MPLS 概述

为什么要使用 MPLS？

MPLS 通过使用标签代替转发表，减少了转发表的使用。交换机上转发表的大小受芯片限制，使用精确匹配转发到目标设备比购买更复杂的硬件更便宜。此外，MPLS 允许您控制流量在网络上的路由位置和方式——这称为流量工程。

使用 MPLS 而非其他交换解决方案的部分原因有：

• MPLS可以连接原本不兼容的不同技术---服务提供商在其网络中将客户端与不同的自治系统连接时，会遇到这种兼容性问题。此外，MPLS 还有一项称为快速重新路由的功能，可为路径提供备用备份，从而防止在交换机发生故障时降低网络性能。

• 其他基于 IP 的封装，如通用路由封装 （GRE） 或虚拟可扩展局域网 （VXLAN），仅支持两层层次结构，一个用于传输隧道，一个用于元数据。使用虚拟服务器意味着您需要多个层次结构级别。例如，架顶式 （ToR） 需要一个标签，出口端口需要一个用于识别服务器的标签，虚拟服务器需要一个标签。

为什么不使用 MPLS？

没有协议可自动发现启用 MPLS 的节点。MPLS 协议仅交换 LSP 的标签值。它们不创建 LSP。

您必须逐个交换机构建 MPLS 网格。我们建议对此重复过程使用脚本。

MPLS 会向 BGP 隐藏次优拓扑，因为同一路由可能存在多个出口。

大型 LSP 受其遍历的电路的限制。您可以通过创建多个并行 LSP 来解决此问题。

如何配置 MPLS？

您必须为 MPLS 设置三种类型的交换机：

• 将边缘路由器/交换机 （LER） 或入口节点标记到 MPLS 网络。此交换机对数据包进行封装。

• 标签交换路由器/交换机（标签交换路由器）。在 MPLS 网络中传输 MPLS 数据包的一台或多台交换机。

• 出口路由器/交换机是在数据包离开 MPLS 网络之前移除最后一个标签的最终 MPLS 设备。

服务提供商 （SP） 将术语提供商路由器 （P） 用于仅执行标签交换的骨干路由器/交换机。SP 面向客户的路由器称为提供商边缘路由器 （PE）。每个客户都需要一个客户边缘路由器 （客户边缘） 来与 PE 通信。面向客户的路由器通常可以在将数据包传输到客户边缘之前终止 IP 地址、L3VPN、L2VPN/伪线和 VPLS。

• 配置 MPLS LER（入口）交换机和出换机
• 为 MPLS 配置 LSR

MPLS 协议有什么作用？

MPLS （MPLS） 是互联网工程任务组 （IETF） 指定的框架，用于对通过网络的流量进行指定、路由、转发和交换。此外，MPLS：

• 指定管理各种粒度流量的机制，例如不同硬件、计算机之间的流量，甚至不同应用之间的流量。

• 不受第 2 层和第 3 层协议的影响。

• 提供了一种方法，可以将 IP 地址映射到由不同数据包转发和数据包交换技术使用的简单、固定长度的标签。

• 与现有路由协议的接口，例如资源重新服务协议 （RSVP） 和开放最短路径优先 （OSPF）。

• 支持 IP、ATM 和帧中继第 2 层协议。

• 使用以下附加技术：

  • FRR：MPLS 快速重新路由可提前映射备用 LSP，从而改善故障期间的融合。

  • 链路保护/下一跳备份：为每个可能的链路故障创建一个旁路 LSP。

  • 节点保护/下一跳备份：为每个可能的交换机（节点）故障创建旁路 LSP。

  • VPLS：通过 MPLS 创建以太网多点交换服务并模拟 L2 交换机的功能。

  • L3VPN：基于 IP 的 VPN 客户可获得单独的虚拟路由域。

MPLS 如何与其他协议接口？

与 MPLS 配合使用的部分协议包括：

• RSVP-流量工程：资源预留协议 - 流量工程为 LSP 预留带宽。

• LDP：标签分发协议是用于分发 MPLS 数据包的事实上的协议，通常配置为 RSVP-流量工程内部的隧道。

• IGP：内部网关协议是一种路由协议。边缘路由器（PE 路由器）在自身之间运行 BGP，以交换外部（客户）前缀。边缘和核心 （P） 路由器运行 IGP（通常为 OSPF 或 IS-IS），以找到通往 BGP 下一跃点的最佳路径。P 路由器和 PE 路由器使用 LDP 交换已知 IP 前缀（包括 BGP 下一跃点）的标签。LDP 在网络核心中间接构建端到端 LSP。

