MPLS TEWord下载.docx

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MPLSTE使用CSPF（Constraint-basedShortestPathFirst，基于约束的最短路径优先）算法计算出到达某个节点的计算出到达某个节点的满足TE属性要求的最短路径。

CSPF算法是从SPF算法衍生来的，CSPF有两个输入条件：

●需要建立的LSP的带宽、着色、抢占/保持优先级、显式路径等约束条件，这些都在LSP的入口处配置；

●流量工程数据库TEDB。

CSPF的计算过程就是针对LSP要求，先对TEDB中的链路进行剪切，把不满足TE属性要求的链路剪掉；

再采用SPF算法，寻找一条到LSPegress节点的满足TE属性要求的最短路径。

3.建立路径

支持建立LSP隧道的信令包括CR-LDP和RSVP-TE。

它们都能够携带LSP的带宽、部分显式路由、着色等约束参数，两者完成的功能是一样的。

从内部实现来看，CR-LDP通过TCP建立LSP，RSVP-TE则通过RawIP建立LSP连接。

RSVP技术经历了多年的发展，其体系结构、协议规程与对各种业务的支持机制相对比较成熟；

CR-LDP则是新技术，在可扩展性方面优势明显。

目前设备支持使用CR-LDP和RSVP-TE两种信令协议。

4.转发报文

使用建立的隧道转发报文。

1.1.4CR-LSP

基于一定约束条件建立的LSP称为CR-LSP，与普通LSP不同，CR-LSP的建立不仅依赖路由信息，还需要满足其他一些条件，比如指定的带宽、选定的路径或QoS参数。

建立和管理约束条件的机制称为CR（Constraint-basedRouting，基于约束的路由）。

下面对CR的主要内容进行简单介绍。

1.严格显式路由与松散显式路由

●如果约束信息是对沿途LSR的精确指定，建立的LSP称为严格的显式路由（StrictExplicitRoute）；

●如果约束信息是对选择下游LSR时的模糊限制，建立的LSP称为松散的显式路由（LooseExplicitRoute）。

2.流量参数

路径的流量参数有三个：

峰值速率（peakrate）和承诺速率（committedrate），描述路径本身对带宽的约束；

另外一个是服务粒度（servicegranularity）。

3.抢占

如果在建立CR-LSP的过程中，无法找到满足所需带宽要求的路径，一种解决方法是拆除另外一条已经建立的路径，占用为它分配的带宽资源，这种处理方式称为抢占（Preemption）。

CR-LSP使用两个优先级属性来决定是否可以进行抢占：

建立优先级（SetupPriority）和保持优先级（HoldingPriority）。

建立优先级和保持优先级的取值范围都是0～7，数值越小则优先级越高。

抢占由RSVP-TE的Resv消息发起。

当新建一条路径Path1时，如果需要与已建立的路径Path2争夺资源，只有当Path1的建立优先级高于Path2的保持优先级时，Path1才能抢占成功。

因此，为保证CR-LSP能够正确建立，建立优先级不能高于保持优先级，否则可能会导致LSP间无穷尽的互相抢占，造成振荡。

4.路由固定（RoutePinning）

CR-LSP创建成功后，不随路由变化而变化的特性叫做路由固定。

当某个网络未运行IGPTE时，网络管理员不能确定网络上的哪些地方可以获得带宽，这时需要选择具有所需带宽的松散ER-hop（ExplicitRoute）来创建CR-LSP，但这些CR-LSP将会随路由变化而变化。

