IPV4MPLS转发介绍.doc

IP V4/MPLS转发介绍完成人：王斌一 。IPV4转发1.1 总体流程 1.2 建立转发的具体流程1.2.1 举例和结果实际添加顺序应当和下面的顺序相反1.2.2添加路由typedef struct ix_s_cc_ipv4_add_route_data ix_uint32 ipAddr; ix_uint32 netMask; ix_cc_rtmv4_nhid nextHopId; ix_cc_ipv4_add_route_data;ipAddr目的子网IP地址netMask目的子网掩码nextHopId下一跳ID，NextHop的索引，ix_uint32addRoute addRoute 192.168.0.0 255.255.0.0 201.2.3在NHDB中添加NextHoptypedef struct ix_s_cc_ipv4_add_next_hop_data ix_cc_rtmv4_nhid nextHopId; ix_cc_rtmv4_next_hop_info nextHopInfo; ix_cc_ipv4_add_next_hop_data;typedef struct ix_s_cc_rtmv4_next_hop_info ix_uint32 bladeID; ix_uint32 l2Index; ix_uint32 portID; ix_uint32 mtu; ix_uint32 flags; ix_uint32 ipAddr; ix_uint32 l2IndexType; ix_cc_rtmv4_next_hop_info;bladeID区分不同的NP板卡l2Index指向L2Entry的索引（与l2IndexType有关）portID输出端口的IDmtu下一跳mtuflags包括如下类型，一般为localIPV4_NH_FLAGS_LOCALIPV4_NH_FLAGS_DOWNIPV4_NH_FLAGS_DROPIPV4_NH_FLAGS_BROADCASTIPV4_NH_FLAGS_MULTICASTipAddr下一跳IP地址l2IndexType下一跳类型，NEXT_HOP_ID_IPV4_TYPE则 指向L2EntryaddNextHop addNextHop 20 1 14 0 1500 0 192.168.0.11 01.2.4添加L2Entry:addV4EthEntry nameaddV4EthEntry 14 192.168.0.11 11:00:00:00:00:00 12:00:00:00:00:00 DEFAULTl2Index索引ipAddr目的子网IP地址DestMAC下一跳MACSourceMAC出口port的MAC地址name默认为DEFAULT1.3 改造后的流程可以改造成普通的简单添加路由的模式addRoute destip目的子网IPnetmask目的子网掩码ipAddr下一跳IP其它表项生成过程ipAddr已知netMask已知nextHopId哈希生成nextHopId遍历0到NHDB最大数，哈希生成bladeID系统自动添加l2Index哈希生成portID系统根据ipAddr查找portmtu1500flagsIPV4_NH_FLAGS_LOCALipAddr已知l2IndexType0（ipv4）l2Index以destip为key哈希生成ipAddr已知DestMAC通过ARP自动学习SourceMAC通过ARP自动学习nameDEFAULT二。MPLS转发2.1 名词NHLFE，下一跳标记转发表FEC（Forwarding Equivalence Class），转发等价类LSP（Label Switched Path），标记交换路径 FTN，FEC到NHLFE的映射ILM，输入标记映射2.2 标签外部控制器只需提供标签值，其余字段，在系统中，通过NHLFE的相关数据填充。typedef struct ix_s_cc_mpls_label ix_uint32 label :20, reserved :12; ix_cc_mpls_label;typedef struct ix_s_cc_mpls_label_internal ix_uint32 label :20, exp :3, s :1, ttl :8; ix_cc_mpls_label_internal;label标签值exp用于实现QOS，系统不支持s栈底标记ttl生存期2.3 NHLFEtypedef struct ix_s_cc_mpls_nhlfe ix_uint8 pushCount; /* number of labels to push, from 1 to 4 */ ix_uint8 l3Protocol; /* type of the MPLS payload * MPLS_L3_UNKNOWN * MPLS_L3_IP_V4 * MPLS_L3_IP_V6 */ ix_uint32 nextHopId; /* index to the L2 table on the egress blade */ ix_uint16 bladeId; /* outgoing blade ID */ ix_uint16 outPortId; /* outgoing port ID */ ix_uint8 outPortType; /* outgoing port type - Eth, POS, ATM */ ix_cc_mpls_label topLabel; /* label pushed on the top of the stack */ ix_cc_mpls_label label1; /* label pushed below top of the stack */ ix_cc_mpls_label label2; /* label pushed below label1 */ ix_cc_mpls_label label3; /* label pushed below label2 */ ix_uint32 mplsPolicy; /* criteria for chosing set element */ ix_cc_mpls_nhlfe;pushCount压栈标签数，取值0到4如果是FTN，最多压入4个如果是ILM，最多压入3个l3Protocol三层协议类型（IPV4，IPV6，其他）nextHopId指向L2Entry的索引bladeId区分不同的NP板卡outPortType输出端口类型（Eth, POS, ATM）topLabel要压入第一个的标签label1要压入第二个的标签label2要压入第三个的标签label3要压入第四个的标签mplsPolicympls的参数，未使用实际使用中，使用handle指向NHLFEtypedef struct ix_s_cc_mpls_nhlfe_handle ix_uint32 bladeId : 8, outSegId : 24; /* Index to NHLFE table */ ix_cc_mpls_nhlfe_handle;在删除NHLFE时，需要提供这个handle，如果有LSP和这个NHLFE相关联，则无法删除。2.4 SET存在NHLFE SET 和ILM SETNHLFE SET存储了多个NHLFE的索引，一个NHLFE SET最多包含4个索引。通过使用NHLFE SET可以为同一个输入报文，分配多个输出路径，但是目前代码只使用第一条路径。NHLFE SET所指向的NHLFE不能是NHLFE SET在NP内部，NHLFE和NHLFE都为8个32bit的数据结构，开始8bit为flag，用于区分NHLFE和NHLFE SET。如果是NHLFE SET，取出其包含的第一个NHLFE。ILM SET的情况类似于NHLFE SET。2.5 LSP-FEC2.5.1 数据结构Ipv4的fec类似于路由，数据结构如下typedef struct ix_s_cc_mpls_fec #define IX_CC_MPLS_FEC_TYPE_IPV4 1 #define IX_CC_MPLS_FEC_TYPE_IPV6 2 /*! FEC type: IPv4, IPv6, 6-tuple, etc. */ ix_uint32 type; union struct ix_s_ip4fec ix_uint32 ipAddress; ix_uint32 netMask; ix_cc_rtmv4_nhid nexthopId; ip4fec; struct ix_s_ip6fec ix_uint8 ip6Addr16; ix_uint32 prefixLen; ip6fec; /* other FECs to be defined */ fec; ix_cc_mpls_fec2.5.2 处理过程LSP_FEC主要是完成FTN的功能，即将输入的IPV4报文转化为MPLS报文，消息处理句柄为ix_cc_mpls_ftn_pkt_handler。LSP-FEC与IPV4转发共享一个路由表，在NHDB中的l2IndexType若为NEXT_HOP_ID_MPLS_TYPE，则NHDB中的l2Index指向NHLFE表。FEC处理过程：l 检查元数据中的l2IndexType是否为NEXT_HOP_ID_MPLS_TYPE，所指向的NHLFE是否有效，如果所指向的是NHLFE SET，则取其第一个NHLFEl 检查IPV4报头中的ttl是否小于NHLFE中的ttl，如果是停止转发，并产生ICMP报文l 如果不是MPLS_FLAG_TUNNEL_UNIFORM，则会先将IPV4报文中TTL减去NHLFE中的TTL，并重新计算检验和l 根据pushCount,压入相应个数的标签，并设置相应的ttl和s比特l 计算新的报文长度，如果需要，进行分片2.6 LSP-ILM2.6.1数据结构ILM的数据结构类似于NHLFE，它在存储时，根据输入端口和输入标签值，决定其存储位置，便于ILM处理过程中读取。2.6.2 处理过程消息处理句柄为ix_cc_mpls_ilm_pkt_handler。 处理过程：第一阶段：l 如果标签值超过系统规定的标签范围，丢弃报文l 根据输入标签值和输入端口号，计算指向对应的ILM的地址l 检查ILM是否有效，是否为ILM SET，如果是，则取其指示的第一个ILMl 将ILM复制为NHLFE arg_pNhlfe-bladeId = arg_pIlmEntry-bladeId; arg_pNhlfe-exp2phb = arg_pIlmEntry-exp2phb; arg_pNhlfe-phb2exp = arg_pIlmEntry-phb2exp; arg_pNhlfe-l3Protocol = arg_pIlmEntry-l3Protocol; arg_pNhlfe-label1 = arg_pIlmEntry-label1; arg_pNhlfe-label2 = arg_pIlmEntry-label2; arg_pNhlfe-label3 = arg_pIlmEntry-label3; arg_pNhlfe-maxLabPktSize = arg_pIlmEntry-maxLabPktSize; arg_pNhlfe-nextHopId = arg_pIlmEntry-nextHopId; arg_pNhlfe-operation = arg_pIlmEntry-operation; arg_pNhlfe-outPortId = arg_pIlmEntry-outPortId; arg_pNhlfe-outPortType = arg_pIlmEntry-outPortType; arg_pNhlfe-pushCount = arg_pIlmEntry-pushCount; arg_pNhlfe-topLabel = arg_pIlmEntry-topLabel; arg_pNhlfe-ttl = arg_pIlmEntry-ttl; arg_pNhlfe-flags = arg_pIlmEntry-flags;第二阶段：l 如果是保留标签（小于15，#define IX_MPLS_RES_LABEL_MAX 15）如果标签为0，且为栈底，则弹出标签，并交给IPV4转发CC处理；其余情况，一律丢弃报文l 如果Nhlfe.operation 是IX_MPLS_LABELOP_POP，则会将所有的标签弹出，然后交给IPV4转发CC处理l 如果Nhlfe.operation 是IX_MPLS_LABELOP_POP_FORWARD，则会将最上层标签弹出，并交给QM发送l 如果Nhlfe.operation 是IX_MPLS_LABELOP_SWAP_PUSH，若pushcount为N，则将第N+1个标签与当前最上层标签交换，然后在这个标签上面压入N个标签，交给QM发送l 如果Nhlfe.operation 是IX_MPLS_LABELOP_SWAP，则将第一个标签（topLabe）与最上层标签交换，交给QM发送2.7 创建LSP2.7.1 总体创建LSP有两种方法：l 使用已有的NHLFE，提供相应的handle创建LSPl 提供新数据，创建新的NHLFE，然后利用获得的handle创建LSP如果输入的NHLFE个数超过一个，则会自动创建NHLFE SET创建LSP的数据结构：typedef struct ix_s_cc_mpls_message_lsp_create ix_cc_mpls_lsp Lsp; ix_cc_mpls_nhlfe NhlfeSetMPLS_MAX_NHLFE_IN_SET; ix_cc_mpls_message_lsp_create;如果要创建新的NHLFE，需要在NhlfeSet字段提供相应的数据。typedef struct ix_s_cc_mpls_lsp #define IX_CC_MPLS_LSP_FEC_TYPE 1 #define IX_CC_MPLS_LSP_ILM_TYPE 2 ix_uint8 lspType; /* LSP_FEC(1), LSP_ILM(2) */ union ix_cc_mpls_fec fec; ix_cc_mpls_ilm ilm; inSeg; #define IX_CC_MPLS_LSP_NHLFE_SET_HANDLE_TYPE 1 #define IX_CC_MPLS_LSP_NHLFE_HANDLE_TYPE 2 #define IX_CC_MPLS_LSP_NHLFE_DATA_TYPE 3 ix_uint8 nhlfeInfoType; /* NHLFE_SET_HANDLE_TYPE(1), * NHLFE_HANDLE_TYPE(2), * NHLFE_DATA_TYPE(3) */ ix_cc_mpls_nhlfe_handle nhlfeSetHandle; ix_uint16 nhlfe_num; /* number of nhlfes in the table */ union ix_cc_mpls_nhlfe_handle nhlfeHandleMPLS_MAX_NHLFE_IN_SET; ix_cc_mpls_nhlfe *nhlfeDataMPLS_MAX_NHLFE_IN_SET; outSeg; ix_cc_mpls_lsp_param lspParamsMPLS_MAX_NHLFE_IN_SET; ix_cc_mpls_lsp;lspTypeLSP_FEC(1), LSP_ILM(2)nhlfeInfoTypeNHLFE_SET_HANDLE_TYPE(1), NHLFE_HANDLE_TYPE(2), NHLFE_DATA_TYPE(3)nhlfe_num输入的nhlfe或nhlfe handle的数目nhlfeSetHandle如果为set类型，在此提供handle，否则为空outSeg如果是NHLFE_DATA_TYPE，不用填，系统会自动用nhlfeData其指向外层的NhlfeSet；如果是NHLFE_HANDLE_TYPE，在此提供NHLFE的handleinSeg提供fec（目的IP，掩码，下一跳ID）或ilm（输入标签，输入端口，操作类型） lspParams如果使用非0的ttl，flag，非1500的MTU，需在此提供新数值nhlfe_num新创建标签或提供的handle数，1-4typedef struct ix_s_cc_mpls_lsp_param ix_uint32 flags; /* LSP flags */ ix_uint16 maxLabPktSize; /* LSP MTU */ ix_uint8 ttl; /* ttl decrement value */ ix_uint32 flowID; /* flow ID for DiffServ */ ix_uint16 