LDP：标签分发协议  指动态分发

LDP协议

基于TLV架构

LDP负责FEC的分类、标签的分配以及LSP的建立和维护等操作。

LDP的工作过程：

• LSR之间建立LDP的会话
• LSR之间基于LDP会话动态交换标签与FEC的映射信息，根据信息建立LSP。

LDP会话分为：

本地LDP会话：LSR之间是直连的

远端LDP会话：LSR之间可以是直连的，也可以是非直连的

两台LSR之间交互了Hello消息之后，代表建立邻接体关系。建立了邻接体关系，并交互了LDP会话消息后，表示建立了LDP会话，两台设备之间形成LDP对等体关系。

LSR ID与LDP ID

LDP ID＝LSR ID+空间标识符构成

例：

LSR ID：1.1.1.1     32bit

LDP ID：1.1.1.1:0   32bit+16bit

空间标识符的两种形态：

• 值为0：表示基于设备的标签空间
• 值非0：表示基于接口的标签空间

基于设备分配标签就是，一台设备使用了某个标签，就不能再继续使用了

基于接口分配标签就是，一个接口使用了某个标签，其他接口依然可以使用

例：

基于设备：R1的1号接口使用了0-1024标签，那么这些标签已经被使用了，其他接口就不能继续使用；

基于接口：R1的1号接口使用了0-1024标签，但只是这个接口使用过了，其他接口依然可以继续使用。

LDP消息

LDP消息分为四大类，发现消息、会话消息、通告消息、通知消息（错误）。

发现消息使用UDP，其他消息都使用TCP。UDP发现邻居，TCP建立邻居。

LDP会话的建立

1、LDP Hello发现邻居

使用LDP Hello报文发现邻居，使用物理接口地址向组播地址224.0.0.2发送Hello报文（源目端口都是646）；

2、建立TCP连接

交互完LDP Hello报文后，进行主从选举，使用传输地址较大的一方作为主动方，发起TCP连接。（此时的源目地址都是传输地址，源端口是随机，目的端口是646）

3、协商参数

建立完TCP连接后，主动方发送LDP 初始化报文（init），协商LDP会话参数，被动方收到之后回应keepalive+init报文，主动方收到后，若接受该参数，则回复keepalive报文，此时会话建立成功。

4、标签映射

LDP对等体建立完成之后，使用标签映射报文相互通告标签映射。

建立成功之后，使用LDP Hello报文保活，每5秒发送一次，15秒没发送就down掉。

LDP标签分发

标签的发布和管理：

标签发布方式（产生标签）：DU模式

下游自主方式：只要有这条路由，就可以在本地产生in方向的标签。  默认使用

下游按需方式：必须收到标签请求消息，才会产生标签。

标签分配控制方式（传输标签）：

独立方式：本地LSR可以自主分配标签，发给上游，不用等待下游的标签。

有序方式：只有LSR具有下一跳的标签时，才可以向上游发送标签。默认使用

标签保持方式（保存标签）：

自由方式：只要收到了标签，就会保留。  默认使用

保守方式：只有当邻居LSR是自己的下一跳发来的标签，才会保留。

PHP特性   ---次末跳弹出

隐式空标签：

在LSP的最后一跳节点，已不需要再进行标签交换。此时，可以配置倒数第二跳弹出特性PHP（Penultimate Hop Popping），在倒数第二跳节点处将标签弹出，最后一跳节点直接进行IP转发或者下一层标签转发，减少最后一跳标签交换的负担。

egress节点为本地路由分配标签的时候，会分配一个特殊标签 -3，称为隐式空标签。当LSR转发标签报文时，发现出标签为3的时候，会把标签头部弹出，只剩下了IP报文，转发给egress节点，egress节点就可以直接查询fib表转发出去了。

显式空标签：     label advertise explicit-null

由于PHP特性默认存在，如果在部署QOS的场景下，MPLS路由器还需要通过标签中的EXP位获取QOS的信息，所以引入了显式空标签（值为0），当最后一跳路由器收到带有标签0的报文后，可直接读取标签中的QOS信息，读完之后直接移除标签，然后再直接通过fib表转发。

Egress分配的标签类型决定了倒数第二跳转发带标签报文的方式：

·     如果分配的是隐式空标签，则倒数第二跳根据标签找到下一跳转发信息后，直接弹出标签。

·     如果分配的是显式空标签，则倒数第二跳将标签值替换为显式空标签。

·     如果分配的是非空标签，则倒数第二跳将标签值替换为Egress分配的标签值。

隐式空标签：取值为3。当一个LSR发现下游LSR通告的标签为隐式空标签时，它并不用这个值替代栈顶原来的标签，而是直接弹出标签，并将报文转发给下游LSR（即Egress）。Egress接收到报文后，直接进行下一层的转发处理。

显式空标签：取值为0或2。0用于IPv4网络；2用于IPv6网络。在某些情况下，Egress需要根据标签栈中的TC等信息决定QoS策略，此时利用显式空标签就可以在保留标签栈信息的同时，简化Egress节点的转发处理。Egress为FEC分配显式空标签并通告给上游LSR后，上游LSR用这个值替代栈顶原来的标签，并将报文转发给下游LSR（即Egress）。Egress收到标签值为0或2的报文时，不会查找标签转发表，从标签中获取TC等信息后，直接弹出标签栈，进行下一层的转发处理。

总结：

隐式空标签：次末跳弹出默认存在，最后节点路由器给上游分配3号标签，当上游路由器转发时，发现出标签是3，就会弹出标签头部（通过swap弹出），变成IP报文，发给最后一跳路由。次末跳弹出丢失了EXP位，所以无法部署QOS；

显式空标签，最后节点路由器会向倒数第二跳分配0号标签，所以到最后一跳路由器时，可以通过该标签获取QOS信息，同时又因为是0号标签，所以不用查标签转发表，直接丢弃掉0号标签，再去查ip路由表转发。

隐式空标签在倒数第二跳就已经弹掉了标签，而显式空标签在最后一跳弹出标签。

BGP路由黑洞问题

在这张拓扑图上，R1-R2-R3底层使用OSPF打通，然后建立MPLS LDP，R1-R3又互为IBGP邻居。

同时，R1有个loopback10地址：10.1.1.1/32；R3有个loopback10地址：10.3.3.3/32。在R1和R3上分别使用BGP进行network

由于R2没有建立BGP，在R1去访问R3时间，在R2上会出现路由黑洞，丢弃数据包。
要求如下：10.1.1.1/32去访问10.3.3.3/32时，走MPLS隧道，而不使用IGP进行宣告，同时解决了BGP的路由黑洞问题。

可以在R1和R3上分别使用route recursive-lookup tunnel该命令，可将10.1.1.1-->10.3.3.3的流量引到MPLS中，从而使流量走隧道路径。

实现原理：由于R1和R3互为IBGP邻居，所以在R1的BGP路由表中，会有10.3.3.3的路由，下一跳指向R3，在R1去访问10.3.3.3时，R1查看FIB表，隧道ID为0，从而走IP路径，但由于到达R2时，R2没有这条路由，将数据包丢弃，由此可见走IP路径失败。但是R1与R3之间是有一条隧道的，在他们的BGP路由表的下一跳又互相指向对方，所以可借助R1和R3之间的隧道，将该流量引入到MPLS隧道中，从而实现10.1.1.1-->10.3.3.3走标签路径。
缺省情况下，非标签公网BGP路由、静态路由只能迭代到出接口和下一跳，不会迭代到隧道。可以通过配置此命令使上述路由优先迭代到隧道，如果没有隧道，上述路由也可以迭代到出接口和下一跳。