HCIE Datacom理论讲解技术分享-MPLS基本转发过程详解

HCIE培训技术编辑：WOLF-LAB沃尔夫网络实验室崔志鹏

HCIE Datacom资料联系网站客服获取

在MPLS基本转发过程中涉及的相关概念如下：

MPLS转发的过程中涉及到的转发动作

• Push：压入

如果看到in-lable是null，out-lable有数值就是push。

为什么是入节点完成：静态LSP因为入节点是转发等价类的分类设备，只有入节点才知道打上什么样的标签。

• Swap：交换

如果看到in-lable有数值，out-lable也有数值就是swap。

• Pop：剥离
  如果看到in-lable有数值，out-lable=3或者是null就是标签弹出。
  默认情况下，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。

什么是PHP？

倒数第二跳弹出

PHP的好处？

@没有PHP，出节点就会执行两次查表动作，首先要查标签表将标签剥离，然后再查路由表转发报文。有了PHP，出节点路由器相当于这条LSP的最后一跳路由器，就向上游邻居发送一个3的标签，告诉上游我是倒数第一跳；

@倒数第二跳路由器发现出标签是3，直接将顶部标签剥离，倒数第一跳收到的就是纯IP报文，此时倒数第一跳路由器仅需查路由表转发就行了，无需执行两次查表；

注意：

@倒数第二跳路由器不需要查路由表，只执行弹出标签的动作，所以PHP并没有增加倒数第二跳路由器的负担；

@静态LSP没法PHP，因为静态LSP可以配置的标签为下图：

@LDP默认使用PHP；

基本转发过程

以支持PHP的LSP为例，说明MPLS基本转发过程。

图1 MPLS基本转发过程

如图1，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。则MPLS基本转发过程如下：

1. Ingress节点收到目的地址为4.4.4.2的IP报文，压入标签Z并转发。

2. Transit节点收到该标签报文，进行标签交换，将标签Z换成标签Y。

3. 倒数第二跳Transit节点收到带标签Y的报文。因为Egress分给它的标签值为3，所以进行PHP操作，弹出标签Y并转发报文。从倒数第二跳转发给Egress的报文以IP报文形式传输。

4. Egress节点收到该IP报文，将其转发给目的地4.4.4.2/32。

MPLS详细转发过程

基本概念

在MPLS详细转发过程中涉及的相关概念如下：

• Tunnel ID
  为了给使用隧道的上层应用（如VPN、路由管理）提供统一的接口，系统自动为隧道分配了一个ID，也称为Tunnel ID。该Tunnel ID的长度为32比特，只是本地有效。

• NHLFE
  下一跳标签转发表项NHLFE（Next Hop Label Forwarding Entry）用于指导MPLS报文的转发。
  NHLFE包括：Tunnel ID、出接口、下一跳、出标签、标签操作类型等信息。
  FEC到一组NHLFE的映射称为FTN（FEC-to-NHLFE）。通过查看FIB表中Tunnel ID值不为0x0的表项，能够获得FTN的详细信息。FTN只在Ingress存在。

• ILM
  入标签到一组下一跳标签转发表项的映射称为入标签映射ILM（Incoming Label Map）。
  ILM包括：Tunnel ID、入标签、入接口、标签操作类型等信息。
  ILM在Transit节点的作用是将标签和NHLFE绑定。通过标签索引ILM表，就相当于使用目的IP地址查询FIB，能够得到所有的标签转发信息。

MPLS详细转发过程如图2所示。

当IP报文进入MPLS域时，首先查看FIB表，检查目的IP地址对应的Tunnel ID值是否为0x0。

• 如果Tunnel ID值为0x0，则进入正常的IP转发流程。

• 如果Tunnel ID值不为0x0，则进入MPLS转发流程。

在MPLS转发过程中，FIB、ILM和NHLFE表项是通过Tunnel ID关联的。

• Ingress的处理：通过查询FIB表和NHLFE表指导报文的转发。

1. 查看FIB表，根据目的IP地址找到对应的Tunnel ID。

2. 根据FIB表的Tunnel ID找到对应的NHLFE表项，将FIB表项和NHLFE表项关联起来。

3. 查看NHLFE表项，可以得到出接口、下一跳、出标签和标签操作类型。

4. 在IP报文中压入出标签，同时处理TTL，然后将封装好的MPLS报文发送给下一跳。

• Transit的处理：通过查询ILM表和NHLFE表指导MPLS报文的转发。

1. 根据MPLS的标签值查看对应的ILM表，可以得到Tunnel ID。

2. 根据ILM表的Tunnel ID找到对应的NHLFE表项。

3. 查看NHLFE表项，可以得到出接口、下一跳、出标签和标签操作类型。

4. MPLS报文的处理方式根据不同的标签值而不同。

• 如果标签值>＝16，则用新标签替换MPLS报文中的旧标签，同时处理TTL，然后将替换完标签的MPLS报文发送给下一跳。

• 如果标签值为3，则直接弹出标签，同时处理TTL，然后进行IP转发或下一层标签转发。

• Egress的处理：通过查询ILM表指导MPLS报文的转发或查询路由表指导IP报文转发。

• 如果Egress收到IP报文，则查看路由表，进行IP转发。

• 如果Egress收到MPLS报文，则查看ILM表获得标签操作类型，同时处理TTL。

• 如果标签中的栈底标识S=1，表明该标签是栈底标签，直接进行IP转发。

• 如果标签中的栈底标识S=0，表明还有下一层标签，继续进行下一层标签转发。

注意：每一个FEC本地的对应的tunnel-id是唯一的

HCIE Datacom理论，联系WOLF-LAB网站客服预约免费试听