• BGP：边界网关协议 （BGP） 允许进行基于策略的路由，使用 TCP 作为端口 179 上的传输协议以建立连接。Junos OS 路由协议软件包括 BGP 版本 4。您无需使用 MPLS 配置BGP---配置接口，LDP/RSVP 将建立标签和传输数据包的能力。BGP 自动确定数据包采用的路径。

• OSPF 和 IS-IS：这些协议用于在 MPLS PE 和客户边缘之间进行路由。开放最短路径优先 （OSPF） 可能是大型企业网络中使用最广泛的内部网关协议 （IGP）。IS-IS 是另一种链路状态动态路由协议，在大型服务提供商网络中较为常见。假设您要向客户运行 L3VPN，则在 PE 和客户边缘之间的 SP 边缘上，您可以将平台支持的任何协议作为 VRF 感知实例运行。

如果我使用过 Cisco MPLS，我需要了解什么？

Cisco 网络和瞻博网络使用不同的 MPLS 术语。

MPLS 的优势

与传统数据包转发相比，MPLS 具有以下优势：

• 可以为到达不同端口的数据包分配不同的标签。

• 到达特定提供商边缘 （PE） 交换机的数据包可以分配一个标签，该标签不同于通过其他 PE 交换机进入网络的同一数据包的标签。因此，可以轻松做出依赖于入口 PE 交换机的转发决策。

• 有时，希望强制数据包遵循在数据包进入网络时或之前明确选择的特定路由，而不是让数据包在数据包通过网络时遵循正常动态路由算法选择的路由。在 MPLS 中，标签可用于表示路由，这样数据包就不必携带显式路由的身份。

MPLS 和流量工程的其他优势

MPLS 是 Junos OS 流量工程架构的数据包转发组件。流量工程提供执行以下操作的功能：

• 绕过网络中的已知瓶颈或拥塞点路由主路径。

• 当主路径遇到单个或多个故障时，精确控制流量如何重新路由。

• 通过确保网络的某些子集不会被过度利用，而潜在替代路径沿线的其他网络子集则未得到充分利用，从而有效利用可用的聚合带宽和长距离光纤。

• 最大限度提高运维效率。

• 通过最大限度地减少数据包丢失、尽量减少长时间拥塞并最大限度地提高吞吐量，增强网络以流量为导向的性能特征。

• 增强支持多服务互联网所需的网络的统计绑定性能特征（如损耗比、延迟变化和传输延迟）。

支持的功能

本部分中的表格列出了 QFX 系列、EX4600、EX4650 交换机以及引入这些功能的 Junos OS 版本上支持的 MPLS 功能。 表 1 列出了 QFX10000 交换机的功能。 表 2 列出了 QFX3500、QFX5100、QFX5120、QFX5110、QFX5200、QFX5210 交换机的功能。表 3 列出了 EX4600 和 EX4650 交换机的功能。

QFX10000 交换机的 MPLS 限制

• 在部署为出口提供商边缘 （PE） 交换机的交换机上配置 MPLS 防火墙过滤器不起作用。

• 在层次结构级别配置[edit protocols mpls]该revert-timer语句不起作用。

• QFX10000 交换机不支持以下 LDP 功能：

  • LDP 多点

  • LDP 链路保护

  • LDP 双向转发检测 （BFD）

  • LDP 运营、行政和管理 （OAM）

  • 仅限 LDP 组播的快速重新路由 （MoFRR）

• 不支持 UNI 上的聚合伪线以太网接口。

• 以下项目不支持 MPLS-over-UDP 隧道：

  • MPLS TTL 传播

  • 隧道起点的 IP 分段

  • RSVP LSP 标签的 CoS 重写规则和优先级传播（仅限入口隧道）

  • 纯 IPv6

  • 组播流量

  • 隧道起点和端点上的防火墙过滤器

  • CoS 隧道端点

  注意：

  只有当相应的 RSVP-流量工程、LDP 或 BGP-LU 隧道不可用于目标路由时，才会创建 MPLS-over-UDP 隧道。

MPLS EX4600、EX4650、QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200 和 QFX5210 交换机的限制

