MPLS TE流量工程笔记.doc

一、TE的需求1、ip转发：1根据最小度量值转发2仅根据目的转发，只要是相同目的网段的报文，经过路由表的查找，报文总是会沿同一条链路转发。2、mplste解决的问题：1提高流量在网络扩散的效率，避免链路使用不充分和使用过度；2te考虑了配置（静态）在链路上的带宽；3te考虑链路的属性参数（延迟、延迟抖动）；4te可以自适应来改变链路的带宽和属性参数；5te的负载使用基于源的路由，不是基于目的ip。3、基于源的路由：Mpls的转发是根据标签的，一条数据沿着lsp从上游到达下游。也就是说，数据在上游路由器上打上标签之后，后面的转发完全是标签转发。R6_R2_/R1R5/_R3_R4_/R7在上图中，假设路径的开销都相同。1在ip路由的情况下，R6、R7要访问R5时只会有一条路径（R1R2R5），R1识别不了数据源是来自R6还是R7。2在mpls情况下，可以分别为R6和R7访问R5的流量设置两条LSP，一条使用链路R1R2R5，另一台使用R1R3R4R5。R1可以根据不同的标签识别报文属于是那条LSP。（这个需求是IP路由做不到的）4、mplste的特点：1只要存在lsp的网络都可以使用mplste2因为首端lsr需要了解带宽和其他参数，所以用于mplste端点（首、尾）的路由协议必须是链路状态协议。3区域内的所有router都对拓扑有全面的了解。这样首端LSR就知道如何安排使用基于MPLSTE的lsp了。Mplste的lsp叫做mplste隧道。4TE隧道是单向的（因为LSP是单向的），只需要在首端路由器上配置即可。5TE隧道必须要有信号穿越。二、MPLSTE的实施1、MPLSTE正常工作的必要条件：1链路的限制（每条链路支持的最大流量和链路所能使用的TE隧道）；2TE信息分发（通过启动了MPLSTE的链路状态路由协议来实现）；3一种用来计算从首端LSR到尾端LSR的最优路径算法（PCALC或者CSPF）4一种用户在穿越网络的TE隧道中发信号的信令协议(CR-LDP或者RSVP)5将流量转发至TE隧道。2、MPLSTE的简要建立步骤：1定义mplste资源信息。lTE度量值l最大带宽l最大可预留带宽l不可预留带宽l管理组2使用动态路由协议的扩展来通告TE资源信息（OSPF、ISIS）。路由器会根据动态路由协议发送的TE信息构建一个TE数据库。3使用路径算法（CSPF、PCALC）来计算TE数据库，路径算法会匹配满足TE隧道资源限制的所有路径，从中选出最短的一条显式路径。（在首端路由器上进行）。4标签分发、构建TELSP(RSVP)。首端路由器发送rsvppath消息沿着步骤3中计算出来的路径直到尾端路由器（带标签请求），尾端路由器回复rsvpresv延原路返回构建便签映射和资源预留。5使用TE隧道来转发流量。（可根据静态路由、动态发布、路由策略等将流量引入MPLSTE隧道）。3、MPLSTE资源信息：（均在接口下配置，也就是为了mpls隧道的路径选择设置匹配条件）lTE度量值：CSPF在计算TE隧道路径时所使用的度量值。默认情况下，TE使用IGP的度量值，但是如果在接口上配置了TE度量值，则优先TE度量值。l最大带宽：TE隧道可以使用的带宽上限值(通常是接口带宽)。l最大可预留带宽：能够分配给TE隧道的带宽。l不可预留带宽：是提供给TE隧道后剩下的带宽，即最大带宽减去可预留带宽。l管理组：32比特位，可以任意设置，0x0-0xffffffff不等。用户可以根据链路的任何特征或者随意定义管理组的值。该值与TE隧道tunnel下的亲和属性相对应，亲和属性由0x0-0xffffff的属性值与掩码0x0-0xffffffff组成，每一位代表一个属性，掩码0表示不关心该属性，1表示关心该属性。TEtunnel的亲和属性和掩码决定了隧道关心哪些属性，再通过接口配置的管理组的值来匹配亲和属性从而影响LSP的链路选择。l以上的度量值的变化是向后兼容的，并不是网络中所有的设备的IGP都必须理解这些度量值的变化，若设备自身不理解，那么会忽略这些变化。三、IGP通告TE资源信息4、OSPF针对mplste的扩展（RFC2370）1OSPF定义了三类迟钝LSA：type9、type10、type11。三者的唯一区别在于洪范的范围不同。