MPLS 概述

为什么使用 MPLS？

MPLS 通过使用标签而不是转发表来减少转发表的使用。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 还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 而不是其他交换解决方案的部分原因是：

• MPLS 可以连接原本不兼容的不同技术---服务提供商在将客户端与其网络中的不同自治系统连接时会遇到此兼容性问题。此外，MPLS 还具有一项称为“快速重新路由”的功能，可为路径提供备用备份，这可以防止在交换机发生故障时网络降级。

• 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），仅支持两级层次结构，一个用于传输隧道，另一个用于元数据。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，标识服务器的出口端口需要一个标签，虚拟服务器需要一个标签。

为什么不使用 MPLS？

没有自动发现启用 MPLS 的节点的协议。MPLS 协议只是交换 LSP 的标签值。它们不会创建 LSP。

您必须逐个交换机构建 MPLS 网格。我们建议为此重复过程使用脚本。

MPLS 对 BGP 隐藏次优拓扑，其中同一路由可能存在多个出口。

大型 LSP 受到其遍历电路的限制。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：

• 标记边缘路由器/交换机 （LER） 或 MPLS 网络的入口节点。此交换机封装数据包。

• 标签交换路由器/交换机 （LSR）。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） 使用术语提供商路由器 （P） 来指仅执行标签交换的主干路由器/交换机。SP 上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 （CE） 才能与 PE 通信。面向客户的路由器通常可以在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？

多协议标签交换 （MPLS） 是互联网工程任务组 （IETF） 指定的框架，用于指定、路由、转发和切换通过网络的流量。此外，MPLS：

• 指定用于管理各种粒度的流量的机制，例如不同硬件、计算机之间的流量，甚至是不同应用程序之间的流量。

• 独立于第 2 层和第 3 层协议。

• 提供一种将 IP 地址映射到不同数据包转发和数据包交换技术使用的简单、固定长度标签的方法。

• 与现有路由协议的接口，例如资源再服务协议 （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：

  • 财务报告：MPLS 快速重新路由通过提前映射备用 LSP，改善故障期间的收敛。

  • 链路保护/下一跃点备份：为每个可能的链路故障创建一个旁路 LSP。

  • 节点保护/下一跃点备份：为每个可能的交换机（节点）故障创建一个旁路 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 客户可以获得单独的虚拟路由域。

MPLS 如何与其他协议接口？

使用 MPLS 的一些协议包括：

• RSVP-TE：资源预留协议 - 流量工程为 LSP 预留带宽。

• 自民党：标签分发协议是用于分发 MPLS 数据包的事实协议，通常配置为在 RSVP-TE 内部建立隧道。

• IGP：内部网关协议是一种路由协议。边缘路由器（PE 路由器）在它们之间运行 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），以找到通向 BGP 下一跃点的最佳路径。P 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 跨网络核心间接构建端到端 LSP。

• 边界网关协议：边界网关协议 （BGP） 允许进行基于策略的路由，使用 TCP 作为其在端口 179 上的传输协议来建立连接。Junos OS 路由协议软件包括 BGP 版本 4。您未使用 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 会自动确定数据包采用的路由。

• OSPF 和 ISIS：这些协议用于 MPLS PE 和 CE 之间的路由。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更为常见。假设您正在向客户运行 L3VPN，那么在 PE 和 CE 之间的 SP 边缘，您可以将您的平台支持的任何协议作为 VRF 感知实例运行。

如果我使用过思科 MPLS，我需要了解什么？

思科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：

• 到达不同端口的数据包可以分配不同的标签。

• 可以为到达特定提供商边缘 （PE） 交换机的数据包分配一个标签，该标签不同于通过不同 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，最好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，而不是让它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，以便数据包无需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：

• 绕过网络中已知瓶颈或拥塞点路由主路径。

• 精确控制当主路径面临单个或多个故障时如何重新路由流量。

• 通过确保网络的某些子集未被过度利用，而沿潜在备用路径的其他网络子集未得到充分利用，从而有效地利用可用聚合带宽和长距离光纤。

• 最大限度提高运营效率。

• 通过最大限度地减少数据包丢失、最大限度地减少长时间的拥塞和最大化吞吐量，增强网络面向流量的性能特征。

• 增强支持多业务互联网所需的网络统计绑定性能特征（如丢失率、延迟变化和传输延迟）。

支持的功能

本节中的表列出了 QFX 系列、EX4600、EX4650 交换机以及引入这些功能的 Junos OS 版本支持的 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[edit protocols mpls]层次结构级别配置语句不起作用revert-timer。

