LDP扩展

LDP扩展
（1）LDP跨域扩展
（2）LDP为BGP路由分标签
（3）LDP over GRE/mGRE

（1）LDP跨域扩展

LDP跨域扩展通过使能LDP按最长匹配原则查找路由，使LDP能够依据聚合后的路由建立起跨越多个IGP区域的LDP LSP。
产生原因
当网络规模比较大时，通常需要部署多个IGP区域来达到灵活部署和快速收敛的目的。在这种情况下，IGP区域间进行路由通告时，为了避免路由数量多而引起的对资源的过多占用，区域边界路由器（ABR）需要将区域内路由聚合，再通告给相邻的IGP区域。然而，LDP在建立LSP的时候，会在路由表中查找与收到的标签映射消息中携带的FEC精确匹配的路由，对于聚合路由，LDP只能建立Liberal LSP，无法建立跨越IGP区域的LDP LSP。因此，引入LDP跨域扩展来解决这个问题。
已经被分配标签，但是没有建立成功的LSP叫做Liberal LSP。

实现过程
如图所示，存在Area10和Area20两个IGP区域。在Area10区域边缘的LSR_2的路由表中，存在到LSR_3和LSR_4的两条主机路由，为了避免路由数量多而引起的对资源的过多占用，在LSR_2上通过ISIS路由协议将这两条路由聚合为1.3.0.0/24发送到Area20区域。
LDP跨域扩展组网拓扑

LDP在建立LSP的时候，会在路由表中查找与收到的标签映射消息中携带的FEC精确匹配的路由，对于图1中的情况，LSR_1的路由表中只有这条聚合后的路由，而没有32位的主机路由。LSR_1的路由表项信息和FEC携带的路由信息如表所示。
LSR_1的路由表项信息和FEC携带的路由信息

对于聚合路由，LDP只能建立Liberal LSP，无法建立跨越IGP区域的LDP LSP，以至于无法提供必要的骨干网隧道。
因此，在LSR_1上需要按照最长匹配原则查找路由建立LSP。在LSR_1的路由表中，已经存在聚合路由1.3.0.0/24。当LSR_1收到Area10区域的标签映射消息时（例如携带的FEC为1.3.0.1/32），按照最长匹配的查找方式，LSR_1能够找到聚合路由1.3.0.0/24的信息，把该路由的出接口和下一跳作为到FEC 1.3.0.1/32的出接口和下一跳。这样，LDP就可以建立跨越IGP区域的LDP LSP。

（2）LDP为BGP路由分标签

LDP为BGP路由分标签是指LDP为带标签的公网32位掩码的BGP路由建立LDP Egress LSP。
产生原因
网络规模较大时，普通L3VPN跨域OptionC场景中，PE和ASBR之间建立全连接的IBGP邻居关系，设备负担重、配置复杂，不易于扩展。因此，引入LDP为BGP路由分标签来解决上述问题。
实现过程
如图1所示，与普通L3VPN跨域OptionC的不同的是，PE_1和ASBR_1之间，以及PE_2和ASBR_2之间不需要建立IBGP邻居，而是在两个ASBR上分别配置LDP为BGP路由分标签策略，并将BGP路由引入IGP协议发布，最终使PE上建立目的地址是到对端PE的LDP LSP作为L3VPN的公网隧道。其中，LDP LSP和BGP LSP为公网隧道用来承载私网流量。
L3VPN跨域OptionC

路由发布过程
如图，以PE_2的Loopback地址为例。PE_2将5.5.5.9／32通过IGP协议发布给ASBR_2；ASBR_2学到5.5.5.9／32的路由后，通过BGP协议发布到EBGP邻居ASBR_1；ASBR_1学到5.5.5.9／32的带标签的公网BGP路由后，将5.5.5.9／32通过IGP协议（此时已将BGP路由5.5.5.9引入IGP协议）发布给PE_1；PE_1学到5.5.5.9／32（此时是IGP路由）。
标签分发过程
公网隧道标签的分发过程，如图2所示。其中，Lm是MP-BGP分发的标签，Lx、Ln和标签3是LDP为IGP路由分发的标签；而Ly是LDP为BGP路由分发的标签。
标签分发过程

报文转发过程

标签分发完成后，建立MPLS LSP，其报文转发过程，如图3所示。其中L3表示为私网标签。

在PE_1上压入一层BGP私网标签，再压入一层LDP标签；在P_1上进行标签交换；在ASBR_1上弹出外层LDP的标签，进入到BGP LSP，并压入一层BGP公网标签；在ASBR-2上弹出外层的BGP公网标签，进入到LDP LSP，并压入一层LDP标签；在P_2上进行标签交换并弹出标签3；在PE_2上弹出内层的BGP私网标签，转发到20.0.0.1／8。