lType9：只在本地链路洪范。lType10：在整个ospf区域洪范。lType11：在整个ospf域（自治系统）内洪范。MPLSTE使用Type10的LSA来为区域内的MPLSTE工作。2OSPF新增了选项字段来说明设备是否支持opaquelsa。+-+|*|O|DC|EA|N/P|MC|E|*|+-+注：Option字段总共6bit。存在于hello、dd报文和lsa中。3OpaqueLSA的头格式4OpaqueLSA的LSA_ID前8bit是类型字段，mplste应用固定为1。后24bit为LSAID的值，最大值16777216，所以一个路由器最多维护16777216条opaquelsa。5有效载荷playload（TLV）lTYPE：固定2个字节，取值1或2Type=1代表是routeraddressTLV，代表生成te信息路由器的id，通常使用loopback地址。Type=2代表是linkTLV，表示te的链路信息和约束信息。类型2下还有9个子类型。lLength:固定2个字节，表示Value域的长度。lValue：必须是4个8位组为一组，也就是说长度为8字节的整数，不够则填充。当type=1时，值域是4字节的ip地址。Type=2时，是变长的子TLV。6链路TLV链路TLV具有如下子TLV：1-Linktype(1octet)2-LinkID(4octets)3-LocalinterfaceIPaddress(4Noctets)4-RemoteinterfaceIPaddress(4Noctets)5-Trafficengineeringmetric(4octets)6-Maximumbandwidth(4octets)7-Maximumreservablebandwidth(4octets)8-Unreservedbandwidth(32octets)9-Administrativegroup(4octets)子TLV类型依次为19。长度为后面的多少个8位组。lLink-type：1-Point-to-point2-Multi-accesslLink-ID：1、当为点到点链路时，link-ID为对端设备的RouteID。2、为点到多点链路时，link-ID为对端设备的接口地址。lLocalinterfaceIpaddress代表这条链路上使用哪些本地地址与链路对端通信，如果有多个地址，那么这下地址会全部记录在这个sub-tlv中。lRemoteInterfaceIPAddress代表链路对端的ip地址，与链路本地地址一起使用，用来唯一确定一条链路，另一种说法是识别两个设备之间相似链路。如果是点到点，该值为具体的对端ip地址，可以是多个。如果是点到多点，该值为0.0.0.0，或者忽略掉此sub-TLV。lTrafficEngineeringMetric链路的开销，用于计算TE的开销，通常由管理员手工配置。lMaximumBandwidth该链路的这个接口上有多少带宽能够被使用，也就是接口的真实带宽。该值不可以被配置。lMaximumReservableBandwidth这个值表示链路上最多可以保留多少带宽。这个值可以大于链路接口最大带宽。该值必须用户手工配置lUnreservedBandwidth未保留的带宽，32个8位组，为什么是32个？因为隧道的设置优先级有8个级别(07)，链路为每个不同优先级的隧道保存未保留的带宽值。在这个子subTLV中，顶部是优先级0的参数，尾部是优先级7的参数。起始时每个参数都被设置为MaximumReservableBandwidth。8个参数每个参数都必须小于最大可预留带宽。lAdministrativeGroup含义与第三小节的管理组解释一致。5、针对TE的ISIS扩展扩展了3种TLV:lIS可达性TLV，就是TLV-type22（是TLV22的扩展）:描述了IS邻居和邻居之间的度量值。lIP可达性TLB，就是TLV-type135（是TLV128和TLV130的扩展）l新的TLV类型，就是TErouter-idTLV=TLV134，4个字节描述TERID。