2 MPLS-LDP
2.1 协议概述
只针对IGP路由捆绑前期，不针对BGP进行捆绑。
本地捆绑：为IPV4分配标签，并在邻居间交换。
2.2 LDP邻居关系建立过程
运行OSPF，建立LDP邻居关系，在分发标签
1、路由器均运行OSPF
2运行CEF，LOOPBACK0作为LDP的ROUTE-ID，同时设置各路由器的分配给路由前缀的标签范围（注意0-15是保留的，特殊用途），不指定范围时，默认从16开始，各个路由器都从16开始，作用于本地链路，路由器间可以重复。
3.激活接口MPLS功能，打开接口MPLS功能，激活接口标签交换协议，默认是LDP
2.2.1 设备配置
R1路由器配置：
Router(config)#router ospf 1
Router(config-router)#router-id 1.1.1.1
Router(config-router)#network 10.1.12.1 0.0.0.0 area 0
Router(config-router)#network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
Router(config)#ip cef
Router(config)#mpls ldp router-id loopback 0
Router(config)#mpls label range 100 199
Router(config)#interface fastEthernet 0/0
Router(config-if)#ip address 10.1.12.1 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#mpls ip
Router(config)#interface loopback 0
Router(config-if)#ip address 1.1.1.1 255.255.255.255
R2路由器配置：
Router(config)#router ospf 1
Router(config-router)#router-id 2.2.2.2
Router(config-router)#network 10.1.12.2 0.0.0.0 area 0
Router(config-router)#network 10.1.23.2 0.0.0.0 area 0
Router(config-router)#network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0
Router(config)#ip cef
Router(config)#mpls ldp router-id loopback 0
Router(config)#mpls label range 200 299
Router(config)#interface fastEthernet 0/0
Router(config-if)#ip address 10.1.12.2 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#mpls ip
Router(config)#interface fastEthernet 1/0
Router(config-if)#ip address 10.1.23.2 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#mpls ip
Router(config)#interface loopback 0
Router(config-if)#ip address 2.2.2.2 255.255.255.255
R3路由器配置
Router(config)#router ospf 1
Router(config-router)#router-id 3.3.3.3
Router(config-router)#network 10.1.23.3 0.0.0.0 area 0
Router(config-router)#network 3.3.3.3 0.0.0.0 area 0
Router(config)#ip cef
Router(config)#mpls ldp router-id loopback 0
Router(config)#mpls label range 300 399
Router(config)#interface fastEthernet 1/0
Router(config-if)#ip address 10.1.23.3 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#mpls ip
Router(config)#interface loopback 0
Router(config-if)#ip address 3.3.3.3 255.255.255.255
2.2.2 LDP邻居发现
路由器之间发现并建立邻居，然后交换标签信息。
相连两个接口激活LDP协议后，就会发LDP的HELLO协议包。
HELLO包包含：ROUTER-ID（LDP的ROUTER-ID），传输IP（邻居发现完后，会话建立过程中使用传输IP作为源目地址，默认为ROUTER-ID）。
HELLO包源地址为接口IP地址，目的地址为224.0.0.2，端口号为646。
邻居发现后，地址大的发起TCP的三次握手，此时用传输IP进行TCP连接，端口一个是随机，一个是固定646。
2.2.3 LDP会话建立
TCP三次握手完成后，开始LDP会话建立
R2发送初始化协商参数消息，R1接受的话则发送自己的参数给R2并发送心跳消息，R2如果接受，则发送心跳消息。
2.2.4 LDP标签映射消息交互
会话建立连接后，开始交互消息。
R2将自己的路由前缀及捆绑的标签发送给R1，R1收到后放到自己的LFIB表中，同时R1也会将自己的消息发送个R2。
LDP邻居
2.2.5 抓包分析过程
1、R1和R2互发HELLO包消息