当路由变化时，比如出现了一个更好的下一跳，已建立的CR-LSP也将会随之改变。

如果不希望使用松散路由建立的CR-LSP随路由变化而改变，网络管理员可以在CR-LSP创建成功时把这些CR-LSP配置成永久性的，不随路由变化而变化。

5.管理组和亲和属性

MPLSTE隧道的亲和属性决定隧道使用的链路属性，亲和属性与链路管理组配合，确定隧道可以使用哪些链路。

6.重优化

流量工程是系统规划网络资源使用的过程。

根据用户需求可以配置流量工程，提供要求的QoS。

服务提供商通常利用一定的机制去优化CR-LSP，以优化网络资源使用。

一种方法是人工配置，但是需要服务提供商进行测量和对CR-LSP微调。

使用MPLSTE则能够动态优化CR-LSP，从而节省人力。

动态优化CR-LSP即定期重计算CR-LSP穿越的路由。

如果重计算的路由优于当前路由，则创建一条新的CR-LSP，为之分配新路由，并将业务从旧的CR-LSP切换至新的CR-LSP，删除旧CR-LSP。

1.1.5CR-LDP

CR-LDP（Constraint-basedRoutedLabelDistributionProtocol，基于约束路由的LDP）是对普通LDP的扩展，在MPLSTE中用于从Ingress节点到Egress节点建立一条显式路径，并在此路径上进行资源的预留。

所谓CR-LDP，是指入口节点在发起建立LSP时，在标签请求消息中对LSP路由附加一定的约束信息。

1.1.6RSVP-TE

1.RSVP-TE概述

现在使用两种QoS体系：

IntServ（IntegratedService，综合业务模型）和DiffServ（DifferentiatedService，区分业务模型）。

RSVP（ResourceReservationProtocol，资源预留协议）是为IntServ（IntegratedService，综合业务模型）而设计的，用于在一条路径的各节点上进行资源预留。

RSVP工作在传输层，但不参与应用数据的传送，是一种Internet上的控制协议，类似于ICMP。

简单来说，RSVP具有以下几个主要特点：

●单向；

●面向接收者，由接收者发起对资源预留的请求，并维护资源预留信息；

●使用“软状态”（softstate）机制维护资源预留信息。

RSVP经扩展后可以支持MPLS标签的分发，并在传送标签绑定消息的同时携带资源预留信息，这种扩展后的RSVP称为RSVP-TE，作为一种信令协议用于在MPLSTE中建立LSP隧道。

2.RSVP-TE基本概念

（1）软状态

“软状态”是指在RSVP-TE中，通过消息的定时刷新来维持节点上的资源预留状态。

资源预留状态包括由Path消息创建的路径状态（pathstate）和由Resv消息创建的预留状态（reservationstate）。

这两种状态分别由Path消息和Resv消息定时刷新。

对于某个状态，如果连续没有收到刷新消息，这个状态将被删除。

（2）资源预留类型

使用RSVP-TE建立的LSP都具有某种资源预留类型（reservationstyle），在建立RSVP会话时，由接收者决定此会话使用哪种预留类型，从而决定可以使用哪些LSP。

目前设备支持以下两种预留类型：

●FF（Fixed-Filterstyle）：

固定过滤器类型。

为每个发送者单独预留资源，不能与同一会话中其他发送者共享资源。

●SE（Shared-Explicitstyle）：

共享显式类型。

为同一个会话的发送者建立一个预留，可以共享资源。

由于目前同一会话不能同时存在多条LSP，SE资源预留方式主要用于中断前建立（make-before-break）。

3.make-before-break

make-before-break是指一种可以在尽可能不丢失数据，也不占用额外带宽的前提下改变MPLSTE隧道属性的机制。

图1-1make-before-break示意图

在图1-1中，假设需要建立一条RouterA到RouterD的路径，保留30M带宽，开始建立的路径是RouterA→RouterB→RouterC→RouterD。

现在希望将带宽增大为40M，RouterA→RouterB→RouterC→RouterD路径不能满足要求。

而如果选择RouterA→RouterE→RouterC→RouterD，则RouterC→RouterD也存在带宽不够的问题。

采用make-before-break机制，新建立的路径在RouterC→RouterD可以共享原路径的带宽，新路径建立成功后，流量转到新路径上，之后拆除原路径，从而有效地避免了流量中断。