6、IGP的范洪1IGP出现以下情况时会发生TE信息范洪：l链路状态发生变化l配置变化l周期性范洪l预留带宽发生变化l在隧道设置失败之后2l当接口状态变化（up或down），手工配置修改了针对IGP的接口参数的时候，IGP会范洪LSA或者LSP（ISIS）。OSPF范洪LSA周期30分钟，ISIS范洪LSP为15分钟。都可以通过命令修改。TE信息每3分钟就会泛洪一次，也可以通过命令修改。l预留带宽变化：表示可预留的带宽的一个变化趋势，比如原来的可预留的带宽是100%，现在突然下降到了70%，或者原来为0%,现在上升到了20%。这种向上或者向下的变动时，我们可以在不同的变动方向上设置不同的触发阈值。Mpletefloodingthresholdsdown/up%l当一条隧道不能被成功建立，例如一条链路已经被其他隧道所占用，CSPF算出来的隧道就会建立失败，这时会再次泛洪TE信息以计算新的隧道。四、TELSP中的路由成本1、TE链路的属性设置：l最大可预留带宽；l属性标记；lTE度量值；l共享风险链路组；l最大可预留sub-pool带宽。1最大可预留带宽：全局池中最大的可预留带宽，供所有常规TE隧道使用。2属性标记：即管理组的设置，与隧道配置下的亲和属性配置结合使用。隧道下设置一个亲和属性和掩码，当掩码某一位掩码置位时，则表示链路上的该属性的这意味属性值必须要匹配隧道的该值。默认隧道下属性为0x00000000,掩码为0x0000FFFF。3TE度量值（metric）:默认TEmetric就是IGP的metric，隧道在计算路径的时候会参考IGP的度量。可以修改度量值为TE度量值，并以TE度量值通告该隧道。4共享风险链路组：配置后，表明链路共享了一条光纤或者网线，如果线断开，则多条链路同时受到影响，承担同样的风险。SRLG信息通过IGP泛洪，且在实施了备份隧道的时候使用。5Sub-pool是和1中相对的，1中是global-pool，这里是sub-pool，sub-pool是全局池的一部分，或者是区分服务敏感的TE隧道获取其带宽的池。2、TE隧道的属性设置：l隧道目的地；-尾端路由器的mplsTERID。l所需带宽；-设置全局池或者subpooll专有（亲和属性）；-设置链路管理组和隧道亲和属性匹配l设置和保持优先级；-后面介绍l重新最优化；fast-rerout-后面介绍l路径选项。-后面介绍3、TE隧道路径计算：l路径设置选项；l设置和保持优先级；l属性标记和专有比特；l重新最优化。1路径设置选项：分为显示和动态两种：显示路径就是手工的为隧道的的走向指定每一跳，从而确认隧道的路径。可以指定链路中路由器的TErouterID，或者是链路的IP地址。显示路径还可以排除网络中特定的设备或路径。动态路径是通过计算TE数据库得到的，算法为CSPF或者PCALC,通过算法来计算最优路径。一个隧道可以设置多个路径选项，不同的选项不同的优先级，优先级值越小越优先。当有多个路径选项时，隧道会先尝试优先级值小的路径，不可用时再尝试大的。所有路径不可用是，隧道就断开了。2设置和保持优先级：l值越低，优先级越高l设置优先级表示我能否抢占别人的隧道。l保持优先级表示我的隧道是否会被别人抢占。l设置优先级不能优于保持优先级。(否则会出现循环抢占的情况)3重新最优化：重新最优化的原因是由于一条TE隧道可能使用的是网络中非最的路径，（也就是最符合条件的路径），可能是因为之前最优路径断开过，导致隧道工作在次优路径。重新最优化可以让隧道重新工作在最优路径上去。重优化可能有如下三种触发机制：l周期性重优化：默认1小时一次，可以通过隧道下命令修改。l事件导致重优化：当链路可以重新被一条隧道所使用时不会导致最优化，但是可以设置链路在变为可用（up）时触发最优化。（华三貌似不支持）l手工重新最优化使用全局下的命令让隧道重新最优化。五、双重TE度量缺省MPLSTE使用链路的TE度量值来通告TE隧道，但缺省情况下的TE链路的度量值和链路IGP的度量值是相同的。在接口下，TE的metric值可以单独设置，如果不设置，那么就默认等于IGP的度量值，R1-R2|R3-R4举例：每条链路的IGP度量都是1，只有R1-R3的度量是2，那么R1访问R4的流量会经过R1-R2-R4,如果想让流量经过R1-R3-R4，那么需要调整IGP的度量值。如果想单独让隧道走R1-R3-R4，那么IGP就做不到了。