目  錄

1 MPLS基礎

1.1 MPLS簡介

1.1.1 MPLS技術特點

1.1.2 MPLS基本概念

1.1.3 MPLS網絡結構

1.1.4 LSP建立

1.1.5 MPLS轉發過程

1.1.6 倒數第二跳彈出

1.1.7 協議規範

1.2 MPLS配置任務簡介

1.3 使能MPLS功能

1.4 配置MPLS MTU

1.5 配置設備作為Egress節點時為倒數第二跳分配的標簽類型

1.6 配置MPLS轉發水平分割

1.7 配置MPLS的負載分擔方式

1.8 配置TTL複製

1.9 使能MPLS的TTL超時消息發送功能

1.10 配置FTN轉發統計功能

1.11 配置LSP的MPLS標簽轉發統計功能

1.12 開啟MPLS模塊的告警功能

1.13 MPLS顯示和維護

 

1 MPLS基礎

1.1  MPLS簡介

MPLS（Multiprotocol Label Switching，多協議標簽交換）是目前應用比較廣泛的一種骨幹網技術。MPLS在無連接的IP網絡上引入麵向連接的標簽交換概念，將第三層路由技術和第二層交換技術相結合，充分發揮了IP路由的靈活性和二層交換的簡潔性。

1.1.1  MPLS技術特點

MPLS廣泛應用於大規模網絡中，它具有以下優點：

·     在MPLS網絡中，設備根據短而定長的標簽轉發報文，省去了查找IP路由表的繁瑣過程，為數據在骨幹網絡中的傳送提供了一種高速高效的方式。

·     MPLS位於鏈路層和網絡層之間，它可以建立在各種鏈路層協議（如PPP、ATM、幀中繼、以太網等）之上，為各種網絡層（IPv4、IPv6、IPX等）提供麵向連接的服務。

·     支持多層標簽和麵向連接的特點，使得MPLS具有良好的擴展性，在MPLS網絡基礎上可以為客戶提供各種服務。目前，MPLS在VPN、流量工程、QoS等方麵得到廣泛應用。

1.1.2  MPLS基本概念

1. 轉發等價類

FEC（Forwarding Equivalence Class，轉發等價類）是MPLS中的一個重要概念。MPLS將具有相同特征（目的地相同或具有相同服務等級等）的報文歸為一類，稱為FEC。屬於相同FEC的報文在MPLS網絡中將獲得完全相同的處理。

2. 標簽

標簽是一個長度固定、隻具有本地意義的標識符，用於唯一標識一個報文所屬的FEC。一個標簽隻能代表一個FEC。

圖1-1 標簽的封裝結構

 

如圖1-1所示，標簽封裝在鏈路層幀頭和網絡層報文頭之間，長度為4個字節，由以下四個字段組成：

·     Label：標簽值，長度為20bits，用來標識一個FEC。

·     TC（Traffic Class，流量等級）：3bits，用於QoS。該字段又稱為Exp字段。

·     S：標簽棧底標識位，長度為1bit。MPLS支持多重標簽，即在鏈路層幀頭和網絡層報文頭之間可以封裝多個標簽，形成標簽棧。靠近鏈路層幀頭的最外層標簽為棧頂標簽；靠近網絡層報文頭的最內層標簽為棧底標簽。S位為1時表示為棧底標簽；S位為0時表示為非棧底標簽。

·     TTL：8bits，和IP報文中的TTL意義相同，可以用來防止環路。

3. 標簽交換路由器

LSR（Label Switching Router，標簽交換路由器）是具有標簽分發能力和標簽交換能力的設備，是MPLS網絡中的基本元素。

4. 標簽交換路徑

屬於同一個FEC的報文在MPLS網絡中經過的路徑稱為LSP（Label Switched Path，標簽交換路徑）。

LSP是一條單向報文轉發路徑。在一條LSP上，沿數據傳送的方向，相鄰的LSR分別稱為上遊LSR和下遊LSR。如圖1-2所示，LSR B為LSR A的下遊LSR，相應的，LSR A為LSR B的上遊LSR。

