Практика
Останемся верными сети linkmeup.
Запущен OSPF, маршрутизаторы видят Loopback'и друг друга, MPLS выключен.
Для включения MPLS глобально, необходимо дать две команды:
Первая — это уже стандарт де факто и де юре почти на любом сетевом оборудовании — она запускает механизм CEF на маршрутизаторе, вторая стартует MPLS и LDP глобально (тоже может быть дана по умолчанию).
Router ID (а в более общей (нецисковской) терминологии LSR ID) в MPLS выбирается незамысловато:
Самый большой адрес Loopback-интерфейсов
Если их нет — самый большой IP-адрес, настроенный на маршрутизаторе.
Естественно, не стоит доверять автоматике — настроим LSR ID вручную:
Если не добавлять ключевое слово «force», Router ID изменится только при переустановлении LDP-сессии. «Force» заставляет маршрутизатор сменить Router ID насильно и при необходимости (если тот поменялся) переустанавливает соединение LDP.
Далее на нужных интерфейсах даём команду mpls ip:
Cisco здесь опять использует свой принцип ленивого инженера — минимум усилий со стороны персонала. Команда mpls ip включает на интерфейсе LDP одновременно с MPLS, желаем мы этого или нет. Точно так же команда ip pim sparse-mode включает IGMP на интерфейсе, как я описывал это в статье про мультикаст. После активации LDP маршрутизатор начинает прощупывать почву по UDP:
Проверяки посылаются на мультикастовый адрес 224.0.0.2.
Теперь повторяем все те же манипуляции на R2
и наслаждаемся результатом. R2 тоже ищет соседей.
Узнали друг про друга, и R2 поднимает LDP-сессию:
Если интересно, как они устанавливают TCP-соединение:
Теперь они соседи, что легко проверяется командой show mpls ldp neighbor.
И далее один другому рассказывает о своих соответствиях FEC-метка:
Вот тут уже видно детали — R1 передаёт сразу 12 FEC — по одной для каждой записи в своей таблице маршрутизации. В такой же ситуации Huawei или Juniper передали бы только шесть FEC — адреса Loopback-интерфейсов, потому что они по умолчанию считают за FEC только /32-префиксы. В этом плане Cisco очень неэкономно относится к ресурсу меток. Впрочем, это поведение можно изменить на любом оборудовании. В нашем случае может помочь команда mpls ldp advertise-labels. Но как так, спросите вы? Разве достаточно иметь метки только в Loopback? Если вспомнить о том, что мы рассматривали вначале статьи, что BGP префиксы не получают свои метки, и что метки нужны только для next-hop, то становится понятно, что меток для Loopback вполне хватит. Для того чтобы добраться до других сетей внутри нашей AS, нам достаточно IGP.
Итак, R1 сообщает R2, что если тот хочет отправлять трафик для FEC 3.3.3.3, он должен использовать метку 17.
Обратите внимание, что LDP на R3 ещё не поднят, то есть R1 анонсировал метку для FEC 3.3.3.3, не дождавшись её от R5, это говорит о том, что используется Independent Control. А то, что не было явного запроса от R2 на данный FEC, говорит о том, что режим — Downstrean unsolicited. Далее узлы будут продолжать мониторить новых соседей с помощью LDP Hello поверх UDP и обмениваться LDP Keepalive уже адресно:
Теперь с помощью команды show mpls forwarding-table можно посмотреть, какие метки назначились для каждого FEC:
На второй строчке уже рассмотренный FEC 3.3.3.3, и мы видим, что для него локальная метка — 17, то есть R1 всем будет говорить, что для FEC 3.3.3.3 метка 17, что и было в дампе. А вот outgoing tag или выходная метка — Untagged — это означает что пакеты пересылаются чистым IP (без каких-либо оговорок на стек). Причём Untagged означает, что между R1 и R3 вообще никакого MPLS нет — правильно: мы же его не включили на R3. А вот с R2 (первая строка) ситуация другая. Локальная метка 16 — это то, что R1 будет передавать всем. А выходная — Pop tag. То есть при передаче пакета на R2 R1 должен снять метку. В нашем случае это означает, что будет передан чистый IP (но в более общем случае снимается только верхняя метка). В чём же разница с FEC 3.3.3.3? А разница в том, что между R1 и R2 есть MPLS и то, что мы видим — это тот самый PHP — Penultimate Hop Popping. Пакет, адресованный 2.2.2.2 всё равно будет обработан на R2, поэтому чтобы не плодить сущности сверх необходимого R1 услужливо снимет метку.
