「MPLS」- 数据转发(概述)

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体系结构

MPLS 的体系结构由两部分组成:Control Plane(控制平面);Forwarding Plane(转发平面);

控制平面,是无连接的,主要功能是负责产生和维护路由信息以及标签信息,包括:
1)RIB(Routing Information Base,路由信息表):由 IP 路由协议(IP Routing Protocol)、静态路由、直连路由共同生成,用于选择路由;
2)LIB(Label Information Base,标签信息表):用于管理标签信息,LIB 中的表项可由标签交换协议(LDP、RSVP 等协议)、静态配置生成;

转发平面,也称为数据平面(Data Plane),是面向连接的,主要功能是负责普通 IP 报文的转发以及带 MPLS 标签报文的转发,包括:
1)FIB(Forwarding Information Base,转发信息表):从 RIB 提取必要的路由信息生成,负责普通 IP-Packet 的转发;
2)LFIB(Label Forwarding Information Base,标签转发信息表):简称标签转发表,负责带 MPLS 标签报文的转发;

补充说明:
1)简单说,LIB 是通过 RIB 生成的;

控制平面 vs. 转发平面

控制平面:路由信息和标签信息传递过程

转发平面:IP 数据包和 MPLS 标签数据包传递过程

在转发平面中,入站数据:
1)如果不带标签,则出站可能携带标签,也可能不携带标签;
2)如果已带标签,则出站可能携带标签,也可能不携带标签;

标签转发

当处理报文时,LSR 主要根据 FTN、NHLFE、ILM 表;

FTN, FEC-to-NHLFE

当 LSR 收到 IP-Packet 并需要进行 MPLS 转发时,使用该表

FTN 只在 Ingress-LSR 存在;

FTN 包括:Tunnel ID、FEC 到 NHLFE 的映射信息;

NHLFE, Next Hop Label Forwarding Entry

下一跳标签转发表项(Next Hop Label Forwarding Entry):LSR 对报文(MPLS 或 IP 报文)进行 MPLS 转发时,使用该表;

NHLFE 在 Ingress 和 Transit 存在

NHLFE 包括:Tunnel ID、出接口、下一跳、出标签、标签操作类型等信息;

ILM,Incoming Label Map

入标签映射(ILM,Incoming Label Map):用于指导 MPLS 报文的转发(MPLS 或 IP 转发);

ILM 只在 Transit 和 Egress 存在;

ILM 包括:Tunnel ID、入标签、入接口、标签操作类型等信息;

FTN vs. NHLFE vs. ILM

补充说明:
1)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 32-bit,只是本地有效。在 MPLS 转发过程中,FIB、ILM、NHLFE 表项是通过 Tunnel ID 关联的;

转发概述

MPLS-Forwarding 的本质就是将数据归到对应的 FEC,然后按照预先建立好的 LSP 进行转发;
对于单台 LSR,需要建立 LFIB,用标签来标识 FEC,并绑定相应的标签处理和转发等行为;
LSR 的转发动作决定 LSP,而标签转发表确定转发动作,所以建立标签转发表也可以理解为建立 LSP;

如图所示:
1)虽然数据从不同的 LSR 进入,但因为有着相同的目的地,所以这三份数据属于同个转发等价类 FEC1;
2)同时由于 Ingress-LSR 不同,这些数据将分别在 LSP1、LSP2、LSP3 上被转发;
3)因为标签仅具有本地意义,所以每台 LSR 上给同一 FEC 分配的标签,可以相同,也可以不同;