圖1-2 標簽交換路徑

 

5. 標簽轉發表

與IP網絡中的FIB（Forwarding Information Base，轉發信息庫）類似，在MPLS網絡中，LSR接收到帶標簽的報文後，通過查找LFIB（Label Forwarding Information Base，標簽轉發信息庫）獲取對應的標簽操作類型、出標簽值、下一跳等，以確定如何轉發該報文。

6. 控製平麵和轉發平麵

MPLS節點由兩部分組成：

·     控製平麵（Control Plane）：負責標簽的分配、FEC—標簽映射的交換、標簽轉發表的建立、標簽交換路徑的建立、拆除等工作；

·     轉發平麵（Forwarding Plane）：依據標簽轉發表對收到的報文進行轉發。

1.1.3  MPLS網絡結構

圖1-3 MPLS網絡結構

 

如圖1-3所示，MPLS網絡的基本構成單元是LSR。MPLS網絡包括以下幾個組成部分：

·     入節點Ingress：報文的入口LSR，負責為進入MPLS網絡的報文添加標簽。

·     中間節點Transit：MPLS網絡內部的LSR，根據標簽沿著由一係列LSR構成的LSP將報文傳送給出口LSR。

·     出節點Egress：報文的出口LSR，負責剝離報文中的標簽，並轉發給目的網絡。

1.1.4  LSP建立

LSP的建立過程實際就是將FEC和標簽進行綁定，在LSR上建立標簽轉發表的過程。LSP既可以通過手工配置的方式靜態建立，也可以利用標簽分發協議動態建立。

1. 手工配置的方式建立靜態LSP

建立靜態LSP需要用戶在報文轉發路徑中的各個LSR上手工配置為FEC分配的標簽。建立靜態LSP消耗的資源比較少，但靜態建立的LSP不能根據網絡拓撲變化動態調整。因此，靜態LSP適用於拓撲結構簡單並且穩定的小型網絡。

2. 利用標簽分發協議動態建立LSP

標簽分發協議是MPLS的信令協議，負責劃分FEC、通告FEC—標簽綁定、建立維護LSP等。標簽分發協議的種類較多，有專為標簽分發而製定的協議，如LDP（Label Distribution Protocol，標簽分發協議），也有擴展後支持標簽分發的協議，如MP-BGP、RSVP-TE。

 

利用標簽分發協議動態建立LSP的過程如圖1-4所示。下遊LSR根據目的地址劃分FEC，為特定FEC分配標簽，並將FEC—標簽綁定關係通告給上遊LSR；上遊LSR根據該綁定關係建立標簽轉發表項。報文轉發路徑上的所有LSR都為該FEC建立對應的標簽轉發表項後，就成功地建立了用於轉發屬於該FEC報文的LSP。

圖1-4 動態LSP建立過程

 

1.1.5  MPLS轉發過程

圖1-5 MPLS轉發過程示意圖

 

‌

如圖1-5所示，MPLS網絡中報文的基本轉發過程為：

(1)     Ingress（Device B）接收到不帶標簽的報文，根據報文的目的IP地址查找FIB表獲取報文的出標簽（40）、下一跳LSR（Device C）和出接口（Interface B1），為報文添加標簽，並從相應的出接口將帶有標簽的報文轉發給下一跳LSR。

(2)     Device C根據報文上的標簽（40）查找LFIB表獲取報文的標簽操作（交換標簽）、出標簽（50）、下一跳LSR（Device D）和出接口（Interface C1），用新的標簽（50）替換原有標簽後，從相應的出接口將帶有標簽的報文轉發給下一跳LSR。

(3)     Egress（Device D）接收到標簽報文，根據報文上的標簽（50）查找LFIB表獲取報文的標簽操作（刪除標簽）、下一跳LSR（Device E）和出接口（Interface D1），刪除報文中的標簽，從相應的出接口將不帶標簽的報文轉發給下一跳LSR。如果LFIB表項中沒有記錄下一跳和出接口，則根據IP報文頭查FIB表轉發該報文。

