MPLS在SDN时代的应用

第1章　MPLS和SDN简介 1

1.1 互联网（The Internet） 1

1.2 ISP示例拓扑 4

1.2.1 服务提供商使用的路由器的

类型 5

1.2.2 BGP配置 7

1.2.3 BGP路由的信令和冗余 11

1.2.4 未启用BGP的核心网内的

数据包转发 16

1.3 MPLS 17

1.3.1 MPLS实例 17

1.3.2 MPLS包头 19

1.3.3 MPLS配置及转发平面 21

1.3.4 转发等价类 26

1.3.5 再问，什么是MPLS 27

1.4 OpenFlow 27

1.4.1 OpenFlow—基于流的转发 28

1.4.2 OpenFlow:Openness

（开放性）和P4 29

1.5 SDN 30

1.5.1 控制和转发平面相分离 30

1.5.2 SDN和协议 32

1.6 SDN时代 32

第2章　MPLS“四巨头” 37

2.1 LDP 38

2.1.1 LDP发现和LDP会话 39

2.1.2 LDP标签映射 41

2.1.3 LDP和多条等价转发路径

（Equal-Cost Multipath） 48

2.1.4 LDP实现细节 52

2.1.5 区域间LDP 56

2.1.6 防止LDP网络中的流量黑洞 56

2.2 RSVP-TE 59

2.2.1 RSVP-TE LSP基础 61

2.2.2 RSVP-TE示例 68

2.2.3 受RSVP约束的路径（RSVP-

Constrained Path）和ECMP 75

2.2.4 区域间（Inter-Area）RSVP-

TE LSP 79

2.2.5 RSVP自动隧道

（Auto Tunnel） 80

2.3 IGP和SPRING 81

2.3.1 SPRING示例 82

2.3.2 SPRING概念 88

2.3.3 SPRING邻接段

（Adjacency Segment） 90

2.3.4 LDP、RSVP-TE和SPRING

之比较 91

2.4 带标签的BGP单播路由

（BGP-Labeled Unicast） 92

2.4.1 不运行IGP（IGP-Free）的

大型数据中心网络 93

2.4.2 BGP-LU配置 96

2.4.3 在不运行IGP的数据中心网络

中VM接入服务的配置 102

2.4.4 BGP-LU—信令和转发

平面 106

2.4.5 BGP-LU—SPRING扩展 108

第3章　第3层单播MPLS服务 110

3.1 6PE：用IPv4/MPLS核心网络

传输IPv6流量 111

3.1.1 6PE—骨干网相关配置

（PE设备） 112

3.1.2 6PE—RR配置 113

3.1.3 6PE—PE路由器上与接入

（CE）有关的配置 113

3.1.4 6PE—信令 116

3.1.5 6PE—转发平面 117

3.2 BGP/MPLS IP虚拟专用

网络 121

3.2.1 附接电路和接入虚拟化 122

3.2.2 L3VPN简介 123

3.2.3 L3VPN—信令 124

3.2.4 L3VPN—转发平面 128

3.2.5 L3VPN—PE上的骨干网

相关配置 130

3.2.6 L3VPN—RR配置 131

3.2.7 L3VPN—PE的VRF

配置 132

3.2.8 L3VPN—Junos路由器的

路由表 135

3.2.9 L3VPN—服务标签分配 137

3.2.10 L3VPN—拓扑结构 138

3.2.11 L3VPN—环路避免 143

3.2.12 在VRF内访问公网

（Internet） 145

3.3 路由目标约束 146

3.3.1 RTC—信令 147

3.3.2 RTC-RR配置 148

3.3.3 RTC—PE的配置 149

3.4 把MPLS服务与数据传输

平面绑定 149

3.4.1 在默认实例中配置多个

loopback IP 150

3.4.2 建立通往不同loopback IP

地址的LSP 151

3.4.3 改写BGP服务路由的

下一跳 154

第4章　借助MPLS网络传播

Internet多播流量 156

4.1 IP多播 157

4.1.1 IP多播协议 158

4.1.2 IP多播模式 158

4.2 经典的Internet多播 159

4.2.1 开启多播源主机和接收

主机 159

4.2.2 构造多播树 161

4.2.3 经典的Ineternet多播—

跨核心网络互连多播孤岛 165

4.3 在远程PE之间通告PIM join

消息 168

4.3.1 运营商IP多播套餐 168