И тут возникает интересный вопрос, откуда R1 знает, что он предпоследний из могикан? Ведь мы же выше говорили, что LDP не пользуется протоколами маршрутизации, поэтому он и знать не может, что адрес 2.2.2.2 настроен на непосредственно подключенном R2 — он видит только то, что 2.2.2.2 доступен через 10.0.12.2.
На этот вопрос нам поможет ответить дамп трафика между R2 и R1:
И тут всплывает та самая метка 3 — implicit-null. Таким образом R2 сообщает, что R1 при передаче пакета MPLS должен снять верхнюю метку. Хочу здесь повториться — R1 не передаст пакет с меткой 3 на R2 — он передаст его без верхней метки. В нашем случае это будет просто IP-пакет. А метка 3 никогда не появляется в заголовке MPLS. И вот эта метка 3 отображается в таблице коммутации MPLS, как Pop Tag.
Для узлов R5 и R6 у нас есть метки, хотя на них MPLS не включали, но это лишь потому, что маршрут до них лежит через R2, а R2 сгенерировал соответствие FEC-метка для них. В таком случае пакеты на R6 будут идти с заголовком MPLS между R1 и R2 и без него дальше. Заметьте, если бы использовался Ordered Control, R2 не смог бы отправить метку для R5 и R6, и пакеты ходили бы только по IP.
Предлагаю закончить настройку MPLS+LDP на всех элементах нашей скромной сети. Процессы там ничем не отличаются — те же Neighbor Discovery, Initialization, обмен метками, PHP.
Шаблон настройки следующий:
И после этого посмотрим повторно на таблицу коммутации MPLS на R1:
Для всех FEC уже появились метки. Давайте пройдёмся по LSP от R1 до R6 и посмотрим как меняются метки по пути
R2:
R5:
Значит 1. Когда R1 получает пакет MPLS с меткой 21, он должен передать его в интерфейс Fa0/0 и поменять метку на 18. 2. Когда R2 получает пакет MPLS с меткой 18, он должен передать его в интерфейс Fa0/0 и поменять метку на 20. 3. Когда R5 получает пакет MPLS с меткой 20, он должен передать его в интерфейс Fa1/0 и снять метку — PHP.
В этом случае LSR даже не задумываются о том, чтобы глянуть что-то в таблице маршрутизации или в ip cef — они просто жонглируют метками.
Таблица коммутации, которую мы уже смотрели командой show mpls forwarding table — это LFIB (Lable Forwarding Information Base) — почти что прописная истина для передачи данных — это Data Plane. Но что же там с Control Plane? Вряд ли LDP знает столько же? Наверняка у него ещё есть козыри в рукаве? Так и есть:
Для каждого FEC мы тут видим информацию о различных метках: local binding — что этот LSR передаёт соседям remote binding — что этот LSR получил от соседей.
На иллюстрации выше вы можете видеть слово «tib». TIB — это Tag Information Base, которая правильно называется Label Information Base — LIB. Это пережиток почившего в бозе TDP — прародителя LDP.
Обратите внимание, что везде по 2 remote binding — это два пути получения меток. Например, до R2 можно добрать от R1 напрямую, а можно через R3-R4-R5-R2. То есть, понимаете да? Мало того, что он из каждой записи в таблице маршрутизации делает FEC, так этот негодяй ещё и Liberal Retention Mode использует для удержания меток. Давайте подытожим: по умолчанию LDP в Cisco работает в следующих режимах:
DU
Independent Control
Liberal Retention Mode
В качестве FEC выбираются все записи в таблице маршрутизации
Короче говоря, щедроты его не знают границ.
Есть ещё команда show mpls ip binding. Она показывает нечто похожее и позволяет кроме того быстро узнать, какой путь сейчас активен, то есть как построен LSP:
И последний, пожалуй, вопрос, который возникает в связи со всеми этими LSP — когда маршрутизатор сам является Ingress LSR, как он понимает, что нужно делать с пакетами, как выбрать LSP? А для этого вот и придётся заглянуть в IP CEF. Вообще именно на Ingress LSR ложится всё бремя обработки пакета, определения FEC и назначения правильных меток.
Тут вам и Next Hop и выходной интерфейс и выходная метка
И тут уже вы должны заметить, что в LDP понятия LER, Ingress LSR, Egress LSR — это не роль каких-то конкретных узлов или характеристика местоположения узла в сети. Они неотделимы от FEC и LSP, индивидуальны для них. То есть для каждого конкретного FEC есть один или несколько Egress LSR и множество Ingress LSR (как правило, все маршрутизаторы), до которых ведут LSP. Даже скажем так, понятия LER возникают когда мы говорим о конкретном LSP, тогда мы можем сказать, кто является Ingress, кто Egress.
Last updated