R1发送的HELLO包
IP协议中，源地址为10.1.12.1，目的地址为224.0.0.2
UDP中，源端口和目的端口都为646
报文的包，有LSR ID，即ROUTER-ID 1.1.1.1，HELLO报文消息中还有传输地址1.1.1.1
2、三次TCP握手
- LDP会话建立
地址大的一方发送初始化消息，包含一序列参数，如会话协议版本，计时器值等
4、标签映射消息交互
三条映射消息，如2.2.2.0（PREFIX）分配标签值3（GENRIC LABEL）
5、相互间的持续心跳消息
2.2.6 查看LDP邻居关系
Router#show mpls ldp neighbor
Peer LDP Ident: 2.2.2.2:0; Local LDP Ident 1.1.1.1:0
TCP connection: 2.2.2.2.50553 - 1.1.1.1.646
State: Oper; Msgs sent/rcvd: 8/8; Downstream
Up time: 00:00:29
LDP discovery sources:
FastEthernet0/0, Src IP addr: 10.1.12.2
Addresses bound to peer LDP Ident:
10.1.12.2 10.1.23.2 2.2.2.2
查看R1的LDP邻居关系，为2.2.2.2
Router#show mpls ldp neighbor
Peer LDP Ident: 1.1.1.1:0; Local LDP Ident 2.2.2.2:0
TCP connection: 1.1.1.1.646 - 2.2.2.2.50553
State: Oper; Msgs sent/rcvd: 9/10; Downstream
Up time: 00:01:48
LDP discovery sources:
FastEthernet0/0, Src IP addr: 10.1.12.1
Addresses bound to peer LDP Ident:
10.1.12.1 1.1.1.1
Peer LDP Ident: 3.3.3.3:0; Local LDP Ident 2.2.2.2:0
TCP connection: 3.3.3.3.26670 - 2.2.2.2.646
State: Oper; Msgs sent/rcvd: 10/9; Downstream
Up time: 00:01:39
LDP discovery sources:
FastEthernet1/0, Src IP addr: 10.1.23.3
Addresses bound to peer LDP Ident:
10.1.23.3 3.3.3.3
R2有两个LDP邻居，1.1.1.1和2.2.2.2
Router#show mpls ldp neighbor
Peer LDP Ident: 2.2.2.2:0; Local LDP Ident 3.3.3.3:0
TCP connection: 2.2.2.2.646 - 3.3.3.3.26670
State: Oper; Msgs sent/rcvd: 10/10; Downstream
Up time: 00:02:25
LDP discovery sources:
FastEthernet1/0, Src IP addr: 10.1.23.2
Addresses bound to peer LDP Ident:
10.1.12.2 10.1.23.2 2.2.2.2
R3有1个LDP邻居
2.2.7 查看LDP邻居发现情况
如果R1的LOOPBACK接口没有在OSPF里面宣告。
Router#show mpls ldp discovery
Local LDP Identifier:
2.2.2.2:0
Discovery Sources:
Interfaces:
FastEthernet0/0 (ldp): xmit/recv
LDP Id: 1.1.1.1:0
FastEthernet1/0 (ldp): xmit/recv
LDP Id: 3.3.3.3:0
如R2有两个邻居
Router(config)#router ospf 1
Router(config-router)#no network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
这时如果R1不宣告1.1.1.1
Router#show mpls ldp neighbor
Peer LDP Ident: 1.1.1.1:0
No TCP connection; Downstream
Up time: 00:08:44
Addresses bound to peer LDP Ident:
10.1.12.1 1.1.1.1
Peer LDP Ident: 3.3.3.3:0; Local LDP Ident 2.2.2.2:0
TCP connection: 3.3.3.3.26670 - 2.2.2.2.646
State: Oper; Msgs sent/rcvd: 17/17; Downstream
Up time: 00:08:36
LDP discovery sources:
FastEthernet1/0, Src IP addr: 10.1.23.3
Addresses bound to peer LDP Ident:
10.1.23.3 3.3.3.3
R2没有R1的邻居了
Router#show mpls ldp discovery
Local LDP Identifier:
2.2.2.2:0
Discovery Sources:
Interfaces:
FastEthernet0/0 (ldp): xmit/recv
LDP Id: 1.1.1.1:0; no route
FastEthernet1/0 (ldp): xmit/recv
LDP Id: 3.3.3.3:0
则再次查看，显示NO ROUTE.
