MPLS基础介绍
MPLS：多协议标签交换
多协议：可以基于多种不同的3层协议来生成2.5层的标签信息；
包交换—包为网络层的PDU，故包交换是基于IP地址进行数据转发；就是路由器的路由行为；
原始的包交换：数据包进入路由器后，路由器需要查询本地的路由表（RIB-路由信息数据库），再基于下一跳或者目标ip查询本地的ARP表，才能进行数据的转发；
快速的包交换：一次路由多次交换；每个数据流中的第一个包将被基于原始包交换规则转发；过程中生成缓存列表，记录整个通讯过程，该数据流量剩余数据包仅查询缓存记录即可；
特快的包交换：无需路由，直接交换； CEF-cisco特快交换，为cisco私有技术；非cisco厂商设备均存在和cef转发机制相同的技术；
路由表、ARP –转换为 FIB（转发信息数据库）表 流量转发过程中仅查询FIB表即可；
FIB的特点：在将路由器表转换过程中，存储递归查询结果；同时将新封装的二层地址进行绑定；
MPLS的主要作用：
1、解决BGP的路由黑洞
MPLS协议并不会为通过BGP协议学习的路由条目分配标签号；
而是在访问这些BGP路由目标网段时，在流量中压入到达这些网段的BGP下一跳设备地址的标签号；
例:R2从BGP邻居5.5.5.5 学习到6.6.6.0 网段的路由；R2在访问6.6.6.0 时，将在数据包中压入到达5.5.5.5ip地址的标签号，来穿越中间没有运行BGP协议的设备；实现打破路由黑洞；
注:华为设备默认不为BGP协议执行下一跳标签机制，cisco默认执行；
华为设备需要开启 route recursive-lookup tunnel 路由基于隧道进行递归查找
MPLS工作过程
一、工作过程
控制层面：路由协议工作，生成RIB，流量的方向即为控制流量；
数据层面：设备基于路由表访问目标，产生数据流量；与控制层面方向相反；
控制层面：
1）在没有MPLS时控制层面仅生成RIB（路由表）和FIB（转发信息数据库）；FIB是基于RIB生成；
2）MPLS协议会启动TDP（cisco私有）或LDP（公有），直连设备间将建立邻居关系；
LDP-- 基于UDP和TCP的646端口工作；先使用udp发送组播hello包发现邻居，获取邻居ip地址，再和该直连邻居建立TCP的会话；邻居关系建立后；为了邻居关系间的稳定，一般使用设备的环回地址来建立tcp会话；建议设置环回地址为mpls协议的route-id，该id值将携带在组播收发的hello报文中，之后自动进行tcp会话建立；
总结：MPLS协议需要在直连邻居间使用router-id地址来进行TCP的会话；故前提条件为，route-id必须为设备真实使用的ip地址，建议为环回地址—稳定； 组播hello包在直连的物理接口上收发，来获取对端的router-id，自然也要求router-id值间路由可达；
因此正常在建立LDP的邻居关系间，路由协议已经收敛完成，RIB和FIB表已经生成；
3）MPLS在建立邻居关系后，生成邻居表；LDP协议再基于FIB表中学习到的路由条目生成标签号；
cisco设备默认基于FIB表中所有学习到的路由条目生成标签号，华为设备默认仅基于FIB表中32位掩码的主机路由生成标签号；原因在于正常32位主机路由为ospf学习的环回接口，正常工程中只有BGP和MPLS VPN才会基于环回通讯，使用标签转发；其他普通流量还是基于特快包交换来进行；反观cisco在启动mpls以后，所有流量将基于标签转发，降低了转发效率（前提为默认）
4）标签号生成后，将存储于本地的LIB表-标签信息数据库；LIB表将在邻居间共享；
LIB表中装载本地及邻居为每条路由分发的标签号；
5）运行MPLS协议的设备，将LIB和FIB进行结合，将标签号和最佳路径的关系映射生成LFIB表（标签转发信息数据库）
注：控制层面生成的表格
RIB—》FIB—》LIB—》LFIB 前两张表为路由协议工作后生成，后两张表为MPLS的LDP协议生成；
数据层面：
1）没有MPLS协议，基于FIB表正常转发即可
2）名词：MPLS domain – MPLS的工作半径
edge LSR（PE）–边界标签交换路由器 工作mpls域的边缘，连接域外设备
