IP-RAN 之 LDP.pptx

LDP标签分发协议 2015 12 目标 了解LDP的基本概念熟练掌握标签分发 控制方式掌握LDP会话建立过程掌握形成LSP过程了解环回检测机制了解错误诊断 故障处理了解LDP的 FRR 快速重组 目录 LDP的基本概念LDP报文格式LDP消息种类LDP会话协商过程环路检测故障处理LDP的FRR附录 LDP基本概念 MPLS基本知识回顾LSR Igress Egress LSP FEC标签空间 全局标签空间 接口标签空间 标签的保留方式 保守保留方式 自由保持方式 上游和下游LSRLDP LabelDistributionProtocol 标签分发协议功能 发现hello邻接体建立LDP会话 发布Label FEC映射建立与维护标记交换路径交互信息的构成所有的各种LDP消息都包含在PDU中 LDP基本概念 标签分发方式DU DownstreamUnsolicited 下游主动分发 默认 DOD DownstreamOnDemand 下游按需分发 标签控制方式Independent独立Ordered有序 默认 目录 LDP的基本概念LDP报文格式LDP消息种类LDP会话协商过程环路检测故障处理LDP的FRR LDP报文格式 LDP报文格式 LDP报文头的格式 LDP包头共10字节版本号 16bit LDP只有一个版本号 始终是1PDU长度 16bit 整个PDU的长度 不包含Version PDULengthfieldsLDPID 48bit 前32bit为LSRID 后面16bit表示空间标记 全局空间为 0 局部空间接口值非0 如收到的LDPPDU报文的的LDPID为192 192 4 2 0则表示LSRID为192 192 4 2 标签空间为全局空间 LDP报文格式 LDPmessage格式 U Unknownmessagebit 接收者当收到不可知的信息 如果Ubit是 0 表示会发送notification消息 1 忽略此消息 不发送Notification MessageType 表示消息的类型 hello Initialization KeepAlive AddressAddressWithdraw LabelMapping LabelRequest LabelAbortRequest LabelWithdraw LabelRelease Notification MessageLength 表示MessageID MandatoryParameters OptionalParameters的总的长度MessageID 32bit 标识这个信息 MandatoryParameters 必要参数区域 有的信息没有必要参数 如KeepAlive信息 OptionalParameters 可选参数区域 LDP消息格式TLV Type Length Value LDP报文格式 U UnknownTLVbit 0 表示 收到信息的LSR如果不识别此TLV时发送notification 并忽略此消息 1 表示忽略这个TLV 相当于这个TLV不存在F ForwardunknownTLVbit 仅当Ubit设置为1时生效 F 0 表示转发这个信息时这个TLV将被忽略不被包含在这个message里面 1 表示转发报文时这个UnknownTLV将会随着报文一起转发 TYPE 协议根据这个识别不同的报文消息LENTH 表示value域的长度Value 值根据type的类型而定 LDP报文格式 TLV Type Length Value 的种类FECTLV0 x0100LabelTLVSGenericLabelTLV0 x0200ATMLabelTLV0 x0201FrameRelayLabelTLV0 x0202AddressListTLV0 x0101HopCountTLV0 x0103PathVectorTLV0 x0104StatusTLV0 x0300ExtendedStatus0 x0301 NotificationMessage ReturnedPDU0 x0302 NotificationMessage ReturnedMessage0 x0303 NotificationMessage CommonHelloParameters0 x0400 HelloMessage IPv4TransportAddress0 x0401 HelloMessage ConfigurationSequenceNumber0 x0402 HelloMessage IPv6TransportAddress0 x0403 HelloMessage CommonSessionParameters0 x0500 InitializationMessage LabelRequestMessageID0 x0600 