• 不同交换机对 MPLS 的支持也有所不同。EX4600 交换机仅支持基本的 MPLS 功能，而 QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200 和 QFX5210 交换机则支持一些更高级的功能。有关详细信息，请参阅 QFX 系列和 EX4600 交换机上的 MPLS 功能支持 。

• 在 QFX5100 交换机上，使用 TCAM 规则在交换机上实施在 MPLS 核心上配置集成桥接和路由 （IRB） 接口。这是由于交换机上的芯片限制所致，而交换机只允许有限的 TCAM 空间。有 1K TCAM 空间分配给 IRB。如果存在多个 IRB，请确保交换机上有足够的可用 TCAM 空间。要检查 TCAM 空间，请参阅 从 Junos OS 12.2X50-D20 及更高版本在 QFX 设备中分配和验证 TCAM 过滤器空间分配和验证。

• （QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200、QFX5210、EX4600） flexible-ethernet-services 在某个接口上配置了封装，并且 vlan-bridge 在客户边缘连接的逻辑接口上启用了封装后，如果您同时在该接口的不同逻辑单元上启用了 VLAN CCC 封装，交换机将会丢包。只能配置以下组合之一，不能同时配置：

  或者：

• QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200 和 QFX5210 交换机不支持聚合以太网 （AE） 接口上的第 2 层电路。

• EX4600、EX4650、QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200 和 QFX5210 交换机不支持第 2 层电路本地交换。

• EX4600、QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200 和 QFX5210 交换机不依赖于在不同路由实例上配置的环路过滤器的 VRF 匹配。不支持每个路由实例的环路过滤器（例如 lo0.100、lo0.103、lo0.105），并且可能会导致不可预测的行为。建议仅将环路滤波器 （lo0.0） 应用于主路由实例

• 在 EX4600 和 EX4650 交换机上，当配置了对同一 IP 地址同时包含接受和拒绝条款的环路过滤器，并且如果 RSVP 数据包在源 IP 或目标 IP 中都有该 IP 地址，则即使接受条款的优先级高于拒绝条款，这些 RSVP 数据包也会被丢弃。根据设计，如果交换机收到带有 IP OPTION 的 RSVP 数据包，则该数据包将复制到 CPU，然后丢弃原始数据包。由于 RSVP 数据包已标记为丢弃，因此接受条款不会处理这些数据包，而拒绝条款将丢弃数据包。

• 在受链路保护的快速重新路由第 2 层电路上，您可能会看到 200 到 300 毫秒的流量融合延迟。

• 如果在 QFX 系列 交换机上或部署为BGP标签路由的路由反射器的 EX4600 交换机上配置带有BGP标签单播地址族（在 labeled-unicast 层次结构级别使用语句 [edit protocols bgp family inet] ），则路由反射器将选择路径，并播发单个最佳路径。这将导致 BGP 多路径信息丢失。

• 虽然支持 include-all 常规接口上的快速重新路由 （FRR），但不支持 FRR 的和 include-any 选项。请参阅 快速重新路由概述。

• 基于 IRB 的 MPLS 接口不支持 FRR。

• 不支持基于 MPLS 的电路交叉连接 （CCC），仅支持基于电路的伪线。

• 不支持在用户到网络接口 （UNI） 端口上为 L2 电路配置链路聚合组 （LAG）。

• 控制平面支持RSVP和发现中的MTU信令。但是，这不能在数据平面中强制实施。

• 使用基于 L2 电路的伪线，如果有多个等价 RSVP LSP 可用于到达 L2 电路邻接方，则会随机使用一个 LSP 进行转发。使用此功能为特定 L2 电路流量指定 LSP，以在 MPLS 核心中负载共享流量。