4.3.2 PE间直通模式—用单播

IP隧道来建立PE间的PIM

邻接关系 169

4.3.3 PE间直通模式—用多播

IP隧道来建立PE间的PIM

邻接关系 170

4.3.4 PE间直通模式—通过

MPLS LSP来建立PE间的

PIM邻接关系 173

4.3.5 超越PE间的直通模式—不建立PE间的PIM邻接关系 174

4.4 在启用带内多点LDP信令机制

的MPLS网络内传播Internet

多播流量（Internet Multicast

over MPLS with In-Band

Multipoint LDP Signaling） 175

4.4.1 多点LDP 175

4.4.2 带内信令 177

4.4.3 C-多播数据包在MLDP P2MP

LSP上的转发过程 183

4.4.4 CE多宿主 188

4.4.5 mLDP带内和PIM ASM 191

4.4.6 其他几种基于MPLS的

公网多播服务套餐 191

第5章　多播VPN 192

5.1 mLDP BGP VPN多播流量

传输模式 193

5.1.1 MVPN地址家族 193

5.1.2 配置BGP MVPN 196

5.1.3 MVPN站点AD 198

5.1.4 用BGP发布C-多播（S，G）

Join状态信息 200

5.1.5 用BGP和PMSI属性建立

P-Tunnel 206

5.1.6 用多点LDP建立传输多播

流量的提供商隧道

（P-Tunnel） 211

5.2 RSVP-TE P2MP BGP VPN

多播流量传输模式 217

5.2.1 通告包容PMSI—RSVP-

TE P2MP 218

5.2.2 通告选择PMSI—RSVP-

TE P2MP 220

5.2.3 用RSVP-TE P2MP建立

P-Tunnel 221

5.3 启用入站复制的BGP多播

VPN 226

5.3.1 包容PMSI—IR 227

5.3.2 选择PMSI-IR 228

5.3.3 用其他类型的P-Tunnel配搭

BGP传播多播VPN流量 229

5.4 BGP多播VPN网络环境中的

CE多宿主 229

5.4.1 出站PE冗余 229

5.4.2 入站PE冗余 229

5.4.3 制定*佳RD方案 230

5.5 C-PIM ASM模式下的BGP

多播VPN 231

5.5.1 ASM模式 232

5.5.2 C聚合点—PE和CE的

配置 234

5.5.3 C-多播信令—在ASM模式下

让PE行使C-RP功能 235

5.6 不一致的C-单播和C-多播 236

第6章　点对点第2层VPN 238

6.1　L2VPN简介 238

6.1.1　L2VPN使用案例 239

6.1.2　L2VPN拓扑分类 241

6.1.3　L2VPN信令和传输 242

6.1.4　P2P L2VPN各种接入技术 242

6.1.5　本书涵盖的L2VPN的类型 244

6.2　用BGP发布VPWS 245

6.2.1　BGP L2VPN地址家族 245

6.2.2　PE的BGP VPWS配置 246

6.2.3　BGP VPWS信令 249

6.2.4　L2VPN转发平面 253

6.2.5　BGP VPWS—CE以多宿主

方式连接到多台PE 255

6.2.6　以太网OAM

（802.3ah，802.1ag） 260

6.2.7　BGP VPWS—VLAN标记

复用 260

6.2.8　BGP VPWS—VLAN标记的

转换及操纵 263

6.2.9　BGP VPWS—PW首端

（PW Head-End，PWHE） 265

6.2.10　BGP VPWS负载均衡 268

6.3　用LDP发布VPWS 269

6.3.1　PE的LDP VPWS配置 269

6.3.2　LDP VPWS信令及转发

平面 270

6.3.3　LDP VPWS—CE多宿主和

PW冗余 272

6.3.4　LDP VPWS-VLAN标记

复用 273

6.3.5　LDP VPWS—VLAN标记

转换及操纵 274

6.3.6　LDP VPWS—PWHE 275

6.3.7　LDP VPWS-FAT 276

第7章　虚拟专用LAN服务 277

7.1　VPLS简介 277

7.2　用BGP发布VPLS 280

7.2.1　BGP VPLS配置 280

7.2.2　BGP VPLS信令 281

7.2.3　BGP VPLS—高效BUM

复制 283

7.3　用LDP发布VPLS 285

7.3.1　LDP VPLS配置 285

7.3.2　LDP VPLS信令 287

