「MPLS」- LSP(Label Switched Path)

  CREATED BY JENKINSBOT

LSP(Label Switched Path,标签交换路径)是标签报文穿越 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;若需要双向数据互通,则需要在双方之间建立双向的 LSP;

对于整个 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;

建立 LSP 路径

建立原则

当网络层协议为 IP 协议时,FEC 所对应的路由必须存在于 LSR 的 RIB 中,否则该 FEC 的标签转发表项不生效;
LSR 用标签标识指定 FEC,所以该 FEC 的数据被发送至 LSR 时,必须携带正确的标签,才能被 LSR 正确的处理;

对某一 FEC,设备上存在进(In)标签和出(Out)标签,分别表示该 FEC 的数据接收时和发送时所携带的标签;

以 R2 转发到 4.4.4.0/24 的数据为例,R1 为 R2 的上游(Upstream)LSR,R3 为 R2 的下游(Downstream)LSR。为确保标签报文能被正确的处理和转发,那么 R1 发给 R2 的报文所携带的标签与 R2 上绑定到 4.4.4.0/24 的相同,即 R1 的出标签等于 R2 的入标签。同理,R2 关于 4.4.4.0/24 这条 FEC 的出标签必须等于 R3 的入标签;

建立 LSP 路径

建立 LSP 是 MPLS 转发的关键,通过静态和动态两种方式建立(或者说 MPLS 的标签分发有静态和动态两种方式);

静态建立

基本概念:
1)静态 LSP 是用户通过手工为各个 FEC 分配标签而建立的;
2)静态 LSP 不使用标签发布协议,不需要交互控制报文,因此消耗资源比较小;
3)通过静态方式建立的 LSP 不能根据网络拓扑变化动态调整,需要管理员干预;
4)鉴于静态 LSP 各节点上不能相互感知到整个 LSP 的情况,因此静态 LSP 是一个本地的概念;

静态建立的应用场景:适用于拓扑结构简单并且稳定的小型网络;

静态建立的标签分配原则:前一节点出标签的值等于下一个节点入标签的值;

动态建立

基本概念:
1)动态 LSP 通过标签发布协议动态建立;
2)标签发布协议是 MPLS 的控制协议(也可称为信令协议),负责 FEC 的分类、标签的分发、LSP 的建立和维护 等等操作;

动态建立的常用标签发布协议:
1)LDP(Label Distribution Protocol,标签分发协议)是 MPLS 的一种控制协议,负责 FEC 的分类、标签的分配、LSP 的建立和维护 等等操作。LDP 规定了标签分发过程中的各种消息以及相关处理过程;
2)RSVP-TE(Resource Reservation Protocol Traffic Engineering)是对 RSVP 的扩展,用于建立基于约束的 LSP。它拥有普通 LDP LSP 没有的功能,如发布带宽预留请求、带宽约束、链路颜色和显式路径等;
3)MP-BGP(Multiprotocol BGP)是在 BGP 基础上扩展的协议。MP-BGP 支持为 MPLS VPN 业务中私网路由和跨域 VPN 的标签路由分配标签;

动态建立的应用场景:
1)LDP 广泛地应用在 VPN 服务上,具有组网、配置简单、支持基于路由动态建立 LSP、支持大容量 LSP 等优点;

静态 vs. 动态

两种方式均面临着不同的问题:

静态标签分发为手工配置:随着网络规模不断的扩大,网络拓扑易变化,静态手工配置标签不适应大型网络需求;

动态标签分发的问题:一方面在于部分 动态标签协议 本身并无算路能力,需依赖 IGP 进行路径计算;同时控制面协议复杂,设备之间需要发送大量的消息来维持邻居及路径状态,浪费了链路带宽及设备资源。另一方面部分 标签分发协议 虽然支持流量工程(影响流量转发的技术),但是配置复杂,不支持负载分担,需要大量协议报文维护路径正常工作;同时每台设备都是独立存在,只知道自己的状态,设备之间需要交互信令报文,也会浪费链路带宽及设备资源;