 300 399Router-R3(config)#mpls ldp router-id lo0Router-R3(config)#int s1/1Router-R3(config-if)#mpls ipRouter-R3(config-if)#int s1/2Router-R3(config-if)#mpls ipRouter-R4(config)#mpls label range 400 499Router-R4(config)#mpls ldp router-id lo 0Router-R4(config)#int s1/2Router-R4(config-if)#mpls ipRouter-R4(config-if)#int s1/3Router-R4(config-if)#mpls iRouter-R5(config)#mpls label range 500 599Router-R5(config)#int s1/3Router-R5(config-if)#mpls ipMPLS基本配置完毕了，这里我除了Router-R5全部手工指定了LDP的RID，这样对付网络的问题和故障的排错很有用，这里Router-R5没指定便是看下会涌现什么样的缺点。

Router-R5没有创造任何邻居，而Router-R4上关于s1/3接口也便是连接Router-R5的接口，显示no router，之条件到过LDP的RID是跟OSPF机制一样，优选选举loopback接口最大IP，然后物理口，这里55.55.55.55是BGP路由 Router-R4并不知道，以是显示为这个。
以是在做MPLS VPN实验的时候，关于OSPF BGP LDP的RID一定要手工指定，不然随意马虎造成网络通信不正常。

修正命令。
Router-R5(config)#mpls ldp router-id lo 0 force 必须加上force这个参数 便是立即生效。
这样关于标签的分发就完成了，测试下Router-R1到Router-R5的通信问题。

开始剖析它为什么能够通信。
首先它是一个纯IP包过来查看是否须要压入标签，查看的是FIB表。

由于show ip cef detail的信息太多了，以是只查看了关于55.55.55.55的条款，创造它标签信息为204，之条件到过LDP只会为IGP分配标签，55.55.55.55这条路由是从BGP学习过来的，它的标签怎么来的， 上面也提到过关于BGP默认不会分发标签，但是它能够借助LDP为它分配的下一跳的标签信息，从detail中看出55.55.55.55的下一跳便是5.5.5.5 也便是Router-R5 BGP的RID，关于5.5.5.5这个路由条路是在OSPF中发布了的，以是它有标签信息。

5.5.5.5的标签信息跟55.55.55.55的是一样的。
证明了BGP会借助LDP为它下一跳分配的标签信息。
这个很主要，在后续的MPLS VPN中更深入，须要理解。

这种表是LFIB表，创造去往5.5.5.5 打上标签204 送给出接口s1/0，实在它本地也天生了一个关于这个路由条款标标签信息 104，如果它还连接了其他MPLS路由器的话，会把这个标签通报给对方。

Router-R2—Router-R3标签置换都没问题，Router-R1到Router-R2打上204的标签出去，Router-R2关于5.5.5.5 本地204对应303从s1/1出去，Router-R3收到往后，置换成403转发给Router-R4，关键在于Router-R4.

之条件到过，关于PHP的机制，当一个末了一条路由器分发关于这个标签的时候，会发送一个标签3的信息给次莫跳，以是次莫跳会实行Pop动作，也便是弹出一层标签，这里5.5.5.5 在Router-R5是为末了一条路由器，它发送给Router-R4会发送标签3的信息，由于Router-R4是次莫跳，但是在这个LFIB表中，Router-R4去往Router-R5的标签动作不是Pop而是untagged，之前说过untagged的缘故原由是本地创造的，而不是邻居见告我的，它的浸染是弹出所有的标签。
那为什么Router-R1和Router-R5还能通信呢， 这是由于MPLS的环境中，就一层标签，弹出标签往后发送给Router-R5的是纯IP的数据包，Router-R5是直连，以是并不会有什么问题，但是在MPLS VPN中，常日是二层或者二层以上的标签，涌现了untagged就表示所有标签都弹出了，这时候交给对方的话，没有内层的标签信息，就区分不了到低怎么转发了，导致VPN访问失落败。

造成这个缘故原由是OSPF有个机制，环回口默认情形下认为是末节主机，以是显示的为32位路由，为LDP是为每一条路由前缀分发标签的，这里5.5.5.5显示的是32位，而通知布告的是24位的，办理办法把网络类型改为point-to-point这是Router-R4 show mpls ldp bindings 也便是LIB表的信息，查看关于路由分配的标签信息。
创造5.5.5.0/24 tag为imp-null ，remote bingding只有关于3.3.3.3 Router-R3的，并没有关于Router-R5的信息。
是不是32位的路由因该是LDP检测出来的，每台路由器运行了MPLS，就会为每一条路由分配标签并且发送个邻居，以是在LIB表中有24位的路由，但是本地的路由表中是32位的，以是它自己会天生一个32位的标签信息。
. 像H3C juniper这些产商环回口必须32位的，觉得这样设置也挺合理。
在MPLS VPN中 建议大家利用32位的环回口作为RID，避免不必要的麻烦。

Router-R5(config)#int lo 0Router-R5(config-if)#ip ospf network point-to-point

Router-R1(config)#int lo 0Router-R1(config-if)#ip ospf network point-to-point

这下显示为Pop了，弹出标签，然后纯IP包交给Router-R5，Router-R5由于是直连，能直吸收到，然后数据包的返回也是相同的过程。

这个关于Router-R4访问Router-R5的数据包，Pop后，以纯IP包发送。

这个是Router-R5返回给Router-R4时候的数据包，打上了标签407，这个标签，是去往1.1.1.0/24的标签，然后交给Router-R3的时候打上307，从s1/2发出去。

关于MPLS的包构造，Label为407 。
EXP没做QOS，所以为0 。
stack为1，是由于这是一层标签，如果是多层标签的话，会涌现0. TTL为255是cisco路由器值。

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