7.3.3　LDP VPLS—通过BGP来

自动发现 288

7.4　VPLS网络环境里的VLAN和

学习域（learning domain） 291

7.4.1　默认VLAN模式下的

VPLS 291

7.4.2　Junos VPLS实例—规范化

VLAN模式 292

7.4.3　Junos VPLS实例—无VLAN

模式 293

7.4.4　Junos VPLS实例—VLAN感知

（VLAN-Aware）模式 294

7.4.5　Junos虚拟交换机 294

7.5　VPLS网络环境内的集成路由

和桥接 295

7.5.1　Junos VPLS实例内的IRB

配置 296

7.5.2　Junos虚拟交换机内的IRB

配置 297

7.5.3　IRB的IOS XR配置 297

7.5.4　VPLS—IRB冗余及长号状

流量转发 298

7.6　分层型VPLS

（Hierarchical VPLS） 301

7.6.1　LDP信令H-VPLS模式 301

7.6.2　用BGP来执行自动发现和

信令功能的H-VPLS模式 302

第8章　以太网VPN 304

8.1　用MPLS传输流量的

EVPN 304

8.1.1　EVPN VS.VPLS 304

8.1.2　EVPN的实现 305

8.1.3　EVPN—本书的拓扑 306

8.1.4　BGP EVPN地址家族 306

8.1.5　用MPLS传输流量的

EVPN—Junos配置 307

8.1.6　EVPN MPLS—包容隧道和

自动发现 308

8.1.7　用MPLS传输流量的

EVPN—通告MAC地址 310

8.1.8　用MPLS传输流量的

EVPN—VLAN内桥接 311

8.1.9　用MPLS传输流量的EVPN—

VLAN间的流量转发 312

8.1.10　用MPLS传输流量的

EVPN—全活（All-

Active）多宿主 318

8.2　用VXLAN传输流量的

EVPN 325

8.2.1　数据中心面临的难题 325

8.2.2　VXLAN 326

8.2.3　用VXLAN传输流量的

EVPN—动机 328

8.2.4　用VXLAN传输流量的

EVPN—转发平面 329

8.2.5　用VXLAN传输流量的

EVPN—Junos配置 330

8.2.6　用VXLAN传输流量的

EVPN—信令机制 330

8.3　提供商骨干网桥接EVPN 331

8.3.1　PBB简介 332

8.3.2　PBB EVPN简介 333

8.3.3　PBB EVPN实现 333

8.3.4　PBB EVPN示例 333

8.3.5　PBB EVPN配置 337

8.3.6　PBB EVPN信令 340

第9章　域间MPLS服务 342

9.1　域间体系结构 342

9.2　Inter-AS的类型 344

9.3　Inter-AS选项A 345

9.4　Inter-AS选项B 347

9.4.1　Inter-AS选项B—信令和

转发 347

9.4.2　Inter-AS选项B—Junos

配置 352

9.4.3　Inter-AS选项B—IOS XR

配置 354

9.4.4　Inter-AS选项B—在ASBR上

创建本地VRF（Inter- AS Option

B with Local VRF） 355

9.5　Inter-AS选项C 358

9.5.1　Inter-AS选项C部署模式下的

BGP会话 359

9.5.2　Inter-AS选项C—信令和

转发 360

9.5.3　Inter-AS选项C—配置 363

9.6　运营商支撑运营商（Carrier

Supporting Carrier） 367

9.7　域间RSVP-TE LSP 368

第10章　底层和覆盖层体系结构 370

10.1　覆盖层和底层 370

10.1.1　覆盖层和底层是相对的

概念 371

10.1.2　其他的基本概念 371

10.2　多转发器网络设备 372

10.2.1　单机箱网络设备—转发

平面 372

10.2.2　单机箱网络设备—控制

平面 374

10.3　多机箱网络设备 378

10.4　传统的数据中心连网方式 379

10.4.1　L2桥接式网络面临的难题 379

10.4.2　现代化数据中心网络的

底层 381

10.4.3　现代化数据中心的

覆盖层 381

10.5　数据中心底层—fabric 383

10.5.1　IP fabric—转发平面 384

10.5.2　含纯分布式控制平面的IP fabric

（IP fabrics with Distributed-Only

