MPLS环境下的BGP路由传递

tea

【实验1】MPLS不会为BGP路由分配标签，但为BGP路由的下一跳分配标签




拓扑环境描述：

• R1、R2、R3、R4处于Transit AS 1234。在AS内运行的IGP协议是OSPF
• 所有的互联IP如图所示
• 所有设备的Loopback0口地址为x.x.x.x/32，x为设备编号
• R1与R4之间建立IBGP邻接关系，IBGP邻接关系建立在物理接口上。R1与R5、R4与R6之间建立EBGP邻接关系，也是建立在物理接口上。
• 在这个实验测试中，我们在OSPF中宣告R1-R5和R4-R6的直连网段。
• R5及R6各自在BGP进程中宣告自己的Loopback路由
  

实验结果：
由于R2、R3没有运行BGP协议，并且Core OSPF内也没有5.5.5.0及6.6.6.0的路由，因此最终的结果是R5及R6虽然能够学习到彼此的路由，但是却无法互访，因为在R2及R3上出现了路由黑洞。
解决的办法就是用MPLS，我们将Core变成MPLS域：


R1的配置如下：
mpls ldp router-id loopback0
mpls label rangempls label range 100 199
interface fa0/0
  mpls ip


R2的配置如下：
mpls ldp router-id loopback0
mpls label rangempls label range 200 299
interface fa0/0
  mpls ip
interface fa1/0
  mpls ip


R3的配置如下：
mpls ldp router-id loopback0
mpls label rangempls label range 300 399
interface fa0/0
  mpls ip
interface fa1/0
  mpls ip


R4的配置如下：
mpls ldp router-id loopback0
mpls label rangempls label range 400 499
interface fa0/0
  mpls ip


R1、R2、R3、R4运行LDP协议。
要注意，LDP默认是不会为BGP路由分配标签的，但是我们也知道，BGP路由都有next-hop，而这个下一跳是IGP路由可达的，LDP则会为这条（下一跳地址所在的）路由分配标签，这一点非常之重要。
这样一来我们5.5.5.5和6.6.6.6之间就能够互访了，在R6上


R6#traceroute 5.5.5.5 soure 6.6.6.6
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 5.5.5.5
  1 10.1.46.4 128 msec 152 msec 120 msec
  2 10.1.34.3 [MPLS: Label 303 Exp 0] 856 msec 1012 msec 1072 msec
  3 10.1.23.2 [MPLS: Label 203 Exp 0] 964 msec 1124 msec 1008 msec
  4 10.1.12.1 1060 msec 984 msec 1080 msec
  5 10.1.15.5 1564 msec 1124 msec 1484 msec
我们发现，R6始发的报文是IP的，到了R4，R4查CEF表，发现目的地：5.5.5.5的条目，关联了一个Label：303，于是R4将IP包压上标签303，然后丢给下一跳10.1.34.3也就是R3。下面就是R4的CEF表项：
5.5.5.5/32, version 22, epoch 0, cached adjacency 10.1.34.3
0 packets, 0 bytes
  tag information from 10.1.15.0/24, shared
    local tag: 403
    fast tag rewrite with Fa0/0, 10.1.34.3, tags imposed: {303}
  via 10.1.15.5, 0 dependencies, recursive
    next hop 10.1.34.3, FastEthernet0/0 via 10.1.15.0/24
    valid cached adjacency
    tag rewrite with Fa0/0, 10.1.34.3, tags imposed: {303}