4.RSVP-TE消息类型

RSVP-TE使用RSVP的消息类型，并进行了扩展。

RSVP使用以下消息类型：

●Path消息：

由发送者沿数据报文传输的方向向下游发送，在沿途所有节点上保存路径状态（pathstate）。

●Resv消息：

由接收者沿数据报文传输的方向逆向发送，在沿途所有节点上进行资源预留，并创建和维护预留状态（reservationstate）。

●PathTear消息：

此消息产生后马上向下游发送，并立即删除沿途节点的路径状态和相关的预留状态。

●ResvTear消息：

此消息产生后马上向上游发送，并立即删除沿途节点的预留状态。

●PathErr消息：

如果在处理Path消息的过程中发生了错误，就会向上游发送PathErr消息，PathErr消息不影响沿途节点的状态，只是把错误报告给发送者。

●ResvErr消息：

如果在处理Resv消息的过程中发生了错误，或者由于抢占导致预留被破坏，就会向下游节点发送ResvErr消息。

●ResvConf消息：

该消息发往接收者，用于对预留消息进行确认。

●Hello消息：

在两个直连的RSVP邻居之间建立和维持链路局部的邻居关系。

RSVP的TE扩展主要是在其Path消息和Resv消息中增加新的对象，新增对象除了可以携带标签绑定信息外，还可以携带对LSR在沿途寻找路径时的限制信息，从而支持CR-LSP的功能，并支持FRR。

●Path消息新增的对象包括：

LABEL_REQUEST、EXPLICIT_ROUTE、RECORD_ROUTE和SESSION_ATTRIBUTE。

●Resv消息新增的对象包括：

LABEL和RECORD_ROUTE。

LABEL_REQUEST对象包含在Path消息中，为LSP请求标签绑定，该对象也保存在路径状态块PSB（PathStateBlock）中。

接收到该对象的节点将分配的标签通过Resv消息中的LABEL对象通知上游节点，从而完成标签的发布和传递。

5.建立LSP隧道

图1-2是使用RSVP建立LSP隧道的示意图。

图1-2建立LSP隧道

使用RSVP建立LSP隧道的过程可以简单描述为：

（1）IngressLSR产生携带标签请求信息的Path消息，沿着通过CSPF计算出的路径逐跳发送给EgressLSR；

（2）EgressLSR收到Path消息后，产生携带预留信息和标签的Resv消息，沿着Path消息发送的相反路径逐跳返回IngressLSR，同时，Resv消息在沿途的LSR上进行资源预留；

（3）当IngressLSR收到Resv消息时，LSP建立成功。

采用RSVP-TE建立的LSP具有资源预留功能，沿途的LSR可以为该LSP分配一定的资源，使在此LSP上传送的业务得到保证。

6.RSVP刷新机制

RSVP通过Refresh消息来维护路径和预留状态，Refresh消息不仅用于在RSVP邻居节点进行状态同步，也用于恢复丢失的RSVP消息。

Refresh消息并不是一种新的消息，它是以前发布过的消息的再次传送，Refresh消息中携带的主要信息和传送时使用的路径都与它要刷新的消息完全一致。

只有Path消息和Resv消息才可能是Refresh消息。

由于Refresh消息是定时发送的，当网络中的RSVP会话比较多时，Refresh消息会加重网络负载；

而对于时延敏感的应用，当消息丢失时，等待通过Refresh消息恢复的时间可能无法接受。

简单地调整刷新间隔并不能同时解决这两类问题。

RFC2961（RSVPRefreshOverheadReductionExtensions）定义了几种新的扩展机制，用于解决Refresh消息带来的上述问题。

（1）Message_ID扩展

RSVP本身使用RawIP发送消息，RFC2961中定义的Message_ID扩展机制增加了可以在RSVP消息中携带的对象，其中，Message_ID和Message_ID_ACK对象用于RSVP消息确认，从而提高RSVP消息发送的可靠性。

在接口使能Message_ID机制后，可以配置重传功能，设定RSVP消息的重传参数。

如果在重传初始时间间隔内（假设为Rf秒），没有收到应答消息ACK，经过（1＋Delta）×

Rf秒后，将重传此消息。

（2）摘要刷新扩展

摘要刷新Srefresh（SummaryRefresh）可以不传送标准的Path或Resv消息，而仍能实现对RSVP的状态刷新，从而可以减少网络上的Refresh消息流量，并加快节点对这类消息的处理速度。