1.1.6  倒數第二跳彈出

MPLS網絡中，Egress節點接收到帶有標簽的報文後，查找標簽轉發表，彈出報文中的標簽後，再進行下一層的標簽轉發或IP轉發。Egress節點轉發報文之前要查找兩次轉發表：兩次標簽轉發表，或一次標簽轉發表一次路由轉發表。

為了減輕Egress節點的負擔，提高MPLS網絡對報文的處理能力，可以利用PHP（Penultimate Hop Popping，倒數第二跳彈出）功能，在倒數第二跳節點處將標簽彈出，Egress節點隻需查找一次轉發表。

MPLS通過分配空標簽實現倒數第二跳彈出。空標簽分為：

·     隱式空標簽：取值為3。當一個LSR發現下遊LSR通告的標簽為隱式空標簽時，它並不用這個值替代棧頂原來的標簽，而是直接彈出標簽，並將報文轉發給下遊LSR（即Egress）。Egress接收到報文後，直接進行下一層的轉發處理。

·     顯式空標簽：取值為0或2。0用於IPv4網絡；2用於IPv6網絡。在某些情況下，Egress需要根據標簽棧中的TC等信息決定QoS策略，此時利用顯式空標簽就可以在保留標簽棧信息的同時，簡化Egress節點的轉發處理。Egress為FEC分配顯式空標簽並通告給上遊LSR後，上遊LSR用這個值替代棧頂原來的標簽，並將報文轉發給下遊LSR（即Egress）。Egress收到標簽值為0或2的報文時，不會查找標簽轉發表，從標簽中獲取TC等信息後，直接彈出標簽棧，進行下一層的轉發處理。

1.1.7  協議規範

與MPLS相關的協議規範有：

·     RFC 3031：Multiprotocol Label Switching Architecture

·     RFC 3032：MPLS Label Stack Encoding

·     RFC 5462：Multiprotocol Label Switching (MPLS) Label Stack Entry: "EXP" Field Renamed to "Traffic Class" Field

1.2  MPLS配置任務簡介

MPLS配置任務如下：

(1)     使能MPLS功能

(2)     （可選）配置MPLS MTU

(3)     （可選）配置設備作為Egress節點時為倒數第二跳分配的標簽類型

(4)     （可選）配置MPLS轉發水平分割

(5)     （可選）配置MPLS的負載分擔方式

(6)     （可選）配置TTL複製

開啟本功能後，Ingress節點會將原IP報文中的TTL值複製到MPLS標簽的TTL域，借助IP tracert等工具，可以了解報文在MPLS網絡中的轉發路徑。

(7)     （可選）使能MPLS的TTL超時消息發送功能

(8)     （可選）配置FTN轉發統計功能

(9)     （可選）配置LSP的MPLS標簽轉發統計功能

(10)     （可選）開啟MPLS模塊的告警功能

1.3  使能MPLS功能

1. 配置準備

在使能MPLS功能之前，需要配置單播靜態路由或IGP協議，保證各LSR在網絡層互通。

2. 配置步驟

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     配置本節點的LSR ID。

mpls lsr-id lsr-id

缺省情況下，未配置LSR ID。

LSR ID采用點分十進製格式，與IP地址格式相同。

LSR ID在MPLS網絡內必須唯一，推薦使用Loopback接口的IP地址作為LSR ID。

(3)     進入需要轉發MPLS報文的接口視圖。

interface interface-type interface-number

(4)     使能接口的MPLS能力。

mpls enable

缺省情況下，接口的MPLS能力處於關閉狀態。

1.4  配置MPLS MTU

1. 功能簡介

MPLS標簽棧位於鏈路層幀頭和網絡層報文頭之間。在MPLS轉發過程中，雖然網絡層報文長度小於接口的MTU，但是增加MPLS標簽後，報文長度可能超過鏈路層允許發送的範圍，從而導致報文無法正常轉發。

