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LDP_FRR技术-

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LDP FRR技术白皮书

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. . . . 目录
1 前言.......................................................................... 1 2 技术背景 ...................................................................... 1 3 关键技术 ...................................................................... 3 4 技术比较 ...................................................................... 5 4.1 4.2
多种流量的保护 ............................................................ 5 节点和路径保护 ............................................................ 5
5 结束语........................................................................ 6 附录A 缩略语 ...................................................................... 7
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. . . . LDP FRR技术白皮书

摘要：LDP FRR技术是一项解决MPLS网络可靠性的技术，通过主备标签技术完成网络故障的50ms倒换功能。本文档介绍了LDP FRR的技术原理，最后给出了LDP FRR简单可靠，易于部署，不依赖于周边设备支持的特色。
关键词：MPLS、LDP、快速重路由
1 前言
Internet的主要使命是能够为人们提供通信服务，目前传统的IP网络是一种“尽力而为”的服务模型。随着信息化的进一步发展，基于Internet的业务出现了两个新的特点：实时业务飞速增长并且业务形式多样化。因特网必须进行性能优化以支持各种不通类别的服务并能提供QoS保证，在可靠性方面，必须要达到传统电信网络的水平，如保护切换的速度<50ms。MPLS（MultiProtocol Label Switching）技术自20世纪90年代中出现后，由于其具备快速转发、QoS保证、多业务支持等优势，获得了长足的发展，在下一代电信网络中扮演着越来越重要的角色，是最有希望解决上述问题的关键技术。
2 技术背景
在MPLS网络中，为FEC（转发等价类）建立了LSP（标签交换路径）。FEC是在转发过程中以等效的方式处理的一组数据分组，通常是路由、五元组等，并可以附加QoS等要求。在LSP的每个节点上，都为FEC分配了特定的标签。
要建立LSP，必须借助于标签分配协议，主要有LDP（Label Distribution Protocol）和RSVP-TE（Resource Reservation Protocol with Traffic-engineer Extensions）。它们有多种工作模式，按标签分发方式，可以分为下游按需（Downstream On Demand ）标签分发和下游自主（Downstream Unsolicited）标签分发；按照标签控制方式，可以分为独立的（independent）和有序（ordered）标签控制；按照标签保持方式，可以分为保守（conservative）和自由（libertarian）的标签保持。通常，LDP工作在DU+有序+自由方式下，而RSVP-TE工作在DoD+有.下载可编辑.
. . . . 序+保守的方式下。
为了保证MPLS网络的可靠性，通常采用MPLS快速重路由（Fast Re-Route）技术，这种技术借助MPLS流量工程（Traffic Engineering）的能力，为LSP提供快速保护倒换能力。MPLS快速重路由事先建立本地备份路径，保护LSP不会受链路/节点故障的影响。当故障发生时，检测到链路/节点故障的路由器就可以快速将业务从故障链路切换到备份路径上，从而减少数据丢失。
快速重路由技术对网络业务的保护如下图所示。
FEAGDC
B示例中，主隧道LSP路径为A-B-C-D-E。隧道A-G-C用来对节点B及相关链路进行保护，隧道B-G-D用来对节点C及相关链路进行保护，隧道C-F-E用来对节点D及相关链路进行保护，隧道D-F-E用来对链路D-E进行保护。例如在C点出现故障时，B点会将网络业务流量切换到B-G-D上，从而减少了数据丢失。
目前快速重路由的方式有两种：Bypass方式和Detour方式。在Bypass方式下，一个预先配置的LSP被用来保护多个LSP。当链路失败时，主隧道LSP被路由到预先配置的LSP上，通过这个预先配置的LSP到达下一跳路由器，这样达到保护的目的。目前主要使用的是Bypass方式的快速重路由。
但是，这一技术也有一些缺点，虽然出现了较长时间，但始终不能大规模部署。具体表现在： 1 依赖于复杂的MPLS TE技术，设备开销大； 2 备份LSP需手工显式的指定，配置工作量大；
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. . . . 3 为进行链路、节点和路径保护，需要分别建立备份LSP，带来不必要的开销； 4 备份LSP也存在故障可能，没有保护机制，当它失效时不能进行快速重路由； 5要求备份LSP不能经过被保护的链路、节点，要求过于严格，有时候即使目的地可达，仍不能建立备份LSP。
为了克服上述缺点，需要一种设备开销小、配置简单、自适应网络变化的全新的技术方案，LDP FRR技术应运而生。
3 关键技术
LDP FRR技术借助了LDP协议这种应用最广泛的标签分发协议。默认情况下，它工作在下游自主的标签分发和自由的标签保持模式下，并为路由分配标签，而不是为一个端到端连接分配标签。在这种情况下，LSR可以快速对路由变化作出响应，从而达到50ms保护切换的要求。LDP FRR技术的详细工作过程如下：
1）网络中运行LDP协议，其工作方式为DU（下游自主）标签分发+有序的标签控制+自由的标签保持。
在DU标签分发方式下，出口LER（标签边缘路由器）无需上游LSR（标签交换路由器）提出标签分配请求，主动分配FEC―标签绑定，并将这一消息发送到上游。FEC是指标签转发等价类，通常是一个路由。
在自由的标签保持方式下，LSR可以从任何相邻LSR收到对于FEC的标签映射消息，不论发送这一消息的相邻LSR是否是它所通告的特定FEC－标签映射中FEC所对应路由的下一跳，LSR对于它收到的所有标签映射都加以保留，其中，只有从FEC对应路由的下一跳发送来的标签映射会生成标签转发表（以下称为主标签转发表）。如果为其它标签映射也生成标签转发表，并作为主标签转发表的备份，相当于建立了备份LSP，LSR就可以快速对链路变化作出响应。
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以上图为例，R1到达R5有两个路径，R5向上游发起多标签映射消息，最终，R2和R3分别给R1分配了到达R5的标签，其中，R2分配的标签主用，R3分配的标签可作为备用。
2）指定LSR的一个设备端口作为另外一个设备端口的备份端口。这两个端口既可以是物理端口，也可以是逻辑端口，前提是LDP运行在这个端口上。指定备份端口的方法见下面章节的叙述。
3 ）设备维护标签转发表，在未实施端口备份时，一个标签转发表仅有一个下一跳及标签，其中的标签是FEC的路由下一跳所连接LDP对等体为FEC分配的标签。在实施端口备份后，若某个标签转发表的下一跳是被保护的端口，为这个表项增加一个下一跳及标签，其中的标签是备份下一跳连接的LDP对等体为FEC分配的标签。

如图：R2上针对FEC（到达R5的报文）生成两个NHLFE。
4）设备维护每个端口的工作状态（正常/失效）。当检测到某个端口不能正常工作时
（如.下载可编辑.
. . . . 物理链路失效或人工操作将端口关闭），立即更新其状态。在报文转发过程中，查找标签转发表可以获得报文的下一跳端口，检查到其状态为失效，则倒换到备份的端口，并设置对应的标签，发送报文。
5）报文到达下一跳，由于标签是它自己分配的，这个下一跳上一定有对应的标签转发表，从而可以继续转发报文到目的地。
4 技术比较
LDP FRR技术同传统的MPLS快速重路由相比，具备明显的优势： 1）不需要采用复杂的MPLS TE技术，设备开销小； 2）本地化实现，无需相邻设备配合支持；
3）多个节点分布式处理，备份端口可同时实现链路保护、节点保护和路径保护，无需分别建立针对链路、节点和路径的备份LSP。
4.1

《LDP_FRR技术-.doc》

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