• 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）

  • LDP 仅组播快速重新路由 （MoFRR）

• 不支持 UNI 上的聚合伪线以太网接口。

• 以下各项不支持基于 UDP 的 MPLS 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）

  • 普通 IPv6

  • 组播流量

  • 隧道起点和终点上的防火墙过滤器

  • CoS 隧道端点

  注：

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

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

• MPLS 支持因交换机而异。EX4600 交换机仅支持基本 MPLS 功能，而 QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200 和 QFX5210 交换机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 规则在交换机上配置 MPLS 核心上的集成桥接和路由 （IRB） 接口。这是由于交换机上的芯片限制造成的，它只允许有限的TCAM空间。为IRB分配了1K TCAM空间。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 Junos OS 12.2x50-D20 及更高版本的 QFX 设备中的 TCAM 过滤器空间分配和验证。

• （QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200、QFX5210、EX4600）在接口上配置封装并在 vlan-bridge CE 连接的逻辑接口上启用封装时flexible-ethernet-services ，如果在同一接口的不同逻辑单元上也启用了 VLAN CCC 封装，交换机将丢弃数据包。只能配置以下组合之一，不能同时配置两者：

  或：

• 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（如 lo0.100、lo0.103、lo0.105）的环路过滤器，这可能会导致不可预测的行为。我们建议您仅将环路过滤器 （lo0.0） 应用于主路由实例

• 在 EX4600 和 EX4650 交换机上，如果配置了同时针对同一 IP 地址的接受和拒绝术语的环路过滤器，并且如果 RSVP 数据包在源 IP 或目标 IP 中具有该 IP 地址，则即使接受术语的优先级高于拒绝术语，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，则会将该数据包复制到 CPU，然后丢弃原始数据包。由于 RSVP 数据包被标记为丢弃，因此接受术语不会处理这些数据包，拒绝术语将丢弃数据包。

• 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 毫秒的流量收敛延迟。

• 如果在 QFX 系列交换机或部署为 BGP 标记路由的路由反射器的 EX4600 交换机上配置 BGP 标记的单播地址族（在 labeled-unicast 层次结构级别使用 [edit protocols bgp family inet] 语句），则将在路由反射器上进行路径选择，并通告单个最佳路径。这将导致 BGP 多路径信息丢失。

• 尽管常规接口上支持快速重新路由 （FRR），但 include-all 不支持 FRR 的和 include-any 选项。请参阅 快速重新路由概述。

• 基于 IRB 接口的 MPLS 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 L2 电路的用户到网络接口 （UNI） 端口上配置链路聚合组 （LAG）。

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

• 对于基于 L2 电路的伪线，如果有多个等价 RSVP LSP 可用于到达 L2 电路邻居，则随机使用一个 LSP 进行转发。使用此功能可为特定 L2 电路流量指定 LSP，以负载共享 MPLS 核心中的流量。

• 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。

• 仅在 MPLS 网络中充当纯标签交换路由器 （LSR） 的 QFX5100 交换机上支持启用 family mpls 防火墙过滤器和监管器。纯 LSR 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） 交换机不支持启用 family mpls 防火墙过滤器和监管器。这包括执行倒数第二跳弹出 （PHP） 的交换机。

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

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

  • 如果未进行标签交换，MPLS 边缘交换机最多支持推送三个标签。

  • 如果完成标签交换，MPLS 边缘交换机最多支持推送两个标签。

  • 最多支持两个标签以线速弹出。

  • 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 BOS=1 的 PHY 节点上的 MPLS ECMP。

  • 采用 Broadcom 芯片的 QFX 系列交换机不支持具有不同 S 位（S-0 和 S-1）的同一标签的单独下一跃点。其中包括 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，这是因为此平台上的 SDK 芯片组限制。

• 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）

  • LDP 仅组播快速重新路由 （MoFRR）

• EX4600、EX4650、QFX5100、QFX5110 或 QFX5120 不支持在同一物理接口上配置带 family mpls 和带 encapsulation vlan-bridge 的设备。

QFX5100虚拟机箱和虚拟机箱结构交换机的 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（请参阅 RFC 6624）

• VPLS

• 扩展 VLAN CCC

• 使用以太网 OAM 的伪线保护

• 伪线的本地切换

• 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具有不同 S 位（S-0 和 S-1）的同一标签进行单独的下一跃点。这包括 QFX3500、QFX3600、EX4600、QFX5100 和 QFX5200 交换机。

QFX3500交换机的 MPLS 限制

• 如果在 QFX 系列交换机或部署为 BGP 标记路由的路由反射器的 EX4600 交换机上配置 BGP 标记的单播地址族（在 labeled-unicast 层次结构级别使用 [edit protocols bgp family inet] 语句），则将在路由反射器上进行路径选择，并通告单个最佳路径。这将导致 BGP 多路径信息丢失。

• 尽管支持快速重新路由，但不支持用于快速重新路由的 include-all 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 中的 MTU 信令和发现。但是，这不能在数据平面中强制实施。

• 对于基于第 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 电路邻居，则随机使用一个 LSP 进行转发。使用此功能可为特定 L2 电路流量指定 LSP，以负载共享 MPLS 核心中的流量。

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