MPLS VPN技术机制(二)

2.3 标签的分配和分发

　　上面叙述到了，MPLS技术是IP技术和ATM技术的融合。LSR和ATM-LSR上实现标签的生成和分发是有点不同的。

2.3.1 包模式(Packet Mode)下的标签的分配和分发

　　对于实现包模式MPLS网络中，是下游LSR独立生成路由条目和标签的绑定，并且是主动分发出去的。





　　如上图，所有LSR上启动了LDP协议。以LSR-B为例，它已经通过路由协议获得网络X的路由了，一旦启动LDP协议，LSR-B立即查找路由表，如果X网络的路由是由IGP路由协议学到的，则在LIB表中为通向X网络的路由生成一个本地标签25，由于LSR-B和LSR-A、LSR-C、LSR-E 形成了LDP邻居关系，所以下游LSR-B会主动给所有的邻居发送这个X=25的路由条目和标签的绑定！LSR-A、LSR-E、LSR-C会把该路由条目和标签的绑定放置到本地的LIB表中，再结合本地的路由表，在FIB表中生成有关X网络的“网络地址->出标签”条目，在LFIB中生成有关X网络的“进标签->出标签”条目。所有的LSR上都如此操作。最终的结果使整个MPLS网络内部所有LSR上达到路由表、LIB表、FIB表、 LFIB表的动态平衡。

　　如果LSR-A接收到要去X网段的数据，由于LSR-A处在MPLS网络的边缘，必须查找FIB表，对接收到的IP包，做标签插入操作。对于LSR-B，LSR-C则纯粹是分析标签包，对包头的标签做转换，在转发标签包而已。数据到了LSR-D，该边缘 LSR会去掉标签包中的标签，再对恢复的IP包做转发！如下图：



2.3.2

　　信元模式(Cell Mode)下的标签分配和分发

　　在信元模式下，下游ATM-LSR接收到了上游ATM-LSR标签绑定请求后，下游受控分配标签，被动向上游分发标签。如下图


　　最上游的LSR-A向ATM-LSR-B发起对网络X的标签求情，ATM-LSR-B再向ATM-LSR-C发请求，最后请求到达LSR-D，LSR- D生成本地对X网络的标签1/37，把该标签告诉ATM-LSR-C，C做同样操作，这样一步一步到达LSR-A。最终生成一条从A->B- >C->D的LSP(Label Switch Path)。这样如果A收到要到X网络的数据，A就把IP数据包分割成带有标签的信元，通过ATM接口发送到B，接下来B和C就纯粹做ATM信元的转发，到了D后再把信元组合成IP数据包，发向网络X。

　　在此要强调的如果要组建以ATM交换机为核心的MPLS网络，那么在ATM网络的边缘必须设置路由器，原因在于ATM交换机只转发信元，无法处理用户数据IP包。当然上面也提到要在ATM交换机上实现MPLS功能，必须在ATM交换机的信令控制部分加入路由协议，而路由信息包往往是打在IP包中的，如RIP，OSPF，BGP等路由协议。ATM交换机为了确保这些以IP包形式传递的路由信息能够在ATM交换机间传递，使用了专门的带外连接通道或者带内的管理VC。

2.4 BGP协议在MPLS网络中的特殊应用

　　上面提到LSR根据路由表分配标签时，只对从IGP协议获得的路由条目分配标签。原因何在？这是有特殊意义的！看下图：



　　整个Transit AS中启动MPLS交换。保证ISP2和LSR-Border2之间的网段发布到Transit AS内部的IGP路由协议中，对ISP1和LSR-Border2之间的网段也做同样的要求。前面提到过LSR为路由条目分配标签时，只对从IGP学来的路由分配标签，而网络1.2.3.4是被发布到Transit AS内部的IGP路由协议中了，可以肯定在Border1处是可以获得Core1告诉它有关1.2.3.4网络的标签23。LSR-Border1， LSR-Border2之间形成IBGP邻居关系，通过BGP协议，LSR-Border2把从ISP2处学来的10.0.0.0/8这条路由告诉给 LSR-Border1，这条路由的下一跳地址是1.2.3.4，这样一来让LSR-Border1得知要给网络10.0.0.0/8发送数据，先把数据发送到1.2.3.4这个网络来。1.2.3.4被绑定了标签23，所以在生成FIB表时，也给10.0.0.0/8这个网段绑定一个标签23。这样，如果有数据从ISP1穿越Transit AS到达ISP2，在Border1处就会给IP包插上23这个标签，把生成的标签包转发到Core1，Core1就只要分析标签头做标签包的转发就可以了！由于Transit AS内部核心路由器不必要运行BGP协议，这样一来，MPLS网络的核心路由器就不会知道外部用户的路由，缩小了核心路由器的路由表，提高了搜索效率。大家也看到，由于打上了标签，IP包头是不会在核心路由器被分析的，即使IP包头含有10.0.0.1这样的私有IP地址，也会因为只分析标签的原因被正常转发，这就是服务提供商提供VPN服务所追求的。当然在此必须重声，LSP在整个Transit AS不能被断开，如果断开，标签包就恢复成IP包，而核心路由器是不含用户路由的，最终导致数据包的丢失。

　　BGP在MPLS网络中的作用为我们提供了VPN服务打开了方便之门，但也应该意识到VPN服务两个最基本的要求是1.用户可以独立规划IP地址；2.安全性非常重要！看下图：




　　以上为两个VPN实例，PE1(PE=Provider Edge device)上分别接了CE1 （CE=Customer Edge device)和CE3，但是CE1和CE3上带到IP地址相同的网段10.1.2.0/8，很明显如果不对PE1路由器做修改，PE1只能认为往10.1.2.0/8的数据要么从S0出，要么从S1出,这样的话，不是 CE1就是CE3就更本收不到从PE1发来的前往10.1.2.0/8网段的数据！

　　如果不对BGP4协议做修改，那么PE2和 PE3发送给的PE1的有关10.1.1.0/8网络的路由更新就有可比性，PE1最终会选择一条路由，认为或是PE2或者PE3是发送数据到 10.1.1.0/8的必经路由器。这样如果CE1带的10.1.2.0/8网段上的主机给10.1.1.0/8网段上的主机发送数据时，可能会发到 CE4所带的10.1.1.0/8的网段上，这样造成了数据泄露。

　　所以，为了使LSR能提供基于MPLS的VPN服务，还必须对此类设备做修改。