摘要刷新扩展需要与Message_ID扩展配合使用。

只有那些已经被包含Message_ID对象的Path和Resv消息发布过的状态才能使用摘要刷新扩展机制刷新。

7.PSB、RSB与BSB的超时

为建立LSP，发送者在Path消息中携带LABEL_REQUEST对象，接收者收到带有LABEL_REQUEST对象的Path消息后，就会分配一个标签，并将标签放在Resv消息的LABEL对象中。

LABEL_REQUEST对象保存在上游节点的PSB（PathStateBlock，路径状态块）中，LABEL对象则保存在下游节点的RSB（ReservationStateBlock，预留状态块）中。

当连续未收到刷新消息的次数超过PSB或RSB的超时倍数（当达到此数值时即为超时）时，PSB或RSB中相应的状态将被删除。

假设有一个资源预留请求，在某些节点上没有通过准入控制，有时可能不希望立即删除这个请求的状态，但这个请求也不应该阻止其他请求使用它预留的资源。

这种情况下，节点将进入阻塞状态（BlockadeState），在下游节点生成BSB（BlockadeStateBlock，阻塞状态块）。

当连续未收到刷新消息的次数超过阻塞状态超时倍数时，BSB中相应的状态被删除。

8.RSVP-TEGR

有关GR（GracefulRestart，平滑重启）的原理介绍请参见“系统分册”中的“GR概述”。

RSVP-TEGR功能依赖于RSVP-TE的Hello扩展能力，通过扩展的RSVPHello报文向邻居通告自己的GR能力和相关时间参数。

设备和邻居如果都具备RSVPGR能力，那么在完成GR参数的交互后，就可以在检测到对方发生GR重启时，充当对方的GRHelper，保证在GRRestarter重启的过程中，数据转发不会中断。

当GRRestarter发生重启时，GRHelper连续丢失的Hello报文次数超过了配置的值，由此判定GRRestarter发生了重启。

此时GRHelper会保留与该邻居相关的软状态信息，并保持向对方周期性发送Hello报文，直到重启定时器（RestartTimer）超时。

在重启定时器超时前，如果GRHelper邻居和GRRestarter重新建立了Hello会话协商，那么启动恢复定时器，并触发信令报文交互以恢复原有的软状态；

否则，将删除与该邻居相关的所有RSVP软状态信息和转发表项。

如果恢复定时器超时，则删除那些在GR恢复过程中没有恢复的软状态和表项信息。

分布式且支持主备倒换的设备在使能RSVP-TEGR能力之后，可以同时充当GRRestarter和GRHelper；

集中式设备以及分布式但无备用主控板的设备在使能GR能力之后，只能充当GRHelper。

1.1.7流量转发

当MPLSTE隧道建立之后，如果不配置流量沿隧道转发，缺省的情况下依然会沿IP路由转发。

配置流量沿隧道转发有如下三种方法：

1.静态路由

使用静态路由转发流量，是最简便的方法，因为Tunnel的接口地址通常情况下不会发布到IGP中。

这时候通过定义一条通过Tunnel接口到达目的网络地址的静态路由，就把流量引入到MPLSTE隧道上进行转发。

有关静态路由的介绍请参见“IP路由分册”中的“静态路由配置”。

2.策略路由

使用基于策略的路由（Policy-basedrouting，PBR），通过Tunnel接口的流量需要通过ACL定义策略，如果匹配该流量，将下一跳的接口指向Tunnel，在流量的入接口应用策略路由，就把流量引入到MPLSTE隧道上进行转发。

有关策略路由的介绍请参见“IP路由分册”中的“IP单播策略路由配置”。

3.自动路由发布

自动路由发布会将Tunnel的接口发布到IGP路由中，这样流量都会通过MPLSTE隧道转发。

自动路由发布包括两种：

IGPShortcut与转发邻接。

OSPF和IS-IS支持IGPShortcut和转发邻接特性，可以使用TETunnel作为出接口。

在这种应用中，TETunnel被看做点到点链路。

IGPShortcut特性也称为自动路由宣告（AutoRouteAnnounce），该特性将TETunnel看作直接与目的地址相连的逻辑接口，计算该TETunnel隧道入口设备的IGP路由。