• 在部署为出口提供商边缘 （PE） 交换机的交换机上配置 MPLS 防火墙过滤器不起作用。

• 防火墙过滤器和监管器开启 family mpls 仅在充当 MPLS 网络中纯标签交换路由器 （LSR） 的 QFX5100 交换机上受支持。纯标签交换路由器是一种仅根据传入标签的指令切换路径的中转路由器。QFX5100 入口和出口提供商边缘 （PE） 交换机不支持防火墙过滤器和监管器 family mpls 。这包括执行倒数第二个跳跃弹出 （PHP） 的交换机。

• 在层次结构级别配置[edit protocols mpls]该revert-timer语句不起作用。

• 以下是 EX4600、EX4650、QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200 和 QFX5210 交换机的硬件限制：

  • 如果未完成标签交换，MPLS 边缘交换机最多支持推送三个标签。

  • 如果完成了标签交换，则 MPLS 边缘交换机最多支持推送两个标签。

  • 最多支持两个标签的线速弹出。

  • 支持全局标签空间，但不支持特定于接口的标签空间。

  • 单个标签不支持具有 BOS=1 的 PHY 节点上的 MPLS ECMP。

  • 采用 Broadcom 芯片的 QFX 系列交换机不支持对于具有不同 S 位（S-0 和 S-1）的同一标签的单独下一跃点。这包括 QFX3500、QFX3600、EX4600、QFX5100 和 QFX5200 交换机。

  • 在 EX4600、EX4650、QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200 和 QFX5210 交换机上，MPLS MTU 命令可能会导致意外行为，这是由于此平台上的 SDK 芯片组限制造成的。

• EX4600、EX4650、QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200 和 QFX5210 交换机不支持以下 LDP 功能：

  • LDP 多点

  • LDP 链路保护

  • LDP 双向转发检测 （BFD）

  • LDP 运营、行政和管理 （OAM）

  • 仅限 LDP 组播的快速重新路由 （MoFRR）

• EX4600、EX4650、QFX5100、QFX5110 或 QFX5120 不支持在同一物理接口上配置单元 family mpls 和配置单元 encapsulation vlan-bridge 。

QFX5100 虚拟机箱和虚拟机箱交换矩阵交换机的 MPLS 限制

QFX5100 VC 和 QFX5100 VCF 交换机不支持以下 MPLS 功能：

• 下一跳 LSP

• BFD，包括 BFD 触发的 FRR

• 基于 BGP 的 L2 VPN（参见 RFC 6624）

• VPLS

• 扩展 VLAN CCC

• 使用以太网 OAM 的伪线保护

• 伪线的本地交换

• 基于VCCV的伪线故障检测

• 采用 Broadcom 芯片组的 QFX 系列交换机不支持对于具有不同 S 位（S-0 和 S-1）的同一标签的单独下一跃点。这包括 QFX3500、QFX3600、EX4600、QFX5100 和 QFX5200 交换机。

QFX3500 交换机的 MPLS 限制

• 如果在 QFX 系列 交换机上或部署为BGP标签路由的路由反射器的 EX4600 交换机上配置BGP标签单播地址族（在 labeled-unicast 层次结构级别使用语句 [edit protocols bgp family inet] ），则路由反射器将选择路径，并播发单个最佳路径。这将导致 BGP 多路径信息丢失。

• 虽然支持 include-all 快速重新路由，但不支持快速重新路由的和 include-any 选项。有关详细信息，请参阅 快速重新路由概述 。

• 不支持基于 MPLS 的电路交叉连接 （CCC），仅支持基于电路的伪线。

• 控制平面支持RSVP和发现中的MTU信令。但是，这不能在数据平面中强制实施。

• 使用基于第 2 层 （L2） 电路的伪线，如果有多个等价 RSVP 标签交换路径 （LSP） 可用于到达 L2 电路邻接方，则会随机使用一个 LSP 进行转发。使用此功能为特定 L2 电路流量指定 LSP，以在 MPLS 核心中负载共享流量。

• 在部署为出口提供商边缘 （PE） 交换机的交换机上配置 MPLS 防火墙过滤器不起作用。

• 在层次结构级别配置[edit protocols mpls]该revert-timer语句不起作用。