注意这里这个303很明显，是R3分配的，然后将这个分配结果给到了R4，R4是在用R3分配的标签去压到IP包前面。那么这个303，实际上是为BGP路由5.5.5.5的下一跳10.1.15.0这条路由分配的标签。还是那句话，LDP不会为BGP路由分配标签，但是会为BGP路由的下一跳（路由）分配标签。
接下去数据到了R3，R3查自己的LFIB表后，将303标签置换成203，然后丢给下一跳R2。R2收到这个标签包后，查看自己的LFIB表，发现outgoing动作是一个PoP，于是将标签弹出，变成最原始的那个IP包，然后丢给R1，最后R1将这个IP包转发到了R5。那么这里为什么R2这里会PoP呢？答案是这条BGP路由，前面我们讲过了，其实是用的是它的下一跳10.1.15.0的标签，10.1.15.0是R1的直连网段，因此R1在为这条路由分配标签时，给了个PoP，然后将这个结果分发给R2，这就是原因。





【实验2】 不宣告R1-R5及R4-R6之间的直连网段进OSPF




在上面的实验中，我们在Core OSPF中宣告了R1-R5及R4-R6的直连网段，然而我们知道，在实际的场合中，往往不会在Core IGP中宣告这条AS外的链路，因此接下去我们来看看，如果不在OSPF中宣告这两个直连链路，会有什么现象：由于OSPF没有了这两个直连网段，那么5.5.5.5及6.6.6.6学习进来就不优了，需在R1上对R4去使用next-hop-self，R4对R1也同理。
那么这样一来，R4上去往5.5.5.5下一跳就是10.1.12.1了，那么当6.6.6.6访问5.5.5.5的时候，IP包到达R4，R4查CEF并且为IP包压上标签，关键在这个标签上，R4会使用10.1.12.0这条路由的标签（12.0是去往5.5.5.5的下一跳），而这个标签是R3分配的（我给出口数据打上的标签永远是LDP邻居给我的标签）。那么这个标签包被传递到了R3，R3会怎么处理呢？实验现象表明，R3会将标签PoP，变成IP包然后丢给R2。可是为什么？原因是R2为路由10.1.12.0分配的标签就是PoP，因为12.0是R2的直连网段，这里有次末跳弹出机制。那么这个IP包到了R2就歇菜了，因为R2根本没有6.6.6.6和5.5.5.5的路由啊。
怎么办？




解决的办法：R1及R4使用loopback接口建立IBGP邻居关系
前面的实验之所以在R1和R4上使用物理接口建立IBGP邻接，是为了帮助大家理解一下MPLS环境下BGP的路由问题，好了，现在我们在R1和R4上，使用loopback接口来建立IBGP邻接关系，问题就解决了。 这时候R4上，去往5.5.5.5的下一跳就是R1的Loopback口地址，所以R4在给去往5.5.5.5的IP包压标签的时候，用的就是1.1.1.1/32路由的标签，R3、R2也一样，那么标签包就能通过1.1.1.1/32打通的LSP一路传到R2，并在R2这弹出标签变成IP包再转给R1，R1再将IP包转发给R5，搞定。

因此，路由器不会对BGP路由直接分配标签，而是为BGP路由通过递归后的下一跳路由分配标签，这样做是很有好处的。
BGP中的路由条目是相当多的，如此一来我们通过MPLS，可大大简化路由器的性能损耗，BGP的Transit AS的路由黑洞问题也得到了很好的解决。



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yatou121265177

沙发 是沙发耶

年哥

耿叔的就是经典，第二个沙发

子杰

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miyacoo

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victor_huang

叔 一直都是神一样的存在。。。。。。~

NSTcisco

tea sir V5
自己用GNS3搭了拓扑，温故而知新。
谢谢实验分析，期待更多实验帖子。
有一点：我在R6上tracerouteR5，没出现MPLS的标签信息，那两个标红部分是后来加上去的吗？

tea

NSTcisco 发表于 2013-5-17 11:39
tea sir V5
自己用GNS3搭了拓扑，温故而知新。
谢谢实验分析，期待更多实验帖子。

这是IOS版本的限制，

你在R6上接口激活mpls ip即可

王晓强

最近在和学员们完成MPLS VPN的演练。就用到这个了。
感谢耿叔的分享。
再补充一句，耿叔画的图，还是那么赞！说不清的好看！