exp2phbIdx; /* index into the EXP2PHB table */ ix_uint16 phb2expIdx; /* index into the PHB2EXP table */ ix_cc_mpls_lsp_param;如果是创建新的NHLFE，前三项的值在新的NHLFE中均为0，如果需要设置，需要在这里提供相应的值，如果使用已有的NHLFE，可以在这里进行修改（但是不能修改和其他LSP相关联的NHLFE）2.7.2 LSP-FEC如果是FEC类型，系统根据输入值和handle，创建路由和NHDB路由直接使用FEC提供的目的IP，掩码和下一跳IDNHDB完成指向NHLFE的配置 /* set ipv4 address */ nextHopInfo.ipAddr = arg_pLsp-inSeg.fec.fec.ip4fec.ipAddress; /* set mpls next hop id type */ nextHopInfo.l2IndexType = NEXT_HOP_ID_MPLS_TYPE; nextHopInfo.l2Index = pCcLspEntry-NhlfeHandle.outSegId;/*指向当前NHLFE*/ nextHopInfo.bladeID = Nhlfe.bladeId; nextHopInfo.mtu = arg_pLsp-lspParams0.maxLabPktSize; nextHopInfo.portID = Nhlfe.outPortId; nextHopInfo.flags = 0;2.7.3 LSP-ILM如果是ILM类型，需要注意/* check TTL in ILM */ if (arg_pLsp-inSeg.ilm.operation = IX_MPLS_LABELOP_POP) & (arg_pLsp-lspParams0.ttl != 1) return IX_ERROR_WARNING(IX_CC_ERROR_RANGE, (_ix_cc_mpls_lsp_verify_input(): improper ilm ttl value for pop operation);如果操作类型为IX_MPLS_LABELOP_POP，则ttl必须为1需要提供typedef struct ix_s_cc_mpls_ilm ix_cc_mpls_label label; ix_uint16 in_port; /* 0 for per-platform label space */ /* LSP operation field definitions */ #define IX_MPLS_LABELOP_SWAP 0 #define IX_MPLS_LABELOP_SWAP_PUSH 1 #define IX_MPLS_LABELOP_POP 2 #define IX_MPLS_LABELOP_POP_FORWARD 3 #define IX_MPLS_LABELOP_PUSH 4 ix_uint8 operation; /* Label operation */ ix_cc_mpls_ilm;5种操作中，不支持最后一种然后利用NHLFE和上面的参数创建新的ILM arg_pIlmEntry-bladeId = arg_pNhlfe-bladeId; arg_pIlmEntry-exp2phb = arg_lspParams.exp2phbIdx; arg_pIlmEntry-l3Protocol = arg_pNhlfe-l3Protocol; arg_pIlmEntry-label1 = arg_pNhlfe-label1.label; arg_pIlmEntry-label2 = arg_pNhlfe-label2.label; arg_pIlmEntry-label3 = arg_pNhlfe-label3.label; arg_pIlmEntry-maxLabPktSize = arg_lspParams.maxLabPktSize; arg_pIlmEntry-nextHopId = arg_pNhlfe-nextHopId; arg_pIlmEntry-outPortId = arg_pNhlfe-outPortId; arg_pIlmEntry-outPortType = arg_pNhlfe-outPortType; arg_pIlmEntry-phb2exp = arg_lspParams.phb2expIdx; arg_pIlmEntry-pushCount = arg_pNhlfe-pushCount; arg_pIlmEntry-topLabel = arg_pNhlfe-topLabel.label; arg_pIlmEntry-ttl = arg_lspParams.ttl;arg_pIlmEntry-flags = MPLS_FLAG_VALID_BIT | arg_lspParams.flags;pNewIlmEntry-operation = arg_pLsp-inSeg.ilm.operation;根据输入的端口号和标签值，将ILM保存在相应的位置2.7.4 返回值/* CC_NHLFE table entry */typedef struct ix_s_cc_mpls_cc_nhlfeix_uint16 flags; /* bits 0:1* 00 entry is vacant* - 01 entry is taken by stand-alone NHLFE ,* - 10 entry points at NHL