Router(config)#router ospf 1
Router(config-router)#network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
加回来
2.3 PHP（倒数第二跳弹出）机制
2.3.1 Imp-null
没有PHP之前，关键点在C，C收到标签包后，会首先在LFIB表中查找，查到是POP，去掉标签后变成IP包，再接着在FIB表中查IP。
有了后，C路由器发现是直连路由，C路由器会分配一个特殊的标签IMPLICIT NULL空。C传给B时，标签值为3，B收到3后，会理解为POP。B弹出后直接给C IP包，C就不用查LFIB标了，直接查FIB表就可以了。
Router#show mpls ldp bindings
lib entry: 1.1.1.1/32, rev 4
local binding: label: imp-null
remote binding: lsr: 2.2.2.2:0, label: 201
lib entry: 2.2.2.2/32, rev 8
local binding: label: 101
remote binding: lsr: 2.2.2.2:0, label: imp-null
lib entry: 3.3.3.3/32, rev 6
local binding: label: 100
remote binding: lsr: 2.2.2.2:0, label: 200
lib entry: 10.1.12.0/24, rev 2
local binding: label: imp-null
remote binding: lsr: 2.2.2.2:0, label: imp-null
lib entry: 10.1.23.0/24, rev 10
local binding: label: 102
remote binding: lsr: 2.2.2.2:0, label: imp-null
默认都是PHP，如配置中的R1，对于1.1.1.1位LOOPBACK接口，分配的标签为IMP-NULL。
在R1和R2间抓包在，在R1上执行
Router#clear mpls ldp neighbor *找到1.1.1.1给2.2.2.2发送的映射消息
找到FEC中前缀PREFIX为1.1.1.1的LABEL MAPPING MESSAGE路由，对应的标签值GENERIC LABEL为3。
即R1给R2发送1.1.1.1的路由时，标签捆绑的标签值为3，R2收到后放入LIB表中。
R2#show mpls ldp bindings
lib entry: 1.1.1.1/32, rev 10
local binding: label: 201
remote binding: lsr: 3.3.3.3:0, label: 302
remote binding: lsr: 1.1.1.1:0, label: imp-null
lib entry: 2.2.2.2/32, rev 6
local binding: label: imp-null
remote binding: lsr: 3.3.3.3:0, label: 300
remote binding: lsr: 1.1.1.1:0, label: 101
lib entry: 3.3.3.3/32, rev 8
local binding: label: 200
remote binding: lsr: 3.3.3.3:0, label: imp-null
remote binding: lsr: 1.1.1.1:0, label: 100
lib entry: 10.1.12.0/24, rev 2
local binding: label: imp-null
remote binding: lsr: 3.3.3.3:0, label: 301
remote binding: lsr: 1.1.1.1:0, label: imp-null
lib entry: 10.1.23.0/24, rev 4
local binding: label: imp-null
remote binding: lsr: 3.3.3.3:0, label: imp-null
remote binding: lsr: 1.1.1.1:0, label: 102
R2中，1.1.1.1的路由中，remote binding: lsr: 1.1.1.1:0, label: imp-null为空。
R2#show mpls forwarding-table
Local Outgoing Prefix Bytes Label Outgoing Next Hop
Label Label or VC or Tunnel Id Switched interface
