「MPLS」- 概念术语

MPLS Domain | MPLS 域

其指系列连续的运行 MPLS 的网络设备构成的区域;

标签交换路由器 | LSR | Label Switching Router

标签交换路由器,LSR,Label Switching Router,其指支持 MPLS 的路由器(实际上也指支持 MPLS 的网络设备,并非限为路由器)。

根据拓扑位置分类:LER and Core LSR

根据 LSR 在 MPLS Domain 中的位置进行分类:

  • LER,Label Edge Router,边沿路由器):位于 MPLS Domain 边缘、连接其它网络的 LSR 设备;
  • Core LSR,核心 LSR,:区域内部的 LSR 设备;

根据数据处理分类:Ingress LSR, Transit LSR, Egress LSR

根据对数据处理方式的不同进行分类:

  • 入站 LSR(Ingress LSR):通常是向 IP-Header 前压入 MPLS 头部并生成 MPLS 报文的 LSR;
  • 中转 LSR(Transit LSR):通常是将 MPLS 报文进行例如标签置换操作,并将报文继续在 MPLS Domain 中转发的 LSR;
  • 出站 LSR(Egress LSR):通常是将 MPLS 报文中 MPLS 头部移除,还原为 IP 报文的 LSR;

转发等价类 | FEC | Forwarding Equivalence Class

FEC(Forwarding Equivalence Class,转发等价类)是组具有某些共性的数据流的集合。在转发过程中,该类数据流被网络节点以相同方式处理

在 MPLS Network 中,FEC 可以通过多种方式划分:

  • 例如 DST-IP-ADDR/MASK、DSCP、组播流、VPN Instance 等等,依据这些特征特征来划分;
  • 在 MPLS 中,划分 FEC 最常见方法是:DST IP Address 匹配同条 IP Route 的报文,则被认为属于同个 FEC;
  • 在传统的采用最长匹配算法的 IP Forwarding 中,匹配到同条路由的所有报文就属于同个 FEC;

划为 FEC 的意义:标签的分配与 FEC 存在对应关系。例如,达到 3.3.3.3 与 到达 4.4.4.4 网段的使用不同的 FEC,即便两者经过相同的设备。

性质:

  • 针对同个 FEC 的报文,其通常采用相同的 LSP 穿越 MPLS Domain,即对同个 FEC,LSR 总是用相同的标签转发;
  • 通常 MPLS-Lable 与 FEC 是相对应的,必须有某种机制使得网络中的 LSR 获得关于某 FEC 的标签信息;
  • 针对同个 FEC,若进入 MPLS Domain 的 Ingress-LSR 不同,则转发时的 LSP 也不相同;
  • 针对同个 FEC,不论这个 FEC 来自哪里(进入设备的接口),其 LSR 的处理方式相同;

标签交换路径 | LSP | Label Switched Path

标签交换路径,LSP,Label Switched Path,其指标签报文穿越 MPLS Network 到达目的地所走的路径。

  • 有序集合:一条 LSP 包含一台 Ingress-LSR、一台 Egress-LSR、数量可变的 Transit-LSR,所以 LSP 也可以看做是这些 LSR 的有序集合;
  • 提前建立:LSP 需要在数据转发开始前建立完成,只有这样报文才能顺利穿越 MPLS Domain;
  • 双向建立:LSP 是一个从“起点”到“终点”的单向路径(例如,即使经过相同设备,但是路径不同,则属于两个 LSP)。若需要双向数据互通,则需要在双方之间建立双向的 LSP;

针对整个 MPLS Domain,LSP 是某给定的 FEC 进入和离开 MPLS-Domain 的路径,可以看成是 LSR 的有序集合;
数据属于哪个 LSP,由数据进入 MPLS Domain 时的 Ingress LSR 决定;

MPLS Label | MPLS 标签

在 IP-Packet 进入 MPLS-Domain 前,会被 Ingress-LSR 压入 MPLS-Header(又叫 MPLS-Label,MPLS 标签),变成 MPLS 标签报文;
MPLS-Label 是个短而定长的、只具有本地意义的连接标识符(与 ATM 的 VPI/VCI 以及 Frame Relay 的 DLCI 类似);
一个报文可以包含一个或多个 MPLS 标签;

标签处理 | Operation Type

LSR 对 Label 的操作类型包括:标签压入(Push);标签交换(Swap);标签弹出(Pop);

压入(Push)

1)当 IP-Packet 进入 MPLS-Domain 时,MPLS LER 在报文 L2-Header 和 L3-Header 间插入一个新标签;
2)此外 MPLS Core LSR 也可根据需要,在标签栈顶增加一个新的标签(即存在多层标签);

    |IP| --(push)-> |300|IP|
|400|IP| --(push)-> |300|400|IP|

交换(Swap)

当报文在 MPLS Domain 内转发时,根据标签转发表,用下一跳分配的标签来替换 MPLS 报文的栈顶标签;

    |200|IP| --(swap)-> |300|IP|
|200|400|IP| --(swap)-> |300|400|IP|

弹出(Pop)

当报文离开 MPLS Domain 时,将 MPLS 报文的标签去掉;

    |300|IP| --(pop)-> |IP|
|300|400|IP| --(pop)-> |400|IP|

Upstream-LSR vs. Downstream LSR

根据数据的转发方向,MPLS 来确定上、下游关系;

标签报文从 Upstream-LSR 发出,被 Downstream-LSR 接收并处理;