IGPShortcut和转发邻接的区别在于：

●在IGPShortcut应用中，使能此特性的设备使用TETunnel作为出接口，但它不将这条路由发布给邻居设备，因此，其他设备不能使用此TETunnel。

●如果配置了转发邻接，则使能此特性的设备在使用TETunnel作为出接口的同时，也将这条TETunnel发布给邻居设备，因此，其他设备能够使用此TETunnel。

图1-3IGPShortcut与转发邻接示意图

在图1-3中，RouterD到RouterC之间有一条TETunnel，IGPShortcut只能使入节点RouterD在计算IGP路由时利用这条隧道，RouterA并不能利用这条隧道到达RouterC。

如果配置了转发邻接特性，则RouterA也能够知道这条TETunnel的存在，从而可以利用该隧道将到RouterC的流量转发到RouterD上。

IGPShortcut和转发邻接包括Tunnel上的配置和IGP本身的配置两部分。

Tunnel接口上的配置需要注意：

●Tunnel接口的目的地址应该属于使能相应特性的区域内；

●Tunnel接口的目的地址可通过区域内路由到达。

1.1.8自动带宽调整

流量工程要求在环境发生变化时能够动态分配资源，并且不中断业务。

这通常是由于：

用户最初不能确定有多少业务需要通过服务提供商的网络传输，他们更愿意为已经使用的带宽付费。

因此，服务提供商需要具备这样一种功能：

CR-LSP能在最初时为用户请求带宽建立流量工程隧道；

当用户业务增多时，自动调整分配给这些CR-LSP的带宽。

MPLSTE的自动带宽调整特性可以实现此功能，这一特性基于测量的业务量动态调整为流量工程隧道分配的带宽。

1.1.9CR-LSP备份

CR-LSP备份是一种端到端的路径保护（PathProtection，end-to-endprotection），对整条LSP提供保护，而FRR则是一种局部保护措施，只能保护LSP中的某条链路和某个节点。

并且，FRR是一种快速响应的临时性保护措施，对于切换时间有严格要求，LSP备份则没有时间要求。

同一条隧道下对主LSP进行路径备份的LSP称为备份路径。

当Ingress感知到主LSP不可用时，将流量切换到备份路径上，当主LSP路径恢复后再将流量切换回来，以实现对主LSP路径的备份保护。

有两种备份方法：

●热备份：

创建主CR-LSP后随即创建备份CR-LSP。

主CR-LSP失效时，通过MPLSTE直接将业务切换至备份CR-LSP。

●普通备份：

指主CR-LSP失效后创建备份CR-LSP。

1.1.10快速重路由

1.快速重路由概述

快速重路由FRR（FastReRoute），是MPLSTE中实现网络局部保护的技术。

FRR的切换速度可以达到50ms，能够最大程度减少网络故障时数据的丢失。

对LSP配置FRR功能后，当LSP上的某条链路或某个节点失效时，流量会被切换到保护链路上，同时LSP头节点尝试建立新的LSP。

2.基本概念

下面介绍FRR中的几个概念：

●主LSP：

被保护的LSP。

●BypassLSP：

旁路LSP，保护主LSP的LSP。

●PLR（PointofLocalRepair）：

本地修复节点。

BypassLSP的头节点，必须在主LSP的路径上，并且不能是主LSP的尾节点。

●MP（MergePoint）：

汇聚点。

BypassLSP的尾节点，必须在主LSP的路径上，并且不能是主LSP的头节点。

3.保护方式

根据保护的对象不同，FRR分为两类：

●链路保护：

PLR和MP之间有直接链路连接，主LSP经过这条链路。

当这条链路失效时，流量可以切换到BypassLSP上。

如图1-4所示，主LSP是RouterA→RouterB→RouterC→RouterD，BypassLSP是RouterB→RouterF→RouterC。

图1-4FRR链路保护示意图

●节点保护：

PLR和MP之间通过一台设备连接，主LSP经过这台设备。

当这台设备失效时，流量可以切换到BypassLSP上。

如图1-5所示，主LSP是RouterA→RouterB→RouterC→RouterD→RouterE，BypassLSP是RouterB