深入理解MPLS标签动作及应用示例

内容简介：深入理解MPLS标签动作及应用示例

在 MPLS 基本转发过程中涉及到一些标签操作，主要包括标签压入（ Push ）、标签交换（ Swap ）和标签弹出（ Pop ）这三个动作。

•   Push ：标签压入动作，可能会在 Ingress 或 Transit 节点上发生。

标签压入动作是指在 IP 报文的二层协议头和 IP 报头之间插入一个 MPLS 标签（如图 1-13 的上图所示），或者是在现有标签栈顶部再增加一个新的出标签（如图 1-13 的下图所示），即标签嵌套封装，如在 BGP/MPLS IP VPN 的 Ingress 节点可能会在一个 IP 报文中同时压入多层公网或私网 MPLS 标签。

图 1-13  标签压入动作的两种情形

• Swap ：标签交换动作，会在 Transit 节点发生。

当 MPLS 报文在 MPLS 域内转发时， Transit 节点根据标签转发表 LFIB 的查找，匹配到相应的表项后，用下一跳分配的出标签交换 MPLS 报文中原有的栈顶标签。原有 MPLS 报文中可以携带有一层或多层 MPLS 标签，但仅交换最外层的标签。如图 1-14 中上、下图所示分别是对携带单层标签、双层标签 MPLS 报文中的栈顶标签进行交换的示例。

图 1-14 标签交换动作的两种情形

• Pop ：标签弹出动作，会在倒数第二跳 Transit 节点或 Egress 节点发生。

当 MPLS 报文离开 MPLS 域时， Egress 节点将 MPLS 报文外层的标签剥离掉，使后续的报文转发按照 IP 路由进行（当弹出标签后报文中无标签时，如图 1-15 中的上图所示），或者按照余下的标签进行（当弹出标签后报文仍有其他标签时，如图 1-15 中的下图所示）。也可以利用 PHP （ Penultimate Hop Popping ，倒数第二跳弹出）特性，在倒数第二跳节点处将标签弹出，减少最后一跳的负担，使最后一跳节点直接进行 IP 路由转发或者下一层标签转发。

图 1-15  标签弹出动作的两种情形

默认情况下，华为设备支持 PHP 特性，支持 PHP 的 Egress 节点分配给倒数第二跳节点的标签值为 3 。

以下以支持 PHP 的 LSP 为例，说明 MPLS 报文的基本转发过程。在单纯的 LDP LSP 隧道环境下， MPLS 报文最多仅带一层 MPLS 标签，从上游节点进入本地节点的入接口时携带的是上游节点分配给该 FEC 的出标签（也是本地节点对应的入标签），从本地节点出接口向下游节点发送时携带的是本地节点分配给对应 FEC 的出标签。

下面举一个关于以上介绍的几种标签动作应用于MPLS报文转发的示例。如图 1-16 所示， MPLS 标签已分发完成，建立了一条 LSP ，其目的地址为 4.4.4.2/32 ， MPLS 报文在转发过程中的标签动作如下：

（ 1 ） Ingress 节点收到目的地址为 4.4.4.2 的 IP 报文后，首先根据 FIB 找到对应的下一跳，发现下一跳是 LSR 标签设备（如果发现下一跳是 IP 设备时会直接按 FIB 表项进行 IP 转发），并且因为本节点是入节点，所以在进行报文转发前需要进行标签压入动作，需压入的标签是根据 FEC 4.4.4.2 与标签的映射关系找到的（为 Z ，作为出标签），然后把 MPLS 报文从压入的标签所映射的出接口转发出去。

图 1-16  MPLS 报文基本转发示例

（ 2 ） Transit 节点收到该标签的 MPLS 报文后，根据 LFIB 找到对应入标签（上一节点的出标签就是本节点的入标签）所映射的出标签、出接口，先进行标签交换（无需查看 IP 报头的目的地址），即用本地为 FEC 4.4.4.2/32 分配的出标签（ Y ）替换报文中原来的 MPLS 标签（ Z ），然后从以上找到的出标签所映射的出接口转发出去。

（ 3 ）倒数第二跳 Transit 节点收到 MPLS 报文后，同样根据 LFIB 找到对应入标签所映射的出标签、出接口，先用本地为 FEC 4.4.4.2/32 分配的出标签（通常为 3 ）替换原来的 MPLS 标签，然后打算从出标签 3 所映射的出接口转发出去。但是因为 Egress 分给他的出标签值为 3 （这是一个特殊的标签，必须弹出，参见表 1-1 说明），所以需要先进行 PHP 操作，弹出出标签（此时报文已不带 MPLS 标签了），并根据自己出标签 3 所映射的接口转发报文。

（ 4 ） Egress 节点收到无 MPLS 标签的 IP 报文后，直接根据对应的 IP 路由表项把数据传输给目的主机 4.4.4.2/32 。

   【说明】以上内容摘自由笔者编著、于2018年1月最新出版、国家十三五重点图书、华为官方培训教材《 华为MPLS技术学习指南 》一书，同时出版的配套图书还有《 华为MPLS VPN学习指南 》，京东、当当等各大网店均有销售。

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