LSR （P） – 标签交换路由器 整体工作MPLS域内
3）当流量进入到第一台pe设备时， 在没有特快交换之前，路由器基于目标IP地址查询本地的RIB；
之后还要在LIB表中对应才能确定流量是否应该压入标签，需要两张表的查询；
在存在特快交换时，流量进入第一pe时，直接查询FIB表，表中关联标签号，将直接确定是否压入标签；
流量再到P路由器，接收到流量中若存在标签基于LFIB表转发，若没有标签基于FIB表即可；
流量从最后一台边界离开MPLS 域时将弹出标签；
存在标签号的流量，进入路由器时，入标签表应该为本地路由器分配的编号，出标签为本地的下游（下一跳）设备分配的标签号； 上下游的概念基于数据层面进行标定；
名词：标签号（标签被压入在2层与3层之间，称为2.5层）
标签的格式—32位，4个字节
前20位为标签号，2^20个标签号；其中1-15号保留，作为特殊编号；
第21-23位exp，3位8个数，为优先级，用于QOS策略使用；
第24位为栈底位，该位为1标识该标签为最后一层标签；MPLS最大可以在一个数据包中封装3次标签；
普通的MPLS 一层标签 MPLS VPN 两层 MPLS TE 3层
TTL 生存时间 在第一次压入标签时，将当前数据包中的3层TTL复制到标签中；之后查询一次标签TTL减一，在最后一跳设备弹出标签时将2.5层的TTL复制到3层报头中；
MPLS的次末跳 – 倒数第二跳 默认执行
边界LSR将本地的直连网段传递给MPLS域内邻居后，LDP分配标签号为3，告知倒数第二跳设备它的身份；导致倒数第二跳设备在查询LFIB表后，已知转发路径的前提下提前弹出标签，使得最后一跳路由器均只需要查询FIB表； 否则最后一跳路由器在查询LFIB表后，弹出标签还需要查询FIB；
实验内容与题干：
实验拓扑图搭建和IP地址配置
注：R2的e0/0/0和g0/0/0接口与R4的e0/0/1和g0/0/1接口不要进行IP配置
实验步骤：
1.OSPF搭建
R2:
[r2]ospf 1 router-id 2.2.2.2
[r2-ospf-1]a 0
[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 2.2.2.2 0.0.0.0
[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 23.1.1.2 0.0.0.0
R3 R4 R7同理即可
查看建邻状况：
2.在R2和R4上搭建BGP
r2:
[r2]bgp 1
[r2-bgp]router-id 2.2.2.2
[r2-bgp]peer 4.4.4.4 as-number 1
[r2-bgp]peer 4.4.4.4 connect-interface LoopBack 0
[r2-bgp]peer 4.4.4.4 next-hop-local
r4同理即可
查看BGP邻居状况：
3.MPLS搭建：
R2:
[r2]mpls lsr-id 2.2.2.2
[r2]mpls
Info: Mpls starting, please wait… OK!
[r2-mpls]
[r2-mpls]mpls ldp
[r2-mpls-ldp]q
[r2]interface e0/0/1
[r2-Ethernet0/0/1]mpls
[r2-Ethernet0/0/1]mpls ldp
R3：
[r3]mpls lsr-id 3.3.3.3
[r3]mpls
Info: Mpls starting, please wait… OK!
[r3-mpls]mpls ldp
[r3-mpls-ldp]q
[r3-Ethernet0/0/0]mpls
[r3-Ethernet0/0/0]mpls ldp
[r3-Ethernet0/0/0]int e0/0/1
[r3-Ethernet0/0/1]mpls ld
[r3-Ethernet0/0/1]mpls ldp
R4：
[r4]mpls lsr-id 4.4.4.4
[r4]mpls
Info: Mpls starting, please wait… OK!