（3）LDP over GRE/mGRE

LDP over GRE/mGRE
通用路由封装协议GRE（Generic Routing Encapsulation）提供了将一种协议的报文封装在另一种协议报文中的机制，使报文能够在异种网络中传输，而异种网络中传输报文的通道称为隧道（Tunnel）。
目前，GRE隧道可以通过两种隧道接口建立：
    GRE隧道接口
    GRE隧道接口是为实现报文的封装而提供的一种点对点类型的逻辑接口，包含源地址、目的地址和隧道接口IP地址。
    mGRE隧道接口
    mGRE隧道接口是为实现DSVPN而提供的一种点到多点类型的逻辑接口，包含源地址、目的地址和隧道接口IP地址。
    与GRE隧道接口手工指定目的地址不同，mGRE隧道接口的目的地址来自于NHRP地址解析协议，一个mGRE隧道接口上，可以存在多条GRE隧道，有多个GRE对端。
骨干网某些设备未启用或不支持MPLS的场景中，由于LDP LSP无法建立，企业将无法构建L2VPN或者L3VPN网络。LDP over GRE/mGRE正是为了解决这个问题而提出的。
LDP over GRE
LDP over GRE技术通过在GRE隧道接口上使能MPLS LDP，使用GRE隧道承载MPLS LDP报文，建立LDP LSP。
如图1，企业在PE_1和PE_2之间部署L2VPN或者L3VPN业务，由于骨干网设备可能未启用或不支持MPLS，需要在PE_1和PE_2之间建立一条跨越GRE隧道的LDP LSP。
LDP over GRE应用于企业L3VPN或L2VPN组网（P设备都不支持MPLS）

如图，骨干网P_2设备支持MPLS，但P_1设备不支持，此时可以通过在PE_1和P_2之间建立GRE隧道，从而建立一条跨越GRE隧道的LDP LSP。
LDP over GRE应用于企业L3VPN或L2VPN组网（部分P设备不支持MPLS）

LDP over mGRE
如图3，企业将IP/MPLS骨干网建立在总部，而其他跨区域的分支机构则需要通过公网设备连接到企业IP/MPLS骨干网。当企业需要在总部和分支机构构建L3VPN网络时，一般可以使用LDP over GRE技术实现。然而，会存在以下两种困难：
    分支机构设备公网地址不固定
    分支Spoke设备采取动态方式接入，公网地址动态分配。当使用LDP over GRE技术时，由于多个分支机构设备公网地址不固定，无法使用传统的点到点GRE技术建立GRE隧道，这样企业的L3VPN业务将无法部署。
    分支机构数目多
    当企业有大量分支机构时，存在大量的Spoke设备，此时使用GRE技术建立隧道时（假设这些设备都使用固定的公网地址），需要在Hub设备上创建大量的GRE接口，配置复杂且不方便维护。
使用DSVPN（Dynamic Smart VPN Virtual Private Network）技术可以解决上述问题：NHRP可以解决分支机构设备公网地址不固定带来的问题，在分支和总部间动态建立隧道；mGRE使得一个隧道接口上建立多条GRE隧道，简化了Hub设备的配置。与LDP over GRE技术类似，LDP over mGRE技术通过在mGRE隧道接口上使能MPLS LDP，使用GRE隧道承载MPLS LDP报文。
如图3，企业自建骨干网。总部Hub-P_1使用静态地址接入公网，分支机构Spoke-PE使用动态地址接入公网。企业要求在所有PE设备之间部署L3VPN业务。由于分支机构设备通过公网连接到企业IP/MPLS骨干网，并且Spoke-PE公网地址不固定，需要使用LDP over mGRE技术在PE设备之间建立跨越GRE隧道的LDP LSP。
图3 LDP over mGRE应用于企业Hub-Spoke组网

使用LDP over mGRE技术构建L3VPN网络时，分支间的流量经过Hub进行中转。
然而这种流量经过总部中转的处理方式，在承载语音业务（需要点到点的直接通信）时会引起一定的时延，此时可以使用普通的DSVPN技术，分支间动态建立隧道进行直接通信。虽然普通DSVPN有这些优势，但是也有一些存在争议的地方：
    当分支Spoke之间的隧道处于建立阶段时，分支间流量通过Hub中转，当分支Spoke间隧道建立完成时，流量将切换到隧道转发。在这个过程中，接收方可能会存在报文乱序的问题。
    由于分支间创建的隧道需要动态地维护，当Spoke设备性能较低时，如果同时维护大量隧道信息会造成设备性能的下降，继而影响其他业务。
另外，MPLS网络要求报文在所有入节点和出节点之间的LSP路径上进行标签交换。使用LDP over mGRE技术之后，所有的Spoke设备相当于MPLS网络的PE设备。如果Spoke设备之间直接进行通信（当然这种处理方式没有被采用），每两台Spoke设备之间都需要建立一条LSP并分发标签，最终会造成Spoke设备标签资源匮乏。此时可以通过使用Hub设备进行中转（相当于MPLS网络的P设备，维护LDP邻居关系和交换报文标签），Spoke设备只需要与Hub建立一条LSP即可实现与其他Spoke通信。由于使用MPLS标签交换，Hub设备的性能并不会因此而受到很大的影响，只是额外增加了Hub设备的流量。
虽然LDP over mGRE技术没有使用DSVPN技术在Spoke间动态建立隧道的功能，但是它提供了一种可接受的并且更加明确的Spoke间流量的转发路径（Spoke-Hub-Spoke），一般使用在需要扩大MPLS网络区域范围场景中。