Протокол LDP

Работа устройства LSR3 несколько отличается от работы устройств LSR1 и LSR2, так как оно является предпоследним устройством LSR для пути LSP1. В соответствии с за­ писью в табл. 22.4 устройство LSR3 выполняет выталкивание (Pop) из стека метки 132, относящейся к пути LSP1, выполняя операцию РНР. В результате верхней меткой стека становится метка 315, принадлежащая пути LSP3.

Устройство LER2 продвигает поступивший на его входной интерфейс SO кадр на основе своей записи таблицы продвижения (табл. 20.6). Устройство LER2 сначала заменяет метку 315 пути LSP3 значением 317, затем проталкивает ее на дно стека и помещает на вершину стека метку 188, которая является меткой пути LSP2, внутреннего для домена 2. Переме­ щение кадра вдоль пути LSP2 происходит аналогичным образом.

Описанная модель двухуровневого пути легко может быть расширена для любого коли­ чества уровней.

Протокол LDP

Протокол распределения меток (Label Distribution Protocol, LDP) позволяет автомати­ чески создавать в сети пути LSP в соответствии с существующими в таблицах маршру­ тизации записях о маршрутах в IP-сети. Протокол LDP принимает во внимание только те записи таблицы маршрутизации, которые созданы с помощью внутренних протоколов маршрутизации, то есть протоколов типа IGP, поэтому режим автоматического создания LSP с помощью протокола LDP иногда называют режимом MPLS IGP (в отличие от режима MPLS ТЕ, когда маршруты выбираются из соображений инжиниринга трафика ине совпадают с маршрутами, выбранными внутренними протоколами маршрутизации). Еще режим MPLS ЮР называют ускоренной MPLS-коммутацией, это название отражает начальную цель разработчиков технологии MPLS, которая состояла только в ускорении продвижения ІР-пакетов с помощью техники виртуальных каналов. Спецификация LDP

дается в RFC 50 3 6 ( http://w w w .rfc-editor.org/rfc/rfc5036.txt).

Рассмотрим работу протокола LDP на примере сети, изображенной на рис. 20.7.

Рис. 20.7. MPLS-сеть с устройствами LSR,поддерживающими LDP

Все устройства LSR поддерживают сигнальный протоколраспределения меток (LDP). От устройства LSR1 в сети уже установлен один путь LSP1 —по этому пути идет трафик к сетям 105.0.0.0 и 192.201.103.0. Это значит, что таблица FTN (отображающая сети назна­ чения на LSP) у LSR1 соответствует табл. 20.7.

Таблица 20.7.Таблица FTNустройства LSR1

Метка 231 в этой таблице соответствует пути LSP1.

Мы рассмотрим функционирование протокола LDP в ситуации, когда в результате работы протоколов маршрутизации или же после ручной модификации администратором сети в таблице маршрутизации устройства LSR1 появилась запись о новой сети назначения, для которой в сети поставщика услуг еще не проложен путь коммутации по меткам. В нашем случае это сеть 132.100.0.0 и для нее нет записи в таблице FTN.

В этом случае устройства LSR1 автоматически инициирует процедуру прокладки ново­ го пути. Для этого оно запрашивает по протоколу LDP метку для новой сети 132.100.0.0 у маршрутизатора, ІР-адрес которого в таблице маршрутизации указан для данной сети как адрес следующего хопа.

Однако для того чтобы воспользоваться протоколом LDP, нужно сначала установить между устройствами LSR сеанс LDP, так как этот протокол работает в режиме установления соединений.

Сеансы LDP устанавливаются между соседними маршрутизаторами автоматически. Для этого каждое устройство LSR, на котором развернут протокол LDP, начинает посылать сво­ им соседям сообщения Hello. Эти сообщения посылают по групповому 1Р-адресу 224.0.0.2, который адресуется ко всем маршрутизаторам подсети и определенному порту UDP. Если соседний маршрутизатор также поддерживает протокол LDP, то он в ответ устанавливает сеанс TCP через порт 646 (этот порт закреплен за протоколом LDP).

В результате обмена сообщениями Hello все поддерживающие протокол LDP устройства LSR обнаруживают своих соседей и устанавливают с ними сеансы, как показано на рис. 20.8 (для простоты на рисунке представлены не все сеансы LDP, существующие в сети).

Рис. 20.8. Сеансы LDPустанавливаются между непосредственными соседями

Будем считать, что между устройствами LSR1 и LSR2 установлен сеанс LDP.