Control Plane） 387

10.5.3　含混合控制平面的IP farbic

（IP fabrics with Hybrid Control

Plane） 388

10.6　网络虚拟化覆盖 390

10.6.1　计算控制器 391

10.6.2　虚拟网络控制器 392

10.6.3　NVO—控制数据包的

传输 392

10.6.4　NVO代理 393

第11章　网络虚拟化覆盖 394

11.1　OpenContrail简介 395

11.1.1　OpenContrail控制器 395

11.1.2　计算、网关及服务节点 396

11.2　案例研究：私有云 398

11.2.1　vRouter-VM链路编址 400

11.2.2　初始化vNIC—XMPP

作为类DHCP协议 402

11.2.3　互连VMs—XMPP

作为类BGP协议 405

11.2.4　将用户与云VM互连 409

11.3　虚拟网络间的通信 411

11.4　网络虚拟化覆盖：L2_L3

模式 412

11.4.1　重温VXLAN 412

11.4.2　子网内（L2）和子网间（L3）

流量 413

11.4.3　互连VM—用VXLAN

传输子网内流量 415

11.4.4　vRouter和网关节点—L2_L3

模式 417

11.5　将传统的L2网络集成进

NVO 419

11.5.1　L2网关和OVSDB 419

11.5.2　ToR服务节点 420

11.5.3　将物理服务器与覆盖层

绑定 421

11.5.4　用OVSDB学习MAC

地址 425

11.5.5　物理服务器和OVSDB—

转发平面 427

第12章　网络功能虚拟化 428

12.1　软件定义网络时代下的

NFV 429

12.1.1　虚拟还是物理 429

12.1.2　将NFV应用于服务

提供商 431

12.2　NFV的实际使用案例 432

12.3　NFV转发平面 433

12.4　NFV—VRF布局模式 435

12.4.1　传统的VRF布局—穿越

VN模式 436

12.4.2　现代化VRF布局—双VN

模式 438

12.5　NFV—“长途旅行”的

数据包 440

12.6　NFV控制平面 442

12.7　NFV的扩容和冗余 444

12.8　服务实例的类型 446

12.8.1　In-Network服务实例 447

12.8.2　In-Network-NAT模式服务

实例 447

12.8.3　transparent（透明）模式服务

实例 447

12.8.4　VM或container之外的网络

服务功能 448

第13章　流量工程入门 449

13.1　TE协议 450

13.2　TE信息发布 451

13.2.1　通过OSPF发布TE 452

13.2.2　通过IS-IS发布TE信息 456

13.2.3　TED 458

13.3　TE静态约束 459

13.3.1　TE metric 459

13.3.2　链路着色—管理组 462

13.3.3　经过扩展的管理组 467

13.3.4　风险共担链路组 467

13.4　出站对等工程 475

第14章　TE带宽预留 478

14.1　TE静态带宽约束 478

14.1.1　TE带宽属性 478

14.1.2　默认TE接口带宽 479

14.1.3　RSVP-TE带宽预留的基本

机制 480

14.1.4　LSP优先级和抢占 483

14.1.5　流量计量和监管 485

14.2　TE自动带宽（Auto-

Bandwidth） 487

14.2.1　自动带宽入门 487

14.2.2　自动带宽示例 490

14.2.3　自动带宽配置 492

14.2.4　自动带宽功能部署考量 493

14.3　动态入站LSP拆分/合并 494

14.3.1　动态入站LSP拆分/合并的

配置 495

14.3.2　动态入站LSP拆分/合并

示例 496

第15章　集中式流量工程 498

15.1 BGP链路状态 499

15.2 PCEP 500

15.2.1 PCE的实现 500

15.2.2 PCE和PCC间的交互 501

15.2.3 由PCE发起的RSVP-

TE LSP 502

15.2.4 由PCC发起的RSVP-

TE LSP 504

15.3 PCC标签交换路径信令 505

15.3.1 RSVP-TE LSP 505

15.3.2 SPRING (IGP) TE LSP 505

15.3.3 BGP LSP 506

15.4 PCC配置 507

15.4.1 由PCE发起的LSP的PCC

配置模板 508

