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    《MPLSVPN笔记》

    时间：2021-05-01 18:05:13 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人 蒲公英阅读网手机站

    相关热词搜索：笔记 MPLSVPN

    《MPLSVPN笔记》word版 本文关键词：笔记，MPLSVPN，word

    《MPLSVPN笔记》word版 本文简介：MPLSMPLS---multiprotocollabelswitchMPLS是IP的承载层，但与实际的L2链路层还是有区别，所以定义为2.5层MPLS包头结构：32bitLabel----20bit保留----3bit通常用作COSS--------1bit标明是否是栈底，标明MPLS标签可以嵌套

    《MPLSVPN笔记》word版 本文内容：

    MPLS

    MPLS---multiprotocol

    label

    switch

    MPLS是IP的承载层，但与实际的L2链路层还是有区别，所以定义为2.5层

    MPLS包头结构：32bit

    Label----20bit

    保留----3bit

    通常用作COS

    S--------1bit

    标明是否是栈底，标明MPLS标签可以嵌套

    TTL------8bit

    防环（万一IP出现环路怎么办）

    MPLS最有魅力之处：理论上无限制嵌套

    MPLS术语：

    Label------

    FEC-------转发等价类（强调的是一种动作，例如这个接口进那个接口出就是一个动作，这个动作就称作一个FEC，或者从某个接口进打上什么标做什么QOS，这个动作可能就是另一个FEC，作为厂商：最好是一条路由对应一个FEC，而FEC就绑定label，所以可以有一条路由对应一个label）

    LSP-------标签交换通道（

    假设一条路由从A网段来，到B网段去，那么沿途的路由器如果有该路由的话都会维护相同的FEC，这样就会有一条路径产生，这条路径就是LSP，一个FEC的数据流）LSP很像frame-relay里的PVC概念

    LSR-------标签交换路由器

    LSR是MPLS网络的核心交换机，提供标签交换和标签分发（分配标签）功能

    LER-------标签交换边缘路由器

    LER在MPLS的网络边缘

    进到MPLS网络的流量由LER分为不同的FEC，并为这些FEC请求相应的标签

    提供更多的功能，涉及到进流量打标签，出流量弹标签

    链路层协议收到MPLS报文，如何判断这是一个MPLS报文，应该送给MPLS处理，而不是像普通IP报文那样直接送给IP层处理？

    以太网中：回顾802.3以太网帧头部有个type字段，如果是0800则表明上层是IP报文，如果是0x8847（单播）0x8848（组播）则表明链路层承载的是MPLS报文

    PPP中：增加了一种新的NCP:MPLSCP,用0x8281来标识

    LDP（label

    distribution

    protocol）标签分发协议

    Label的转发很容易，如何生成label则很难，LDP就是一个动态生成label的协议

    LDP消息：先UDP发现邻居，再TCP形成会话

    Discovery：用于通告和维护网络中的LSR的存在

    Session：用于建立，维护和结束LDP对等实体间的会话连接

    Advertisement：用于创建，改变和删除特定FEC标签绑定

    Notification:

    用于提供消息通告和差错通知

    LDP标签分配方式：

    DOD:（不再使用的方式）下游按需标记分发，即上游向下游请求

    DU:下游自主标记分发

    16以下label值为保留，其中3label是ELSR给倒数第二跳（ELSR的上游LSR）的特殊label,当该LSR收到3label就隐含知道自己是倒数第二跳，当数据(数据层面)传到自己时直接弹出（PHP）label，变成了纯数据交给ELSR直接做路由转发，而不需要等到数据到了ELSR，ESLR发现自己已经没有出label了，即刻做弹出，再做IP路由转发，这样浪费一个周期是不明智的，PHP的价值就在于数据到了自己就弹出，给ESLR的数据已经没有label了，直接由ELSR做IP路由转发

    上游与下游：在一条LSR上，数据层面看：相邻LSR分别叫上游LSR和下游LSR，下游是路由的始发者（控制层面）

    自己产生的label是IN

    label

    收到的label都是out

    label

    心法口诀：入标签是我分给别人的，出标签是别人分给我的

    我分配的标签是给别人用的，我不会添加到报文中

    LDP标签保留方式：（常用的是自由方式，保留所有label）

    自由方式：保留（来自邻居所有发送来的label）-----lsp收敛快

    保守方式：丢弃（所有非下一跳邻居发来的label）----lsp收敛慢

    LDP标签控制方式：（常用有序方式）

    有序方式：

    独立方式：

    MPLS的衰落：还是基于一种软件转发，当硬件转发出现后（基于ASIC

    ，NP）

    MPLS的这种转发模式似乎没有起到多大的效能提升。。。。。

    VPN

    Overlay

    VPN：是一种基于tunnel的VPN,安全里面所涉及的VPN全部是overlay

    VPN

    （ipsecVPN，GREVPN）

    Peer-to-peer

    VPN:一种动态VPN的建立

    VPN角色：

    CE（custom

    edge）：客户边缘设备-------主要负责跟ISP去连接

    PE（provider

    edge）：营运商边缘路由器-------负责接入客户

    P

    （provider

    router）：营运商核心路由器-------负责骨干网中的转发

    OverlayVPN:

    1.其隧道建立是在CE上建立的：跟ISP的网络环境没有任何关系，ISP只会把这个当成普通路由而已（例如：GRE,ipsec）------这种VPN是一种非动态的，维护性较差（例如再增加一个VPN站点就存在一个N平方的问题）需要在客户方（CE设备上）进行配置，通常客户方不愿意也没这个能力

    2.其隧道建立在PE上建立的：在PE上为每个VPN用户建立相应GRE隧道，路由信息在PE于PE之间传递，公网中的P设备不知道私网的路由信息--------这种相当于客户把VPN的创建及维护完全交给ISP，但不同的VPN用户不能共享相同的地址空间

    Overlay

    VPN的本质：一种“静态”VPN，无法反映网络的实时变化，新增VPN结点后存在N平方问题

    如果tunnel建在CE上：必须客户自己建立并维护

    如果tunnel建在PE上：无法解决地址冲突问题

    Peer-to-peer

    VPN:指CE-to-PE间交换私网路由信息，然后由PE将这些私网路由在P网络中传播（动态路由协议），这样这些私网路由会自动传播到其他PE上------解决了“动态”问题，但没有用到tunnel技术，私网路由会泄露到公网上，此时需做严格的路由控制才行

    1.共享PE方式：解决了“动态”问题，但仍然没有解决地址冲突和tunnel问题，而且为了防止连接在同一台PE上的不同CE间互通，需在PE上配置大量ACL

    2.专用PE方式：解决了“动态”问题，无需配任何ACL，但是代价太高，

    新加一个VPN用户就需要一台专用PE，而且也没有解决地址冲突问题和tunnel问题

    Peer-to-peer

    VPN

    本质：虽然解决“动态”问题，但不是一种tunnel技术，造成私网路由会泄露到公网，还是无法解决地址冲突问题

    以上VPN的各种局限性总结：

    1.要想保障安全性，需要tunnel技术

    2.GRE，ipsec都是一种静态tunnel技术，无法解决“动态性”

    3.地址冲突的问题是以上任何一种VPN技术无法解决的

    使用VPN一定要解决的问题：

    1.如何提供一种动态建立的tunnel技术？

    2.如何解决不同VPN地址冲突问题？

    解决动态建立tunnel技术的问题：

    MPLS的PHP技术可以提供一种动态建立的tunnel技术，其LSP就是一种天然的tunnel并且基于LDP，这种协议又恰恰是一种动态的标签生成协议

    分析：

    解决地址冲突问题：必须是一种协议具有良好扩展性-----基于TLV元素的

    满足的的协议为：eigrp

    bgp

    isis

    而eigrp太私有化，isis则不是基于TCP/IP开发的，所以只剩下bgp了

    BGP的优势：

    第一：BGP支持大量路由，满足网络中VPN路由数量大

    第二：IBGP中可以满足不直连的路由器间建邻居特性，在设计时假设两个不直连的路由器是都是一个AS内的边界，他们之间可建邻居，但AS内的其他路由器可只运行IGP帮其传BGP的路由（这里指VPN信息）但自身不用包含VPN路由，这些路由器在设计时可选为P路由器------只传递VPN路由，但不包含VPN路由信息

    第三：AS内的两台边缘路由器选作PE路由器后，BGP可运载附加在路由后的任何信息（作为可选BGP属性），其他不了解这些属性的BGP路由器都将透明的转发这些带可选BGP属性的路由，使得PE路由器间能简单的传播路由（这里可以是带VPN信息的路由）

    至此，仍然未解决地址冲突问题，三大难关：识别，传输，转发

    解决思路：

    1.可将一台PE模拟成多个虚拟的专用PE

    理论：VRF(VPN

    路由转发实例)

    每个VRF可看做一个虚拟路由器，即一台专用PE（包括独立路由表，独立地址空间，属于该VRF的接口集合，只用于本VRF的路由协议）

    RT的本质：每个VRF表达自己的路由取舍及喜好的方式

    分两部分：

    Export

    target：表示我发出的路由的属性

    Import

    target:

    表示我对哪些路由感兴趣

    RT很好的解决了地址冲突的问题，但RT能否作为传递时的标识呢？理论上可以

    但是：

    RT实际就是一个路由属性，不是与IP前缀放在一起，而RD则是在IP前缀之前的，相当于和IP前缀在一起，很好的起到在路由传递过程的区分问题，更重要的是:BGP在撤销路由的时候是不带属性的，尽管更新的时候可以使用RT，但在撤销路由的时候，RT作为community属性，不知道到底撤销哪个VPN，所以必须用到RD

    2.RD的本质：（解决传递中的区分问题）

    IPV4地址加上RD后变成VPN-IPv4地址族，每个VRF配一个RD，并保证全球唯

    一，通常为每个VPN配相同的RD，如果两个VRF中存在相同的地址，但是RD

    不同，则两个VRF一定不能互访，间接互访也不成。RD不影响不同VRF间的路

    选择以及VPN的形成，这些事情由RT搞定

    PE从CE接收的是标准IPV4路由，当需要发布给其他的PE路由器时打上RD，

    变成VPN-IPV4地址仅在ISP网络内部传递，到了接收PE路由器后，该路由器将

    接收的路由放入本地路由表，用于后来接收的路由进行比较，CE从开始,到路由穿越ISP骨干传给另一个CE，都不知道使用的是VPN-IPV4地址

    3.MPLS的嵌套解决路由的转发问题

    总结：以上所有技术都是为实现动态VPN而设计的

    通过MBGP解决了本地路由的冲突和路由传递时的冲突问题

    通过MPLS解决了数据包在发送时区分的问题（通过label实现）

    通过MBGP和MPLS就实现了动态VPN技术，称之为MPLS/MBGP/VPN

    RT用来导入导出路

    RD用来区分CE的相同路由

    MP-IBGP用来传递VPN私有路由信息，该VPN私有路由信息已被加上RD,RT和

    私有label（加在VPN的IP路由头部，那么VPN的私有IPV4路由变成了VPNV4

    路由，BGP能很好支持不同协议，所以VPN私有路由信息便在公网中传递到另

    一端的PE路由器中）

    如果再对SP内的路由器全部开启MPLS转发方式，那么在SP内部无需做IBGP

    的full-mesh，因为数据包的转发不用再查路由表而是通过MPLS转发，不用担心

    路由黑洞的发生（即使发生也不怕，因为不查路由表），通过MPLS的转发方式

    只用知道下一跳就行了，在SP内部经过PHP和最后一个PE，MPLS的label（即

    公网label）被弹出，露出私网label，最后一个PE通过不同的私网label将数据

    转发到相应的CE

    RT,RD是为控制层面服务的，而私网label和公网label是为数据层面服务的

    实例：

    私网label：是通过MBGP随机分配的，主要是为了对方在收到一条路由后，对

    方可以转发数据包了，此时对于数据来说是通过私网label来区分如何到达正确

    的VPN即---------私网label是由MBGP分配做数据转发区分VPN而用的，私网label在内层

    通过MBGP随机分配的私网label，RT，RD就构成了VPN的三要素，其中的私网label就是为了区分数据是给哪个VPN的

    公网label：主要是为了强调如何到达BGP的下一跳，通过LDP算出来的，公网label嵌套在最外层，当数据转发时充分利用了PHP（倒数第二跳弹出）原理，当数据传到PHP路由器时，外层的公网label被弹出，剩下内层的私网label，而私网label正好可以判定如何到达正确的VPN

    配置步骤：

    1.

    预配。常见VRF，配置相应的route-target，RD；将接口加入VRF中，配置IP

    address（注意：如果接口本身之前有ip地址，然后再把接口加入到VRF中，之

    前的ip地址将被抹掉，所以要注意先后顺序），routing

    protocol（CE-PE）

    2.

    验证CE-PE的路由信息

    3.

    在PE和P路由器上起BGP，注意update-source，next-hop-self

    4.

    在两个PE间启用MBGP，address

    family

    vpnv4

    Neighbor

    x.x.x.x

    activate

    Neighbor

    x.x.x.x

    send-community

    5.

    验证在不同的VRF之内的路由信息

    6.

    起MPLS配置LDP

    7.

    将VRF内的路由协议和BGP做redistribute

    show

    ip

    bgp

    vpnv4

    all

    show

    ip

    bgp

    vpnv4

    vrf

    A/B/C….

    show

    ip

    bgp

    vpnv4

    vrf

    A

    192.168.200.1/24

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