传统的IP转发的缺点

• 路由表比较大，占用存放空间
• 寻址比较慢，所以转发自然也慢

MPLS的标签转发的优点

• 只有边缘执行路由的查找
• 核心路由器只需查找标签就可以进行转发了。

上游和下游的概念

在MPLS中，上游和下游的概念非常重要，所以要分清：

• 上游：数据转发的起始方向；
• 下游：路由分发的起始方向，也是标签分发的起始方向；

MPLS的包格式

通常，MPLS包头有32Bit，其中有：

• 20Bit用作标签（Label）
• 3个Bit的EXP, 协议中没有明确，通常用作COS
• 1个Bit的S,用于标识是否是栈底，表明MPLS的标签可以嵌套，S=1时是底层标签
• 8个Bit的TTL,类似IP包头，用于防止环路
• 理论上标记栈可以无限嵌套，从而提供无限的业务支持能力。这是MPLS技术最大的魅力所在

TDP与LDP

• 不同之处主要在于TCP的端口，TDP是基于TCP 711，而LDP基于TCP 646
• 两者不能兼容
• TDP LABEL分配是16 – 100,000，LDP LABEL分配是10 – 100,000

MPLS的机制

1. 数据包本身就是带LABEL，所以直接通过LFIB进行转发。
2. 标签被弹出，并进行FIB查找并转发，在MPLS VPN中会有，针对Aggregate。
3. 当一个IP报文进入后，查看是否压入标签，压入标签的前提是是否收到下游分配的标签。如果收到，压入标签并进行LFIB查找并转发。
4. 如上所述，如果收不到下游分配的标签，就直接进行FIB查找并进行转发。
5. 弹出所有标签，不用查找FIB，直接根据下一跳转发，这种情况一般是Untag或是PoP。

PoP、Untag和Aggregate的区别

• Aggregate：
  • 直连路由，弹出Label时，因没有关联接口与下一跳，所以需要进行3层查找。
• PoP：
  • 收到了下游发来的空标签，也就是label=3，这个空标签也是标签，所以他会弹出顶层标签，进行转发，因为MPLS是基于下一跳转发查找，所以没必要查找FIB表。
• Untag：
  • 专指学到路由，弹出所有标签，随后根据下一跳转发。出现untag有以下3种原因：
    • 下游不能分配标签，没有启用MPLS
    • 下游分了标签但传不出来，是因为LDP Neighbor没有建立
    • 分配标签错误，这种情况仅出现在IGP是OSPF的情况下，因为如果用环回口作为ldp的router-id，并且不是32位的，OSPF会自动以32位的环回地址发布，这样会导致标签就分配错误，下面是从试验中摘要的信息：

R2#show mpls ldp bind
...lib entry: 11.11.11.0/24, rev 11   <这个表项是通过LDP分发得到的>
..........remote binding: lsr: 11.11.11.11:0, label: imp-null
...lib entry: 11.11.11.11/32, rev 6   <这个表项是根据CEF分配的>
..........local binding:  label: 100
..........remote binding: lsr: 33.33.33.33:0, label: 201
 
R2#sh mpls for
Local  Outgoing      Prefix            Bytes Label   Outgoing   Next Hop
Label  Label or VC   or Tunnel Id      Switched      interface
100    No Label      11.11.11.11/32    0             Se1/0      point2point
101    Pop Label     33.33.33.33/32    0             Se1/1      point2point

上面的拓扑是R1 <—>R2<—>R3

R1通过OSPF发布一个24位的环回路由11.11.11.11，在R2上收到一个来自R1分发的24位路由bind，标签为imp-null，如上所示。

但由于R2收到的路由为32位（OSPF环回口特性），所以它又产生了一个32位的路由bind，并且从R3上收到标签201，R2和R3都是对32位的路由分发标签，而R1只对24位的路由分发了标签，显然对于R2、R3来说，收不到R1针对32位路由的标签，因此是No label（Untag）。以下是R1的信息：

R1#sh ip cef
Prefix                  Next Hop      Interface
0.0.0.0/32              receive
11.11.11.0/24           attached      Loopback0  <LDP只对attached打imp-null标签>
11.11.11.0/32           receive
11.11.11.11/32          receive
11.11.11.255/32         receive

R1#sh mpls ldp bin
...lib entry: 11.11.11.0/24, rev 12
..........local binding:  label: imp-null
...lib entry: 11.11.11.11/32, rev 13(no route)
..........remote binding: lsr: 22.22.22.22:0, label: 100  <可以看到收到了R2发来的标签100，但它在CEF不是直连，所以没有给它分配imp-null标签>

Q&A

• 当一个数据包进入PE后，是查路由表（FIB）还是查标签表（LFIB）？
  • 具体查哪个表，主要取决于包的本身 – 类型长度值：
  • Type：0x8847（单播）承载的是MPLS，查找LFIB
  • Type：0x8848（组播）承载的是MPLS，查找LFIB
  • Type：0x0800 IP报文，查找FIB

2015-2-17 更新
事实上，更准确的说，一个数据包到底如何转发，主要看CEF的信息，很简单的例子：

R1—–PE—P—PE—–R2

PE间只起MPLS（无VPN），R1 正常IPv4，R1发过来的数据包type是0x0800，那在PE上会怎么转发呢？会根据CEF打上标签发给P，直接走标签，而不是IPv4

• 在初始路由器上，是查找FIB还是LFIB呢？
  • 这要取决于CEF表，用“show ip cef <ip address> detail”命令，可以从输出中看到对于此路由是否压入标签，分配标签是根据CEF表中的前缀来分配的。因此如果满足以下2个条件，那么就会打上标签并查找LFIB，如果不是，就查找FIB
    • 设备上启动CEF，为每条路由产生CEF前缀
    • 启动tag ip

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本文链接：CCIE SP—MPLS Basic 1
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