200 Pop Label 3.3.3.3/32 0 Fa1/0 10.1.23.3
201 Pop Label 1.1.1.1/32 0 Fa0/0 10.1.12.1
则R2中LFIB对应的为POP
注意标签为3是在控制层面，数据层面不会出现标签值为3的，因为3表示弹出，就变成IP包了。
2.3.2 Exp-null
对于IMPLICIT NULL
控制层面：本地分配IMP-NULL，告诉邻居为3，R2收到后为IMP-NULL，R2也会发给邻居，R1也会维护为R2的本地标签。
数据层面：R1发数据，压入标签后给R2，R2查LFIB表，出口为POP（因为R3给的标签值为3），变成IP包给R3。
在某些特殊情况下，R2弹出标签后给R3，标签头包含了很多信息，把整个信息都弹除了，里面部分信息还是有用的，如EXP位做QOS。会导致流量工程不连续，这事如果想保留标签头。可以使用EXPLICIT NULL。
在R3上激活EXPLICIT NULL后，R3给R2的标签就不再是3了，而是0，R2的LFIB就不是POP了。
如在R3上做：
R3(config)#mpls ldp explicit-nullR2#show mpls ldp bindings
lib entry: 1.1.1.1/32, rev 10
local binding: label: 201
remote binding: lsr: 3.3.3.3:0, label: 302
remote binding: lsr: 1.1.1.1:0, label: imp-null
lib entry: 2.2.2.2/32, rev 6
local binding: label: imp-null
remote binding: lsr: 3.3.3.3:0, label: 300
remote binding: lsr: 1.1.1.1:0, label: 101
lib entry: 3.3.3.3/32, rev 8
local binding: label: 200
remote binding: lsr: 1.1.1.1:0, label: 100
remote binding: lsr: 3.3.3.3:0, label: exp-null
lib entry: 10.1.12.0/24, rev 2
local binding: label: imp-null
remote binding: lsr: 3.3.3.3:0, label: 301
remote binding: lsr: 1.1.1.1:0, label: imp-null
lib entry: 10.1.23.0/24, rev 4
local binding: label: imp-null
remote binding: lsr: 1.1.1.1:0, label: 102
remote binding: lsr: 3.3.3.3:0, label: exp-null
R2上看到R3过来的：remote binding: lsr: 3.3.3.3:0, label: exp-null
R2#show mpls forwarding-table
Local Outgoing Prefix Bytes Label Outgoing Next Hop
Label Label or VC or Tunnel Id Switched interface
200 explicit-n 3.3.3.3/32 0 Fa1/0 10.1.23.3
201 Pop Label 1.1.1.1/32 0 Fa0/0 10.1.12.1
这时为explicit-n，即0，不再是POP
意味着R3把捆绑的标签0给了R2，当R2给R3时，就不再是POP了，R2会把标签置换为0给R3，保留了标签头其他信息，（标签值为3不会出现在标签数据里，但是0可以）。
2.4 MPLS标签
2.4.1 标签空间
2.4.2 LDP非直连邻居
2.4.3 帧模式-标签分配
Router#show mpls ldp bindings
lib entry: 1.1.1.1/32, rev 2
local binding: label: imp-null
remote binding: lsr: 2.2.2.2:0, label: 200
lib entry: 2.2.2.2/32, rev 4
local binding: label: 100
remote binding: lsr: 2.2.2.2:0, label: imp-null
lib entry: 3.3.3.3/32, rev 6
local binding: label: 101
remote binding: lsr: 2.2.2.2:0, label: 201