这时可以单独设置R1-R3-R4之间的TE度量值小于R1-R2-R4，然后在te隧道中使用TE度量值。就可以单独控制TE流量。用法：比如网络中就两条隧道，一条对带宽敏感，一条对延迟敏感。那么可以使用IGP的度量表示带宽，TE的度量表示延迟。其中一条隧道对带宽敏感，另一条对延迟敏感。那么可以在两个隧道接口下分别配置使用IGP度量和TE度量值就可以了。六、PCALC（CSPF）PCALC又叫做CSPF，CSPF的计算结果不是路由表而是显式路径。CSPF算法根据链路的资源计算路径，如果路径不满足约束要求，那么这条路径在创建SFP的时候就会被裁剪掉。显式路径是一系列的IP地址，没一个地址都代表了路径上路由器的一个接口。计算出来的路径被用来建立TELSP。CSPF只会为一条TEtunnel创建一条精确路径，不会有更多。那么在有多条路径可选的情况下如何选择呢？度量值-限制-路径中最小带宽最大的链路-跳数最少-随即选择七、RSVP1、RSVP的报文格式：Path消息：Resv消息：DiffServ-AwareTE1.DiffServ-AwareTE简介Diff-Serv作为一种QoS解决方案，其主要实现机制是对流量按照服务类型（classofservice）进行划分，基于服务类型提供不同的QoS保证。而MPLSTE作为流量工程解决方案，主要用于对网络资源的使用进行优化。DiffServ-AwareTE，简称DS-TE，结合上述两者的优势，能够基于按服务类型划分的流量进行网络资源优化，即对不同的服务类型进行不同的带宽约束。概括来说，DS-TE将不同服务类型的流量与LSP进行映射，使流量经过的路径符合对其服务类型的流量工程约束条件。目前，设备支持两种DS-TE模式：l自定义的Prestandard模式l根据RFC4124、RFC4125、RFC4127实现的IETF模式2.DS-TE基本概念lCT（ClassType，服务类型）：流量所属的业务类别，用来实现对不同流量的分类。DS-TE根据业务流所属的CT为其分配链路带宽、实施约束路由及进行准入控制。对于一个给定的业务流，在其经过的所有链路上，该业务流都属于相同的CT。lBC（BandwidthConstraints，带宽约束）：用来对各种服务类型流量所能使用的带宽进行限制。l带宽约束模型（BandwidthConstraintsModel）：用来实现对不同CT的业务流进行带宽约束的算法。带宽约束模型由两部分内容决定：最大BC数目、BC与CT的对应关系。DS-TE支持两种带宽约束模型RDM（RussianDollsModel，俄罗斯套娃模型）和MAM（MaximumAllocationModel，最大分配模型）。lTEclass：CT及抢占优先级的组合。如果流量属于某个CT，则传输该流量的LSP隧道的建立优先级或保持优先级必须是该CT对应的抢占优先级。Prestandard模式和IETF模式具有如下区别，请根据服务类型的数量、所需带宽约束模型等选择合适的DS-TE模式。lPrestandard模式支持2个CT（CT0和CT1），8种优先级，最大支持16个TEclass；IETF模式支持4个CT（CT0、CT1、CT2和CT3），8种优先级，最大支持8个TEclass。lPrestandard模式只支持RDM模型；IETF模式支持RDM模型和MAM模型。lPrestandard模式为自定义模式，无法与所有厂商设备互通；IETF模式为根据RFC标准实现的模式，可以与其他厂商设备互通。3.DS-TE工作原理根据流量的服务类型建立MPLSTE隧道的过程如下：(1)判断流量所属的CT设备上根据配置实现不同业务流量的分类：l对于动态建立的MPLSTE隧道，在隧道接口下执行mplstebandwidth命令，可以配置通过该隧道接口的流量所属的CT。l对于静态建立的MPLSTE隧道，配置静态隧道时，可以通过bandwidth参数指定通过该静态隧道转发的流量所属的CT。(2)检查CT对应的BC中是否存在足够的带宽用户可以在MPLSTE隧道接口下通过mplstemax-reservable-bandwidth命令，配置该接口的带宽限制。设备根据流量所属的CT及接口的带宽限制，判断是否存在足够的带宽为该流量建立MPLSTE隧道。不同带宽约束模型下，BC与C