Тогда при обнаружении новой записи в таблице маршрутизации, указывающей на устрой­ ство LSR2 в качестве следующего хопа, устройство LSR1 просит устройство LSR2 назна­ чить метку для нового пути к сети 132.100.0.0. Говорят, что устройство LSR2 находится ниже по потоку (downstream) для устройства LSR1 относительно пути к сети 132.100.0.0. Соответственно устройство LSR1 расположено выше по потоку для устройства LSR2 от­ носительно сети 132.100.0.0. Естественно, что для других сетей назначения у устройства LSR1 имеются другие соседи вниз по потоку, а у устройства LSR2 —другие соседи вверх по потоку.

Причина, по которой значение метки для нового пути выбирается соседом ниже по пото­ ку, понятна —эта метка, которая имеет локальное значение на двухточечном соединении между соседними устройствами, будет использоваться именно этим устройством для того, чтобы понимать, к какому пути LSP относится пришедший MPLS-кадр. Поэтому

устройство ниже по потоку выбирает уникальное значение метки, исходя из неисполь­ зованных значений меток для своего интерфейса, который связывает его с соседом выше по потоку.

Для получения значения метки устройство LSR1 выполняет запрос метки протокола LDP. Формат такого запроса достаточно прост (рис. 20.9).

Запрос метки (0x0401) Длина сообщения

Идентификатор сообщения Элемент FEC

Рис. 20.9. Формат LDP-запроса метки

Идентификатор сообщения требуется для того, чтобы при получении ответа можно было однозначно сопоставить ответ некоторому запросу (устройство может послать несколько запросов до получения ответов на каждый из них).

В нашем примере в качестве элемента FEC будет указан адрес 132.100.0.0.

Устройство LSR2, приняв запрос, находит, что у него также нет проложенного пути к сети 132.100.0.0, поэтому оно передает LDP-запрос следующему устройству LSR, адрес которо­ го указан в его таблице маршрутизации в качестве следующего хопа для сети 132.100.0.0. В примере, показанном на рис. 20.8, таким устройством является LSR3, на котором путь коммутации по меткам должен закончиться, так как следующий хоп ведет за пределы MPLS-сети данного оператора.

ПРИМЕЧАНИЕ--------------------------------------------------------------------------------------------------

Возникает вопрос, как устройство LSR3 узнает о том, что является последним в сети поставщика услуг на пути к сети 132.100.0.0? Дело в том, что LDP является протоколом, ориентированным на соединение, и при установлении логического LDP-соединения возможно применение автоматической аутентификации устройств, так что сеансы LDP устанавливаются только между устройствами одного поставщика услуг, который задает для всех принадлежащих его сети устройств LSR соответствующую информацию для взаимной аутентификации.

Устройство LSR3, обнаружив, что для пути к сети 132.100.0.0 оно является пограничным, назначает для прокладываемого пути метку, еще не занятую его входным интерфейсом S0, и сообщает об этой метке устройству LSR2 в LDP-сообщении, формат которого представ­ лен на рис. 20.10. Пусть это будет метка 231.

Идентификатор сообщения

Элемент FEC

Метка

Рис. 20.10. Формат отображения метки на элемент FEC протокола LDP

В свою очередь, LSR2 назначает неиспользуемую его интерфейсом SO метку и сообщает об этом в LDP-сіобщении отображения метки устройству LSR1. После этого новый путь коммутации по меткам, ведущий от LSR1 к сети 132.100.0.0, считается проложенным (рис. 20.11), и вдоль него пакеты начинают передаваться уже на основе меток и таблиц продвижения, а не ІР-адресов и таблиц маршрутизации.

Было бы нерационально прокладывать отдельный путь для каждой сети назначения каж­ дого маршрутизатора. Поэтому устройства LSR стараются строить агрегированные пути коммутации по меткам и передавать вдоль них пакеты, следующие к некоторому набору сетей. Так, на рис. 20.11 устройство LSR1 передает по пути LSP1 пакеты, следующие не только к сети 132.100.0.0, но и к сетям 194.15.17.0 и 201.25.10.0, информация о которых появилась уже после того, как путь LSP2 был проложен.

Мы рассмотрели только один режим работы протокола LDP, который носит сложное на­ звание «Упорядоченный режим управления распределением меток с запросом устройства вниз по потоку». Здесь под упорядоченным режимом понимается такой режим, когда неко­ торое промежуточное устройство LSR не передает метку для нового пути устройству LSR, лежащему выше по потоку, до тех пор, пока не получит метку для этого пути от устройства LSR, лежащего ниже по потоку. В нашем случае устройство LSR2 ждало получения метки от LSR3 и уже потом передало метку устройству LSR1.

Существует и другой режим управления распределением меток, который называется не­ зависимым. При независимом управлении распределением меток LSR может назначить