為此，設備上定義了MPLS MTU，MPLS轉發時將增加標簽後的報文長度與MPLS MTU比較。報文長度大於MPLS MTU時：

·     如果允許分片，則LSR移除報文的標簽棧，對IP報文進行分片（分片大小為MPLS MTU值減去標簽棧的長度），分片後將被移除的標簽棧添加到每個分片上，再進行轉發；

·     如果不允許分片，則直接轉發。

2. 配置限製和指導

MPLS MTU會影響IP入MPLS時的流量轉發。

不建議將接口MPLS MTU值設置過小，否則容易導致因IP分片影響性能，嚴重時甚至出現丟包現象。

配置的MPLS MTU值不能大於接口MTU，否則有可能導致數據轉發失敗。

如果MPLS報文內封裝的是L2VPN報文或IPv6報文，則即使報文長度大於MPLS MTU，也會發送該報文，報文能否發送成功由接口的實際情況決定。

3. 配置步驟

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     進入接口視圖。

interface interface-type interface-number

(3)     配置接口的MPLS MTU。

mpls mtu size

缺省情況下，未配置接口的MPLS MTU值。此時如果配置了IP MTU，則根據IP MTU進行分片；如果未配置IP MTU，則根據接口的MTU值進行分片。分片的長度不包含MPLS標簽棧的長度，為分片添加MPLS標簽棧後MPLS報文的長度可能會大於接口MTU的值。

1.5  配置設備作為Egress節點時為倒數第二跳分配的標簽類型

1. 功能簡介

請根據實際情況選擇Egress節點為倒數第二跳分配的標簽類型：

·     如果倒數第二跳節點支持PHP（Penultimate Hop Popping，倒數第二跳彈出）功能，則建議采用隱式空標簽；

·     如果在簡化Egress節點轉發處理的同時，希望Egress節點能夠根據標簽中的TC等信息決定QoS策略，則建議采用顯式空標簽；

·     非空標簽隻使用在一些比較特殊的場景，比如Egress節點上部署了OAM，隻有根據標簽才能對應到OAM功能實體的情況，通常情況下不建議使用非空標簽。

2. 配置限製和指導

對於LDP LSP，執行mpls label advertise命令修改Egress分配的標簽類型後，已經建立的LDP LSP會被拆除，並根據新的標簽類型重新建立。

對於BGP LSP，mpls label advertise命令隻對新建立的BGP LSP生效，執行本命令前已經建立的BGP LSP不受影響。若要使本命令對已經建立的BGP LSP生效，則需要從BGP路由表中刪除BGP LSP對應的路由，並重新引入該路由。

3. 配置步驟

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     配置設備作為Egress節點時為倒數第二跳分配的標簽類型。

mpls label advertise { explicit-null | implicit-null | non-null }

缺省情況下，Egress節點為倒數第二跳分配隱式空標簽（implicit-null）。

1.6  配置MPLS轉發水平分割

1. 功能簡介

通過配置MPLS轉發的水平分割功能，可使從一個接口收到的MPLS報文不再從該接口向外發送，用於避免環路。

2. 配置步驟

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     開啟MPLS轉發的水平分割功能。

mpls forwarding split-horizon

缺省情況下，MPLS轉發的水平分割功能處於關閉狀態。

1.7  配置MPLS的負載分擔方式

1. 功能簡介

設備轉發MPLS報文時，可以根據設備轉發性能選擇適合的負載分擔方式，以提高轉發效率。

2. 配置步驟

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     配置MPLS的負載分擔方式。

mpls load-sharing mode { per-flow { label | ip } | per-packet }

本命令的缺省情況與設備的型號有關，請以設備的實際情況為準。

1.8  配置TTL複製

1. 功能簡介

IP報文進入MPLS網絡和IP報文離開MPLS網絡時，TTL的處理方式分為以下幾種：

·     使能TTL複製功能：Ingress節點為IP報文壓入標簽時，將原IP報文中的TTL值複製到新增加的標簽的TTL域。LSR轉發標簽報文時，對標簽的TTL值做減一操作。LSR彈出報文的標簽時，將標簽的TTL值複製回IP報文。使用這種方式時，MPLS骨幹網中的節點對用戶網絡的報文可見。報文沿著LSP傳輸的過程中，TTL逐跳遞減，Tracert的結果將反映報文實際經過的路徑。