lib entry: 10.1.12.0/24, rev 8
local binding: label: imp-null
remote binding: lsr: 2.2.2.2:0, label: imp-null
lib entry: 10.1.23.0/24, rev 10
local binding: label: 102
remote binding: lsr: 2.2.2.2:0, label: imp-null
LIB表，路由和标签的绑定
Router#show mpls forwarding-table
Local Outgoing Prefix Bytes Label Outgoing Next Hop
Label Label or VC or Tunnel Id Switched interface
100 Pop Label 2.2.2.2/32 0 Fa0/0 10.1.12.2
101 201 3.3.3.3/32 0 Fa0/0 10.1.12.2
102 Pop Label 10.1.23.0/24 0 Fa0/0 10.1.12.2
LFIB表，本次标签，出口标签，前缀，出接口，下一跳
2.4.3.1 构建IP路由表
2.4.3.2 分配并分发标签、维护LIB
自己分配并分发给邻居，比如此处B给X分配标签201
邻居间互相分发后的效果，如B除了分发给ACE邻居外，还会从ACE邻居收到X的标签信息
2.4.3.3 维护LFIB
B根据自己路由表的下一跳C，B的LFIB表中本地是自己，下一跳是C的标签。
由于IP包到A，A查询FIB表，显示需要压入标签201；
转给B，B收到帧，根据帧类型，判断标签包，根据标签201查LFIB，查到出栈口为301，则B将标签头置换为301；
转给C，C拿301去LFIB表查，查到是POP，则弹出301，变成IP包传给D；
D收到IP包后，查FIB表，发现是本地直连，则通过本地直连传给本地。
2.4.3.4 小结
路由器依赖IGP协议构建路由表，唯独不会为BGP分配。
2.4.4 MPLS网络收敛
网络稳定以后，
B的RIB路由表下一跳是C；
B的FIB表路由下一跳是C，且需要压入标签301；
B的LIB路由器有针对X的本地ACE标签，而B的FIB表下一跳是C。
B的LFIB表则表示去往X，下一跳标签是301，出接口是C。
收敛后，BC间断开，B感知后 ，B的IGP协议重新收敛，RIB中下一跳为E，FIB表中表示压入标签为501，由于B中有所有邻居的标签，则B的LFIB表也会变依据此变。
链路抖动后变好了，IGP先收敛，接着是LDP
IGP收敛后，RIB会恢复为C，由于先IGP，然后LDP，这时C的标签还没有传给B，B不知道C向哪走，这事LFIB就会用UNTAGGED标识。B直接把IP包给C。
C的邻居关系早晚会给B，B会重新更新自己的LFIB表。
2.4.5 路由汇总影响
控制层面：C上汇总，产生了两条路由，AB这时学到的是汇总路由，汇总路由C始发，C会分配两个标签，其中给本地的为POP，即PHP机制。
数据层面：发数据时，B由于PHP机制会POP后成IP包给C。C收到IP包，查询FIB，发现需要压标签后给D，D查LFIB表，弹出标签后，把IP包给E。虽然到了目的地，中间经历多次压栈，入栈操作。而且在MPLS VPN环境中，可能会出问题。
2.4.6 保留标签
重点了解标签0和标签3
2.4.6.1 IMP-NULL：标签3
2.4.6.2 EXP-NULL：标签0
2.5 MPLS环路检测TTL
2.5.1 TTL propatation
对于边界路由器，IP头中有TTL，进入后，MPLS的TTL会拷贝
橘黄色代表IP包，黄色代表MPLS包
IP包TTL为5，A路由器收到后，需要压标签进入MPLS网络，A首先会给IP包的TTL减1，为4，同时需要压入标签头，标签头的TTL字段会拷贝IP包中的TTL。
在MPLS网络中，IP包头的TTL不会变，但是标签头,每经过一次路由器，标签头的TTL会减1。
传到C后，由于PHP机制，标签头会被弹出，C首先把标签头的TTL减1，同时把TTL值复制到IP头的TTL字段。
2.5.2 TTL扩散行为
SWAP，标签置换，三层标签，置换时，只处理顶层标签，栈顶减1。
PUSH，压入标签，现有顶层为249，查找FIB表，需要压入新的标签时，这时先把栈顶减1，再拷贝顶层TTL，作为新压入标签的TTL值。
POP，弹出标签，现有顶层为249，先把顶层标签TTL减1，并拷贝到第二层标签的TTL值。
2.5.3 潜在问题
TRACERT的TTL为1时，进入后为0，返回失败
TRACERT的TTL为2时，到B时为0，这时就知道了B的地址，依次循环下去，就知道了内部网络地址了。
解决办法就是关闭TTL PROPATATION，关闭后就不在复制值了，而是会给标签一个新的255TTL值。