LabelMappingMessage FECTLVFECTLV包含一个或多个FEC项每个FECElement如下Elementtype 1字节 0 x01 wildcard 通配符 仅仅用于标签取消标签释放报文信息中 0 x02 前缀注意 LDP仅仅支持多个FEC元素出现在LabelMappingmessage中 其他的信息报文出现多个FEC元素是不允许的 LDP报文格式 Addressfamily 2个字节表示地址族 IPV4还是IPV6 等等Prelen 1字节表示后面地址的长度 当是0的时候 表示匹配所有的地址 prelen是0的时候prefix也是0字节Prefix 地址前缀如果收到FEC的类型不支持 则发送 UnknownFEC Notificationmessage给自己的LDP对等体如果收到的报文的地址族自己不支持 则发送 UnsupportedAddressFamily Notificationmessage给自己的LDP对等体 LDP报文格式 GenericLabelTLV 目录 LDP的基本概念LDP报文格式LDP消息种类LDP会话建立过程环路检测故障处理LDP的FRR附录 LDP消息种类 按照功能将消息分为4类 目录 LDP的基本概念LDP报文格式LDP消息种类LDP协商过程环路检测故障处理LDP的FRR附录 LDP协商过程 LDP协商主要包括四个步骤 发现阶段基本发现机制发现通过链路层直接相连的LSR周期性地发送LDP链路Hello消息目的地址224 0 0 2对称的发现扩展发现机制发现不通过链路层直接相连的LSR周期性地发送LDP目标targetHello消息目的地址某一特定IP地址 目的端口是LDP端口 646 非对称发现 目标LSR可以自行决定是否响应Hello消息 会话建立与维护LSP建立与维护会话撤销 LDP协商过程 会话建立传输连接建立传输地址的确定在Hello消息中通告的传输地址发送Hello消息时的源IP地址主被动关系的确定传输地址大者为主动方LDPTCP连接的建立由主动方主动尝试建立 被动方等待会话初始化交换初始化消息协商初始化参数版本信息会话保持时间标记通告方式最大PDU环路检测等成功建立会话 LDP协商过程 LDP状态机 LDP建立会话的过程 Hello发送Initialization发送KeepAlive消息 一个问题 LDP协商过程 LSP建立过程 标签的合并 地址消息 请求消息 Mapping消息 标签唯一性 LDP协商过程 发送AddressWithdrawMessage 地址取消消息 当LSR取消之前发送给对等体地址信息时发送此消息 地址取消消息 发送LabelAbortRequestMessage 终止标签请求消息 终止发送的标签请求消息 终止请求消息 LDP协商过程 标签释放消息 标签取消消息 发送LabelReleaseMessage 标签释放消息 发此消息表示不再需要之前从对等体接收的标签或者请求过的标签 发送LabelWithdrawMessage 标签取消消息 发此消息给对等体表示不再使用对等体之前发送的label FEC映射 目录 LDP的基本概念LDP报文格式LDP消息种类LDP会话协商过程环路检测故障处理LDP的FRR附录 环路检测 环路检测 防止LSP成环ByLabelRequestandLabelMappingmessages方法 环路出现 PathVector路径向量pathVector中包含自己的LSRIDHopCountTLV跳数计数达到预先设置的MAXHOP优缺点比较 HopCountTLV 通讯数量少 开销小 但通讯时间较长 必须支持PathVector 通讯数量多 开销大 但通讯时间较短HopCountTLVPathVector 目录 LDP的基本概念LDP报文格式LDP消息种类LDP会话协商过程环路检测故障处理LDP的FRR附录 故障处理 LDP认证LDPMD5 称为Message DigestAlgorithm5MD5的典型应用是针对一段信息计算出对应的信息摘要 从而防止信息被篡改 MD5信息摘要是通过不可逆的字符串变换算法产生的 结果唯一 因此 不管信息内容在传输过程中发生任何形式的改变 只要重新计算就会产生不同的信息摘要 接收端就可以由此判定收到的是一个不正确的报文 LDPMD5应用其对同一信息段产生唯一摘要信息的特点来实现LDP报文防篡改校验 比一般意义上TCP校验和更为严格LDPMD5验证是在TCP发出去之前进行的 LDP消息在经TCP发出前 会在TCP头后面填充一个唯一的信息摘要再发出 而这个信息摘要就是把TCP头 LDP消息 以及用户设置的密码一起作为原始信息 通过MD5算法计算出的 当接收端收到这个TCP报文时 首先会取得报文的TCP头 信息摘要 LDP消息 并结合TCP头 LDP消息以及本地保存的密码 利用MD5计算出信息摘要 