圖1-6 使能TTL複製功能時的處理過程

 

·     未使能TTL複製功能：Ingress節點為IP報文壓入標簽時，不會將原IP報文中的TTL值複製到新增加的標簽的TTL域，標簽的TTL取值為255。LSR轉發標簽報文時，對標簽的TTL值做減一操作。LSR彈出標簽時，不修改IP TTL的值。使用這種方式時，MPLS骨幹網中的節點對用戶網絡的報文不可見。Tracert的結果不包括MPLS骨幹網絡中的每一跳，從而隱藏MPLS骨幹網絡的結構。

圖1-7 未使能TTL複製功能時的處理過程

 

2. 配置限製和指導

在MPLS網絡內部，MPLS報文多層標簽之間的TTL值總是互相複製。本功能隻決定是否將IP TTL複製到標簽的TTL域、是否將標簽的TTL複製到IP的TTL域。

建議在LSP經過的LSR上配置相同的TTL域處理方式。

如果配置mpls ttl propagate vpn命令使能對VPN報文的TTL複製功能，則建議在同一個VPN的所有PE上都使能此功能，以保證不同的PE上執行Tracert得到的結果一致。

3. 配置步驟

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     使能TTL複製功能。

mpls ttl propagate { public | vpn }

缺省情況下，對於通過公網進行轉發的報文，TTL複製功能處於開啟狀態；對於通過VPN進行轉發的報文，TTL複製功能處於關閉狀態。

1.9  使能MPLS的TTL超時消息發送功能

1. 功能簡介

使能MPLS的TTL超時消息發送功能後，當LSR收到TTL為1的MPLS報文時，LSR會生成ICMP的TTL超時消息。對於一層標簽的MPLS報文，LSR沿著本地IP路由返回ICMP TTL超時消息；對於多層標簽的MPLS報文，LSR沿著發送MPLS報文的LSP轉發ICMP TTL超時消息，由Egress節點將該消息返回給發送者。

2. 配置步驟

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     使能MPLS的TTL超時消息發送功能。

mpls ttl expiration enable

缺省情況下，MPLS的TTL超時消息發送功能處於開啟狀態。

1.10  配置FTN轉發統計功能

1. 功能簡介

FTN（FEC to NHLFE map，FEC到NHLFE表項的映射）表項是一類特殊的FIB表項，該類FIB表項中包含出標簽值信息。FTN轉發是指接收到不帶標簽的報文，該報文的目的IP地址匹配FTN表項，為報文添加FTN表項中的出標簽值後轉發該報文。本配置用來開啟FTN轉發的統計功能。開啟該功能後可通過MIB查看統計信息。

2. 配置步驟

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     進入RIB視圖。

rib

(3)     創建RIB IPv4地址族，並進入RIB IPv4地址族視圖。

address-family ipv4

缺省情況下，沒有創建RIB IPv4地址族。

(4)     開啟RIB的FTN表項維護功能。

ftn enable

缺省情況下，RIB的FTN表項維護功能處於關閉狀態。

(5)     使能指定目的網絡的FTN轉發統計功能。

mpls-forwarding statistics prefix-list prefix-list-name

缺省情況下，所有目的網絡的FTN轉發統計功能均處於關閉狀態。

1.11  配置LSP的MPLS標簽轉發統計功能

1. 功能簡介

LSP的MPLS標簽轉發是指接收到帶有標簽的報文後，根據報文中的入標簽轉發該報文。

本配置用來開啟指定LSP的MPLS標簽轉發統計功能和統計信息收集功能，以便用戶通過display mpls lsp verbose命令查看該LSP的MPLS標簽轉發統計信息。

