MPLS标签及格式总结

一、MPLS 有哪些设备角色，它们分别有什么作用？

LSR：可以进行 MPLS 标签交换和报文转发的网络设备称为标签交换路由器（LabelSwitchingRouter），由 LSR 构成的网络区域称为 MPLS 域 （MPLSDomain）

Core LSR：MPLS 区域内部的 LSR 称为核心 LSR（CoreLSR）

LER：MPLS 域边缘、连接其他网络的 LSR 称为边缘路由器（LER）；LER 负责从 IP 网络接收 IP 报文并给报文压入标签，然后送到 LSR，反之，也负责从 LSR 接收带标签的报文并弹出标签然后转发到 IP 网络；LSR 只负责按照 标签进行转发

问题1：什么是LSP？

Label Switch Path：数据转发过程中，标签交换所经过的路径。LSP 是一个单向路径，与数据流的方向一致

问题2：解释一下什么是Ingress、Transit、Egress？

LSP的入口LER为入节点（Ingress）;LSP 中间的 LSR 称为中间节点（Transit）；LSP 的出口 LER 称为出节点（Egress）

二、标签分发的方式有哪些？

静态标签，这个标签为IGP路由手动分配的

LDP标签，默认只为32位主机路由分配标签，如果要使能所有的IGP路由分配标签，需要手工配置

配置命令如下：

mpls lsr-id 1.1.1.1mpls

lsp-trigger all

MP-BGP标签:VPNv4路由

RSVP：QOS

三、MPLS 标签的格式？

MPLS标签一共有4个字段，而每一个 MPLS 头部总长度为 4bytes（32bits）

1、标签 Label 长度 20bits：表示标签的编号，范围 1-2^20

保留标签：为特定情况保留的标签，范围 0-15

0 号：IPv4 显示空标签

2 号：IPv6 显示空标签

3 号：隐示空标签

静态分配标签：范围 16---1023

动态分配标签：范围 1024---2^20

2、EXP（ExperimentalUse）：实验位，长度 3bits。用于表示数据包的优先级 别（0-7），做 QoS 时使用

3、S（BottomofStack）:栈底位，长度 1bits。设置为 1 时，表示为最后一层标签

①：纯 MPLS 转发：有 1 层标签

②：MPLSVPN：有 2 层标签

③：MPLSTE：有 3 层标签 （可不看）

4、TTL：长度 8bits，在 MPLS 域中防止数据出现环路

标签栈（Label Stack）是指标签的排序集合。如上图所示，靠近二层首部的标签称为栈顶MPLS标签或外层MPLS标签（Outer MPLS label）；靠近IP首部的标签称为栈底MPLS标签或内层MPLS标签（Inner MPLS label）。理论上，MPLS标签可以无限嵌套。目前MPLS标签嵌套主要应用在MPLS VPN、TE FRR（Traffic Engineering Fast ReRoute）中。

问题1：常见的特殊标签有哪些？

标签值	含义	描述
0	IPv4 Explicit NULL Label	表示该标签必须被弹出（即标签被剥掉），且报文的转发必须基于IPv4。如果出节点分配给倒数第二跳节点的标签值为0，则倒数第二跳LSR需要将值为0的标签正常压入报文标签值顶部，转发给最后一跳。最后一跳发现报文携带的标签值为0，则将标签弹出。
1	Router Alert Label	只有出现在非栈底时才有效。类似于IP报文的“Router Alert Option”字段，节点收到Router Alert Label时，需要将其送往本地软件模块进一步处理。实际报文转发由下一层标签决定。如果报文需要继续转发，则节点需要将Router Alert Label压回标签栈顶。
2	IPv6 Explicit NULL Label	只有出现在非栈底时才有效。类似于IP报文的“Router Alert Option”字段，节点收到Router Alert Label时，需要将其送往本地软件模块进一步处理。实际报文转发由下一层标签决定。如果报文需要继续转发，则节点需要将Router Alert Label压回标签栈顶。
3	Implicit NULL Label	倒数第二跳LSR进行标签交换时，如果发现交换后的标签值为3，则将标签弹出，并将报文发给最后一跳。最后一跳收到该报文直接进行IP转发或下一层标签转发。
4-13	保留
14	OAM Router Alert Label	MPLS OAM（Operation Administration & Maintenance）通过发送OAM报文检测和通告LSP故障。OAM报文使用MPLS承载。OAM报文对于Transit LSR和倒数第二跳LSR（penultimate LSR）是透明的。
15	保留

上图中只要求掌握 0 号和 3 号标签，其它的标签了解即可。

问题2：3号标签和0号标签有什么区别？

3 号标签即是 PHP 次末跳弹出

好处：减少最后一跳路由的负担，在次末跳路由器弹出标签并且按照下一跳转 发表项转发，使最后一跳路由器收的报文不带标签，只需查找一次 FIB 表。

实现方式：通过特殊的 3 号标签（隐式空标签）实现。默认为直连的 32 位主 机路由分配 3 号的标签；当 FEC 对应的出标签为 3 号标签时，弹出 最外层的标签再发送。

缺点：会造成最后一跳路由器无法处理 mpls 报文里的 EXP 字段，导致优先级丢失无法进行 Qos 服务。

为了解决 3 号标签的缺点，提出 0 号标签（显式空标签）

出节点分配给倒数第二跳节点的标签值为 0，则倒数第二跳 LSR 需要将 值为 0 的标签正常压入报文标签值顶部，转发给最后一跳。最后一跳发 现报文携带的标签值为 0，则将标签弹出（无需进行查表），然后进行 IP 转发。默认使能 PHP，可在 mpls 视图下修改 Egress 节点向倒数第二 跳分配显式空标签

以上就是MPLS标签及格式总结的介绍。

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