15.4.2 将PCC发起的LSP委托给

PCE 509

15.5 PCE使用案例 510

15.5.1 扩展链路属性“调色板” 510

15.5.2 增强的LSP抢占逻辑 511

15.5.3 不同的主、备路径 512

第16章　扩展MPLS流量传输和

无缝MPLS 514

16.1 扩展IGP域 515

16.1.1 扩展IGP—OSPF 516

16.1.2 扩展IGP—IS-IS 517

16.1.3 扩展IGP-MPLS协议 517

16.2 扩展RSVP-TE 518

16.3 域内分层型LSP 521

16.3.1 RSVP-TE LSP“隧穿”

RSVP-TE LSP 522

16.3.2 LDP LSP“隧穿”

RSVP-TE LSP 522

16.3.3 SPRING LSP“隧穿”

RSVP-TE LSP 527

16.4 扩展域间流量传输 528

16.4.1 域间不分层型隧道 529

16.4.2 域间分层型隧道（无缝

MPLS[Seamless MPLS]） 530

16.5 在不运行IGP的网络中扩展

流量传输 551

16.5.1 分层型BGP-LU 551

16.5.2 支持MPLS功能的服务器和

静态标签 557

第17章　扩展MPLS服务 560

17.1 分层型L3VPN 560

17.1.1 默认路由L3VPN部署

模式 562

17.1.2 默认路由 本地路由L3VPN

部署模式 581

17.1.3 伪线首端终结（Head-End

Termination）L3VPN部署

模式 584

第18章　基于IGP的穿越流量

快速恢复 587

18.1 快速恢复概念 587

18.1.1 入站/穿越/出站（Ingress/

Transit/Egress）流量传输

保护概念 587

18.1.2 全局修复（Global Repair）

概念 588

18.1.3 本地修复概念 589

18.2 无环备选 589

18.2.1 每链路LFA 591

18.2.2 每前缀LFA 596

18.3 提高LFA备用覆盖率 607

18.3.1 通过LDP自动建立为LFA

所用的备用隧道

（远程LFA） 607

18.3.2 手动建立为RLFA所用的

RSVP-TE备用隧道 613

18.3.3 拓扑无关快速重路由 617

18.3.4 修改默认的LFA决策算法 620

18.3.5 拓扑无关LFA 630

18.4 *高冗余树 639

第19章　基于RSVP-TE的穿越

流量快速恢复 645

19.1 RSVP-TE路径保护 645

19.2 RSVP-TE设施（节点 链路）

保护 656

19.2.1 手动链路保护旁路（Manual

Link Protection Bypass） 657

19.2.2 手动节点 链路保护旁路 666

19.2.3 设施保护示例 669

19.2.4 自动保护旁路 674

19.3 RSVP-TE一对一保护 678

19.4 穿越流量快速恢复总结 683

第20章　针对流量快速恢复的

FIB优化 684

20.1 分层型下一跳 684

20.1.1 第20章和第21章所使用的

网络拓扑 685

20.1.2 平面型下一跳结构 686

20.1.3 间接下一跳（Junos） 687

20.1.4 链式复合下一跳（Junos） 692

20.1.5 BGP PIC核心（IOS XR） 695

20.2 预先安装通往多台出站PE的

下一跳（PIC边界） 698

20.2.1 通往出站PE的主、备用

下一跳 700

20.2.2 通往出站PE的双活

下一跳 703

20.2.3 BGP*优外部故障切换 705

第21章　出站服务流量快速

恢复 707

21.1 服务镜像（Mirroring）保护

概念 707

21.2 保护/备用出站PE合并

模式 710

21.3 （集中式）保护节点与备用

出站PE分离模式 718

21.4 上下文ID的通告方法 728

21.4.1 Stub别名通告方法 729

21.4.2 Stub代理通告方法 731

21.5 L3VPN PE→CE出站链路

保护 736

21.6 第二层VPN服务镜像 740

21.6.1 基于BGP的L2VPN服务

镜像 741

21.6.2 基于LDP的L2VPN服务

镜像 745

21.7 出站对等工程保护 753

21.8 无缝MPLS体系结构中的

保护 757

21.8.1 AS边界（ASBR-ASBR）

链路保护 758

21.8.2 边界节点（ABR或ASBR）

保护 759

21.9 总结 767