假装网络工程师23——MPLS单域通信过程详解

Posted 2020-12-21

一、背景说明

上一篇文章只是讲述了多站点穿过mpls域进行通信，本文专门从路由传输与数据传输两个维度详细讲解传输的过程，上文实验拓扑如下图所示，为了简单起见，只已客户A为例（紫色）进行描述

二、路由传输层面

1. R5与R1之间通过ospf 1学习到5.5.5.5/32网络
   
2. 将5.5.5.5/32路由导入R1上的instance A中，在bgp路由表中能看到5.5.5.5/32的起源路由器为R1，起源方式为incomplete
   
3. 由于R1和R3底层已经通过ospf建立邻居关系，bgp协议的update包可以直接通过“一跳”的方式将路由从R1传到R3
   
   由于R3上也创建了VRF，所以R1将5.5.5.5/32传给R3时将普通的bpg报文变成mp-bgp报文传送给R3，其中通过rd值来表示路由的唯一性，rt值告诉R3该路由应该放进R3上哪个VRF中，rt值信息粘附在R1传给R3的bgp update报文community扩展属性中
   
   一并传给R3的还有R1通过mp-bgp为5.5.5.5/32分配的标签值，此处为1028
   
   这一点也可以从R1上看到
   
4. 最后，R3将5.5.5.5/32由mp-bgp引入ospf1，在通过ospf1发给R7，至此路由信息传送完成
   
5. 由上述可知，在整个过程中，PE（R1，R3）设备的任务最为繁重，他需要将普通的bgp路由条目转换成mp-bgp的***4路由条目，再通过lsp隧道发出，pe路由器的功能模块在此过程中如下图所示
   
   可以看到BGP除了本身的***4路由表外，还单独为每个vrf实例维护了一张路由表

   三、数据传输层面

6. 首先数据包从R7出来，目的地址是5.5.5.5/32
   
7. 由于R1，R2，R3之间还运行了ldp协议，所以当数据包到达R3时，栈底先压上R1的mp-bgp为5.5.5.5/32分配的标签1028，外层再压上R2为1.1.1.1/32分配的标签1025传送给R2
   
   之所以压上R2为1.1.1.1/32分配的标签，是因为在R3的fib表中，去往5.5.5.5/32走的是0x3隧道
   
   而在0x3隧道中目的地址变成了1.1.1.1，下一跳是R2的g0/0/1接口，标签为1025
   
8. 数据包到达R2后，剥离外层标签，再发给R1
   
9. R1根据MP-BGP分配的标签值放入相应的VRF中，最后以ip报文的形式发送给R5，至此数据传输完成
   
   整个过程可以在R7上进行标签路径查看
   

   四、RD、RT与MP-BGP label详解

   1.RT详解

   
   当R1要把路由传给R3时，由于R3上也运行了vrf，所以就需要有一种判断机制来确定将路由存放到那一个vrf中，而rt的引入就是结局这个问题，他作为只对vrf感兴趣的判断依据，存放于BGP updata的扩展community属性中，所以rt属于控制（路由传输）层面的参数

   2.RD详解

   关于rd值，以R1为例，很多解释说他是为了在R1上标识路由的唯一性，其实这个说法并不准确，再往深层次的挖，就算R1上instance A与instance B使用了相同的路由，但BGP updata报文中的rt值已经判断出要传输的路由属于哪个vrf，所以rd值的作用并不是在此体现

还是以R1为例，假设instance A与instance B上都有5.5.5.5/32，发送给R3后，由于有rt这个扩展属性，所以R3使能分辨出该放到哪个vrf中的，但之后如果R1给R3发的是一种撤销报文（route reserve），这种报文与BGP的updata不同，他不会去查看属性，所以此时的R3就不知道该撤销那个vrf中的5.5.5.5/32，rd也只是在这种场景下发挥作用。这也是为什么rd是粘附在路由前缀之前，而rt在扩展属性中，rd与rt一样属于控制（路由传输）层面的参数

3.Label详解

首先要说明的是，label属于转发（数据传输）层面的参数。当R1将路由传递个R3后，R3将数据要发送给R1，此时他知道如何去往R1，但数据包送到R1的那个vrf中却无法判定，所以bgp在通过rt值将路由发送过来时，一并附带一个label值，就是用于告诉R3将数据发往哪个vrf的