[r4-mpls]mpls ld
[r4-mpls-ldp]q
[r4-Ethernet0/0/0]mpls ldp
[r4-Ethernet0/0/0]q
4.MPLS VPN搭建
r2:
[r2]ip vpn-instance
[r2]ip vpn-instance a
[r2-vpn-instance-a]ipv
[r2-vpn-instance-a]ipv4-family
[r2-vpn-instance-a-af-ipv4]route-distinguisher 1
[r2-vpn-instance-a-af-ipv4]route-distinguisher 1:1
[r2-vpn-instance-a-af-ipv4]vp
[r2-vpn-instance-a-af-ipv4]vpn-target 1:1
IVT Assignment result:
Info: VPN-Target assignment is successful.
EVT Assignment result:
Info: VPN-Target assignment is successful.
[r2-vpn-instance-a-af-ipv4]
[r2-vpn-instance-a-af-ipv4]
[r2-vpn-instance-a-af-ipv4]int e0/0/0
[r2-Ethernet0/0/0]
[r2-Ethernet0/0/0]
[r2-Ethernet0/0/0]ip b
[r2-Ethernet0/0/0]ip binding v
[r2-Ethernet0/0/0]ip binding vpn-instance a
Info: All IPv4 related configurations on this interface are removed!
Info: All IPv6 related configurations on this interface are removed!
[r2-Ethernet0/0/0]ip address 192.168.2.2 24
[r2-Ethernet0/0/0]
[r2-Ethernet0/0/0]
[r2-Ethernet0/0/0]q
[r2]bgp 1
[r2-bgp]ipv
[r2-bgp]ipv4-family vpnv4
[r2-bgp-af-vpnv4]peer 4.4.4.4 e
[r2-bgp-af-vpnv4]peer 4.4.4.4 enable
[r2-bgp-af-vpnv4]q
[r2]ip vpn
[r2]ip vpn-instance b
[r2-vpn-instance-b]ipv
[r2-vpn-instance-b]ipv4-family
[r2-vpn-instance-b-af-ipv4]route-distinguisher 2:1
[r2-vpn-instance-b-af-ipv4]vpn-target 2:1
IVT Assignment result:
Info: VPN-Target assignment is successful.
EVT Assignment result:
Info: VPN-Target assignment is successful.
[r2-vpn-instance-b-af-ipv4]int g0/0/0
[r2-GigabitEthernet0/0/0]
[r2-GigabitEthernet0/0/0]ip binding vpn-instance b
Info: All IPv4 related configurations on this interface are removed!
Info: All IPv6 related configurations on this interface are removed!
[r2-GigabitEthernet0/0/0]ip da
[r2-GigabitEthernet0/0/0]ip ad
[r2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.2.2 24
[r2]ip rout
[r2]ip route
[r2]ip route-static vpn
[r2]ip route-static vpn-instance a 192.168.1.0 24 192.168.2.1
[r2]bgp 1
[r2-bgp]ipv4 vpn-instance a
[r2-bgp-a]import-route direct
[r2-bgp-a]import-route static
r4同理即可
5.配置静态路由
R1：
[r1]ip route-static 192.168.3.0 24 192.168.2.2
[r1]ip route-static 192.168.4.0 24 192.168.2.2
R5：
[r5]ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.3.1
[r5]ip route-static 192.168.2.0 24 192.168.3.1
对A vpn区域进行连通性测试即可
6,r6进行rip配置 r7进行OSPF配置
r6
[r6-rip-1]version 2
[r6-rip-1]undo summary
[r6-rip-1]network 192.168.1.0
[r6-rip-1]network 192.168.2.0
R4:
[r4]ospf 2 vpn-instance b
[r4-ospf-2]a 0
[r4-ospf-2-area-0.0.0.0]network 192.168.3.1 0.0.0.0
[r4]bgp 1
[r4-bgp]ipv4-family vpn-instance b
[r4-bgp-b]import-route ospf 2
[r4-bgp]q
[r4]ospf 2 vpn-instance b
[r4-ospf-2]import-route bgp
[r7]ospf 2 router-id 7.7.7.7
[r7-ospf-2]area 0
[r7-ospf-2-area-0.0.0.0]network 192.168.4.2 0.0.0.0
[r7-ospf-2-area-0.0.0.0]network 192.168.3.2 0.0.0.0
实验完成