MPLS 核心网简介

时间：2022-02-26 16:25:01 | 来源：信息时代

时间：2022-02-26 16:25:01 来源：信息时代

MPLS应用在一些大型的行业企业(如政府军工)，这些企业在自建内部网络时，会使用MPLS技术搭建各个地方的互联核心网。此时可以将各地的数据中心站点复用MPLS核心网进行跨地域连接，降低企业成本才是关键。在自建的MPLS核心网中，需要在各个站点的PE设备间搭建VPLS隧道用于传输Ethernet报文。如果是租用运营商的VPLS隧道则不需要考虑这么多，那时PE是由运营商提供的，对用户来说组网部署和前面的光纤直连没有区别。

VLL

如果是只有两个站点互联的情况，可以使用VLL(Virtual Leased Line)。VLL是一种点到点的虚拟逻辑链路技术，数据报文从隧道入口入，只能从定义好的另外一端出口出，不存在多个隧道终点一说。数据平面没啥可说的，A点收到的二层报文进隧道直接封装上MPLS报头发给B点就OK了，整个过程框架可参考前面的MPLS转发图。控制平面由于隧道都是点到点连接方式，不需要复杂寻址，只要在数据流量传输时，给VPN分配外层封装的对应Label即可。分配方式有以下四种：

CCC(Circuit Cross Connect)：全网静态为VPN分配一个Label，包括所有路径的PE和P设备都需要手工配置。此Draft已经处于Dead状态，目前基本也没人用了。

SVC(Static Virtual Circuit)：只在PE上静态配置私网VPN的Label，公网标签不管。有用的但也不多，静态配置这种方式对故障处理总是心有余而力不足的。

Martini：RFC4762，使用LDP协议在PE间建立连接，为VPN动态分配Label，省事好用。

Kompella：RFC4761，使用BGP协议在PE间建立连接，使用BGP VPNv4扩展字段携带VPN对应Label信息进行传递，这个实现起来比Martini复杂一点点，用得也就少了一些些。

后面两种Martini和Kompella方式在MPLS L3 VPN和VPLS里面也都有应用，都是作为控制协议来为VPN分配和传递Label用的。

VPLS

当存在多个站点时，A站点收到的二层报文就有个选B还是选C进行转发的问题。于是有了VPLS(Virtual Private Lan Service)。VPLS是支持点到多点的虚拟链路技术，从隧道入口进入后，可以根据VPLS MAC地址表从多个隧道出口中去选择正确的出口，或者广播给所有出口。控制平面还是通过Martini和Kompella两种方式分配与传递VPN对应的Label。数据平面则要多维护一张VPN的MAC对应VC(Virtual Circuit)转发表，既前面提到的VPLS MAC地址表，本地接口收到的报文，MAC地址学习方式还是和传统Ethernet一样;只有当报文从远端PE过来时，记录的源MAC需对应远端PE的VC ID。

由于VPLS透传的是二层Ethernet报文，就涉及到VLAN标识处理的问题。VPLS可以配合QinQ技术，将用户侧发来的带VLAN标签报文打上外层VLAN标签，以扩展VLAN数量规模。当然现在的交换机一般都是最大支持4k的VLAN，大部分场景都是够用的了，还没有听说谁家的数据中心VLAN部署超过4k。但云计算服务器节点数量规模成倍增加以后就不好说了，留出冗余总是好的。

为了防止广播风暴，VPLS做了水平分割特性，PE设备从远端PE收到的广播/未知单播报文只能发给本地的CE，不能转发给其他PE。还有其他的分层PE和Hub-Spoke等技术在数据中心多站点互联环境中一时还应用不上。

VPLS技术已经很完善了，喜欢细节的同学可以去查下RFC相关文档。这里再说下其在数据中心多站点互联应用中的不足之处。数据中心要求的是全冗余，无单点故障点或单点故障链路，而VPLS在双PE冗余方面没有专门的定义，因此造成技术上的使用不便，一是会形成如下图所示的跨站点二层环路，二是本端CE无法感知对端CE-PE间链路状态情况，故障时导致流量黑洞问题。

解决上述问题有以下两个思路：

和在其他地方使用时一样，浪费带宽与收敛速度慢，另外就是要让STP跨站点组网，会导致一个站点出现问题，其他站点全部受影响。此方案的好处就是公共标准大家都能做，而且不存在互通问题。

其次是使用控制平面多虚一技术，如VSS/IRF和vPC，使多个物理节点变为唯一的逻辑节点将整个拓扑由环状变为链状，以避免环路。同时通过链路检测监控联动路径切换动作以避免流量黑洞问题，如Cisco的EEM。这些小技术组合起来可以解决上述问题，但缺点是都是私有技术，没有统一标准，无法支持不同厂商产品混合组网。

另外可以一提的是Cisco的私有技术A-VPLS(Advanced VPLS)，此技术配合其VSS，可以将多条VPLS的PW(Pseudo Wire，可理解等同于VC)虚拟化为一条逻辑的Fat PW，达到多PW路径负载分担的效果，和链路聚合很类似。

此技术由于需要往MPLS报头中添加一个Flow Label的标签字段，用于处理多PW的流量路径Hash，因此别的厂家设备肯定无法识别，只能在全Cisco设备环境下部署。其他厂商也有开发出类似的技术，对多PW进行流量负载分担，但也都是私有的小特性，无法互通组网。