然后与报文携带的信息摘要进行比较 从而检验报文是否被篡改过 在用户设置密码时有明文和密文两种形式选择 这里的明文密文是对用户设置的密码在配置文件中的记录形式而言的 明文就是直接在配置文件中记录用户设置的字符串 密文就是在配置文件中记录经过特殊算法加密后的字符串 但无论用户选择密文记录形态是明文还是密文形式 参与摘要计算时都是直接使用用户输入的字符串 也就是说密文记录形式的密码并不会参与MD5摘要计算 故障处理 无法建立LDP会话 LDP会话震荡 故障处理 LSP无法建立 目录 LDP的基本概念LDP报文格式LDP消息种类LDP会话协商过程环路检测故障处理LDP的FRR附录 LDP的FRR FRR FastRe Route DU 下游自主 标签分发 有序的标签控制 自由的标签保持LDPFRR通过本地的端口备份实现 为MPLS网络提供快速重路由功能 LDPFRR原理是通过LDP信令的Liberal标签保持方式 先获取LiberalLabel 为该标签申请转发表项资源 并将转发信息下发到转发平面作为主LSP的备用转发表项 当接口故障 接口自己感知或者结合BFD检测 或者主LSP不通 结合BFDfor单跳IP检测到第一段链路故障 时 可以快速的将流量切换至备份路径 从而实现了对主LSP的保护 结束 目录 LDP的基本概念LDP报文格式LDP消息种类LDP会话协商过程环路检测故障处理LDP的FRR附录 标签 返回 如果一个LSR从不同的输入接口上收到两个报文 或者收到两个不同标签的报文 然后在同一个输出接口上使用同样的标签发送这个两个报文 这个LSR有标签合并的能力从不同的输入接口上收到两个报文 或者收到两个不同标签的报文 然后必须在两个不同的接口上发送它们或者必须使用不同的标签发送 这个LSR没有标签合并的能力 标签合并 标签 标签空间基于接口的标签空间与基于平台的标签空间条件 Ru1和Ru2是分发绑定L标签的唯一的标签分发对等实体并且Ru1和Ru2是提供点到点的接口路径和Rd相连的 标签的保持模式自由标签保持模式保守标签保持模式 标签的有效范围及唯一性 返回 LDP协商过程 Hello消息 CommonHelloParametersTLV Holdtime 保持的时间 S 0表示默认的是15S 45S targethello 0XFFFF表示无限大 T 1 表示这个是targethello 0 表示是linkhelloR 表示要求接收者周期性的回复targethello报文 0 不要求RESV 保留字段 发送时为0 接收时忽略 OptionalParametersIPv4TransportAddresstype 0 x0401len 4ConfigurationSequenceNumbertype 0 x0402len 4IPv6TransportAddresstype 0 x0403len 16 返回 LDP协商过程 InitializationMessage会话初始化消息 CommonSessionParametersTLV ProtocolVersion 2个字节 值为1KeepAliveTime 会话的保持时间 非零 选取两个报文中较小值作为参数A 标签分发方式 0 DU 1 DOD 默认是DU ATM FR时必须是DOD 如果这个不能接受则发送 拒绝分发模式通知消息 不能建立会话D 基于PathVectors的环回检测 0 禁止 1 使能RESV 保留Pvlim 最大路径向量的长度 D是0则此字段为0 MaxPDULength 2字节 默认最大4096 如果不能接受则发送 拒绝最大PDU长度通知消息 不能建立会话ReceiverLDPIdentifier 表示的是接收者的LDPID 如果没有匹配的hello邻接体发送NoHelloNotificationmessage 不建立会话 OptionalParameters ATMSessionParameters0 x501FrameRelaySessionParameters0 x502 返回 LDP协商过程 KeepAlive消息 MessageID 4字节的值OptionalParameters 没有值 问题 当初始化参数不能接受时 一个不停发送初始化消息一个一直发送差错通知消息协商不成功时LSR必须采取指数后退的方式抑制重新建立LDP会话的次数并采取措施通知网管人员 返回 LDP协商过程 地址消息 AddressMessage LSR向他的LDP对等实体发送 通知peer自己的接口地址接收LSR将通过此消息来维护LDP标识符与下一跳地址的映射数据库如果接收LSR不支持地址族 发送UnsupportedAddressFamilyNotification MessageID 4字节的值AddressListTLV LSR的接口地址OptionalParameters 无可选参数 