Построение коммутируемого маршрута по протоколу LDP

 

Рассмотрим, как система MPLS автоматически создает путь LSP в простейшем случае с помощью протокола LDP. Архитектура MPLS не требует обязательного применения LDP, однако, в отличие от других возможных вариантов, он наиболее близок к окончательной стандартизации.

Сначала посредством многоадресной рассылки сообщений UDP коммутирующие маршрутизаторы определяют свое «соседство» (adjacency) в рамках протокола LDP. Кроме близости на канальном уровне, LDP может устанавливать связь между «логически соседними» LSR, не принадлежащими к одному каналу. Это необходимо для реализации туннельной передачи. После того как соседство установлено, LDP открывает транспортное соединение между участниками сеанса поверх ТСР. По этому соединению передаются запросы на установку привязки и сама информация о привязке. Кроме того, участники сеанса периодически проверяют работоспособность друг друга, отправляя тестовые сообщения (keepalive message).

Рассмотрим на примере, как происходит заполнение таблиц меток по протоколу LDP (рис. 2.29). Предположим, что выбран упорядоченный режим распределения меток LSP со спонтанным распространением сведений о привязке.

 

Рис. 2.29. Заполнение таблиц меток по протоколу LDP

 

На стадии A каждое из устройств сети MPLS строит базу топологической информации, задействуя любой из современных протоколов маршрутизации (на схеме — OSPF). На стадии B маршрутизаторы LSR применяют процедуру нахождения соседних устройств и устанавливают с ними сеансы LDP.

Далее (стадия С) LSR 2 на основе анализа собственных таблиц маршрутизации обнаруживает, что он является выходным LSR для пути, ведущего к IP-сети 193.233.48.0. Тогда LSR 2 ассоциирует класс FEC с пакетами, адрес получателя которых соответствует префиксу данной сети, и присваивает этому классу случайное значение метки — в нашем случае 18. Получив привязку, протокол LDP уведомляет верхний маршрутизатор LSR (LSR 1) о том, что потоку, адресованному сети с префиксом 193.233.48, присвоена метка 18. LSR 1 помещает это значение в поле выходной метки своей таблицы.

На стадии D устройство LSR 1, которому известно значение метки для потока, адресованного на префикс 193.233.48, присваивает собственное значение метки данному FEC и уведомляет верхнего соседа (LSR 0) об этой привязке. Теперь LSR 0 записывает полученную информацию в свою таблицу. После завершения данного процесса все готово для передачи пакетов из сети «клиента» в сеть с адресом 193.233.48.0, т.е. по выбранному пути LSP.

Спецификация класса FEC может содержать несколько компонентов, каждый из которых определяет набор пакетов, соответствующих данному классу. На сегодняшний день определены два компонента FEC: адрес узла (host address) и адресный префикс (address prefix). Пакет классифицируется как принадлежащий к данному классу FEC, если адрес получателя точно совпадает с компонентом адреса узла либо имеет максимальное совпадение с адресным префиксом. В нашем примере узел LSR 0 выполняет в процессе передачи классификацию пакетов, поступающих к нему из сети клиента, и (если адрес получателя в них совпадает с префиксом 193.233.48), присвоив пакету метку 33, отправляет его через интерфейс 2.

 

Краткий глоссарий

BGP (Border Gateway Protocol) — граничный шлюзовой протокол. Разновидность протокола маршрутизации между автономными системами.

CBWFQ (Class Based WFQ) — технология WFQ, действие которой распространяется на несколько классов трафика с совместным доступом к ресурсам.

FEC (Forwarding Equivalence Class) — класс эквивалентности при передаче. Класс пакетов сетевого уровня, которые получают от сети MPLS одинаковое обслуживание как при выборе LSP, так и с точки зрения доступа к ресурсам.

IETF (Internet Engineering Task Force) — рабочая группа инженеров по Internet. Организация, отвечающая за разработку протоколов сети Internet.

IS-IS (Intermediate System-to-Intermediate System) — «промежуточная система—промежуточная система». Разновидность протокола маршрутизации внутри автономной системы.

LDP (Label Distribution Protocol) — протокол распределения информации о привязке меток к FEC.

LSP (Label Switching Path) — путь коммутации по меткам.

LSR (Label Switching Router) — узел сети MPLS, участвующий в реализации алгоритма маршрутизации и выполняющий коммутацию по меткам.

MPLS (MultiProtocol Label Switching) — многопротокольная коммутация по меткам.

OSPF (Open Shortest Path First) — «первым выбирается кратчайший путь». Разновидность протокола маршрутизации внутри автономной системы.

QoS (Quality of Service) — качество сервиса. Набор параметров, описывающих свойства потока и гарантированный уровень сетевого обслуживания.

RSVP (Resource Reservation Protocol) — протокол резервирования ресурсов в IP-сетях.

VCI (Virtual Circuit Identifier) — идентификатор виртуального канала. Пара VPI/VCI в заголовке АТМ-ячейки определяет соединение (маршрут) в сети АТМ.

VPI (Virtual Path Identifier) — идентификатор виртуального пути. Совместно с VCI определяет соединение в сети АТМ.

WFQ (Weighted Fair Queing) — взвешенное недискриминационное распределение по очереди. Технология управления буферизацией и обслуживанием потоков, способствующая предотвращению перегрузок.

WRED (Weighted Random Early Detection) — взвешенное случайное раннее обнаружение. Вероятностный алгоритм управления очередью, который сохраняет среднюю длину очереди малой за счет раннего уведомления адаптивного транспортного протокола о приближении перегрузки.