·     對於RSVP-TE隧道，通過mpls statistics命令開啟MPLS標簽轉發統計功能後，會自動開啟標簽轉發統計信息的收集功能，統計信息收集的時間間隔為30秒。使用mpls statistics interval命令可以修改統計信息收集的時間間隔。

·     對於其他類型的LSP，通過mpls statistics命令開啟MPLS標簽轉發統計功能後，還必須執行mpls statistics interval命令開啟統計信息收集功能，並設置統計信息收集的時間間隔。

2. 配置步驟

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     使能指定LSP的MPLS標簽轉發統計功能。

mpls statistics { all | [ vpn-instance vpn-instance-name ] { ipv4 ipv4-address mask-length | ipv6 ipv6-address prefix-length } | static | te ingress-lsr-id tunnel-id }

缺省情況下，所有LSP的MPLS標簽轉發統計功能均處於關閉狀態。

(3)     使能MPLS標簽轉發統計信息的收集功能，並設置統計信息收集的時間間隔。

mpls statistics interval interval

缺省情況下，MPLS標簽轉發統計信息收集功能處於關閉狀態。

1.12  開啟MPLS模塊的告警功能

1. 功能簡介

開啟MPLS模塊的告警功能後，該模塊會生成告警信息，用於報告該模塊的重要事件。生成的告警信息將發送到設備的SNMP模塊，通過設置SNMP中告警信息的發送參數，來決定告警信息輸出的相關屬性。

有關告警信息的詳細介紹，請參見“網絡管理和監控配置指導”中的“SNMP”。

2. 配置步驟

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     開啟MPLS模塊的告警功能。

snmp-agent trap enable mpls

缺省情況下，MPLS模塊的告警功能處於關閉狀態。

1.13  MPLS顯示和維護

在完成上述配置後，在任意視圖下執行display命令可以顯示配置後MPLS的運行情況，用戶可以通過查看顯示信息驗證配置的效果。

在用戶視圖下執行reset命令可以清除MPLS統計信息。

表1-1 MPLS顯示和維護

操作	命令
顯示ILM表項信息	（獨立運行模式） display mpls forwarding ilm [ label ] [ slot slot-number ] （IRF模式） display mpls forwarding ilm [ label ] [ chassis chassis-number slot slot-number ]
顯示NHLFE表項信息	（獨立運行模式） display mpls forwarding nhlfe [ nid ] [ slot slot-number ] （IRF模式） display mpls forwarding nhlfe [ nid ] [ chassis chassis-number slot slot-number ]
顯示使能了MPLS能力接口的MPLS相關信息	display mpls interface [ interface-type interface-number ]
顯示MPLS標簽的使用狀態	display mpls label { label-value1 [ to label-value2 ] | all }
顯示LSP信息	display mpls lsp [ egress | in-label label-value | ingress | outgoing-interface interface-type interface-number | protocol { bgp | isis | ldp | local | ospf | rsvp-te [ p2mp ] | sr-te | static | static-cr } | transit ] [ vpn-instance vpn-instance-name ] [ ipv4-address mask-length | ipv6 [ ipv6-address prefix-length ] ] [ srv6-mpls-interworking ] [ verbose ]
顯示LSP的統計信息	display mpls lsp statistics [ ipv6 ]
顯示mLDP P2MP LSP信息	display mpls multicast-lsp protocol mldp p2mp [ root-ip ip-address { lsp-id lsp-id | opaque-value opaque-value } ]
顯示P2MP LSP的統計信息	display mpls multicast-lsp statistics p2mp
顯示MPLS的NIB（Nexthop Information Base，下一跳信息庫）信息	display mpls nib [ nib-id ]
顯示MPLS NHLFE表項索引的使用狀態	display mpls nid [ nid-value1 [ to nid-value2 ] ]
顯示MPLS彙總信息	display mpls summary
清除指定LSP的MPLS轉發統計信息	reset mpls statistics { all | [ vpn-instance vpn-instance-name ] { ipv4 ipv4-address mask-length | ipv6 ipv6-address prefix-length } | static | te ingress-lsr-id tunnel-id }