AddressFamily 地址族Addresses IPv4 4octetfullIPv4addressIPv6 16octetfullIPv6address 返回 LDP协商过程 地址取消消息 AddressWithdrawMessage 发送地址取消消息给LDP对等体来取消之前通知的接口地址 MessageID 4字节 标识这个信息AddressListTLV 取消的接口地址OptionalParameters 没有参数 返回 LDP协商过程 LabelRequestMessage MessageID 4字节 表示这个信息FECTLV 请求标签的FECOptionalParameters 0或者多个参数 HopCountTLV 1个字节 PathVectorTLV 发送请求报文场景 上游明确要求下游为一个FEC分配标签LSR发现新的没有分配映射关系的FEC下一跳变化 对于这个FECLSR没有可用的映射关系LSR收到从上游发来的关于FEC的标签请求报文 并且LSR没有从下一跳收到mappingmessage LSR的应答信息 收到LabelRequestMessage信息后should应答信息应答mappingmessage 包含请求信息的messageID 应答包含为什么不能正确应答请求的Notificationmessage 没有路由信息 没有标签资源 当LSR收到此信息时 将不再发送标签请求报文直到收到标签可用信息 环回检测 返回 LDP协商过程 LabelMappingMessage MessageID 4字节 表示此信息FECTLV FEC映射表LabelTLV FEC的标签OptionalParameters 是0 或者包含多个TLV字段 1 LabelRequestMessageIDTLV 4个字节 2 HopCountTLV 1个字节 3 PathVectorTLV 可变字节 说明 当这个LabelMappingMessage是作为LabelRequestMessage的应答时option字段必须携带LabelRequestMessageIDTLV LSR给多个对等体分配到FEC的映射时 LSR本地来处理分配单个标签到FEC的映射 并且将这个映射分配给LSR所有的对等体 或者给对等体分配不同的标签映射 标签的唯一性由本地决定 LDP协商过程 LSR有序控制映射发送mapping报文条件LSR发现新的FEC 并且对这个FEC而言LSR是EgressLSR收到上游的标签请求 这个请求的FEC在自己的转发表中有 并且LSR是Egress或者对此FEC下游peer已经应答了映射关系某个FEC下一跳变化 LSR并且配置了环回检测映射表的属性变化收到下游的标签映射 并且上游的映射关系没被创建或者配置了环回检测或者mapping属性变化 LSR独立控制映射发送mapping报文条件LSR发现新的FEC 并且标签分发模式为DULSR收到上游的标签请求 这个请求的FEC在自己的转发表中有某个FEC下一跳变化 LSR并且配置了环回检测映射表的属性变化收到下游的标签映射 并且上游的映射关系没被创建或者配置了环回检测或者mapping属性变化 LSRDoD标签分发如果Ru工作在DU模式 并且是上游 Rd工作在DoD 并且是下游 这样会成死锁解决这个问题的办法是 如果下游LSR配置的是DoD 则上游有责任发送标签映射请求 LSRDU标签分发如果Ru和Rd工作在DU模式 标签保持方式是保守 Rd不是Ru的下一跳时 是那么Ru释放标签 当Rd是Ru的下一跳时 要么Ru向Rd发送标签请求 要么Rd周期性的向Ru发送标签映射消息 返回 LDP协商过程 LabelAbortRequestMessage终止标签请求信息 MessageID 4字节 标识此信息FECTLV 要终止的标签请求的FECLabelRequestMessageIDTLV 标识要终止的标签请求信息的messageIDOptionalParameters 没有参数 发送终止标签请求的场景Ru刚发送了标签请求消息给下游Rd未得应答就Ru的下游Rd变成其他LSRRu不具有合并 并且Ru不是Igress 收到了上游发来的终止请求Ru不是Igress 但是有合并能力 收到了上游的LSR标签请求消息 只有这个上游的LSR针对某个FEC请求过标签 收到终止标签请求的处理1 如果LSR在应答标签请求消息 Mapping信息或Notification信息 之后又收到终止请求信息 则忽略终止请求信息2 如果收到Abort信息之前没有应答mapping报文或者Notification报文 LSR必须应答Notification报文给Abort发送者 Notification报文包含终止标签信息的messageID 收到终止标签请求的处理3 如果LSR在发送终止请求信息之后又收到了mapping信息 则map