Стек меток

Наличие стека меток является одним из оригинальныхсвойств MPLS/ Концепция стека ме­ток является развитием концепции двухуровневой адресации виртуальных путей с помощью меток ув/VpJ, принятой в ATM*^:: _: '•..•.>:;. v.:

Стек меток позволяет создавать систему агрегированных путей LSP с любым ко­личеством уровней иерархии. Для поддержки этой функции MPLS-кадр, кото­рый перемещается вдоль иерархически организованного пути, должен включать столько заголовков MPLS, сколько уровней иерархии имеет путь. Напомним, что заголовок MPLS каждого уровня имеет собственный набор полей: метка, CoS, TTL и S. Последовательность заголовков организована как стек, так что всегда имеется метка, находящаяся на вершине стека, и метка, находящаяся на дне стека, при этом последняя сопровождается признаком S = 1. Над метками вы­полняются следующие операции, задаваемые в поле действий таблицы продви­жения:

□ Push — поместить метку в стек. В случае пустого стека эта операция означает простое присвоение метки пакету. Если же в стеке уже имеются метки, в ре­зультате этой операции новая метка сдвигает «старые» в глубь стека, сама оказываясь на вершине.

□ Swap — заменить текущую метку новой.

□ Pop — выталкивание (удаление) верхней метки, в результате чего все осталь­ные метки стека поднимаются на один уровень.

Продвижение MPLS-кадра всегда происходит на основе метки, находящейся в данный момент на вершине стека. Рассмотрим сначала продвижение MPLS- кадра по одноуровневому пути в MPLS-сети, показанной на рис. 22.11.

Сеть состоит из трех MPLS-доменов. На рисунке показан путь LSP1, проложен­ный в домене 1, и путь LSP2 в домене 2. LSP1 соединяет устройства LER1 и LER2, проходя через устройства LSR1, LSR2 и LSR3. Пусть начальной меткой пути LSP1 является метка 256, которая была присвоена пакету пограничным устройством LER1. На основании этой метки пакет поступает на устройство LSR1, которое по своей таблице продвижения определяет новое значение метки пакета (272) и переправляет его на вход LSR2. Устройство LSR2, действуя ана­логично, присваивает пакету новое значение метки (132) и передает его на вход LSR3. Устройство LSR3, будучи предпоследним устройством в пути LSP1, вы­полняет операцию Pop и удаляет метку из стека. Устройство LER2 продвигает пакет уже на основании IP-адреса.

На рисунке также показан путь LSP2 в домене 2. Он соединяет устройства LER3 и LER4, проходя через устройства LSR4, LSR5 и LSR6, и определяется последо­вательностью меток 188, 112, 101.

MPLS-домен 1

LER1

4LSR1 fe!?^ 272

LSR2 LSR3

LER2

MPLS-домен 3 LER5

LER6

, LSR5 112

LER4

^—^ LPS1 MPLS-домен 2 LPS2

Рис. 22.11. Пути LSP1 и LSP2, проложенные в доменах 1 и 2 MPLS-сети

Для того чтобы IP-пакеты могли передаваться на основе техники MPLS не толь­ко внутри каждого домена, но и между доменами (например, между устройства­ми LER1 и LER4), существует два принципиально разных решения.

□ Первое решение состоит в том, что между LER1 и LER4 устанавливается один одноуровневый путь коммутации по меткам, соединяющий пути LSP1 и LSP2 (которые в этом случае становятся одним путем). Это простое, на первый взгляд, решение плохо работает в том случае, когда MPLS-домены принадле­жат разным поставщикам услуг, не позволяя им действовать независимо друг от друга.

LER3,

□ Вторым более перспективным решением является применение многоуровне­вого подхода к соединению двух MPLS-доменов, принадлежащих, возможно, разным поставщикам услуг.

В данном примере в соответствии со вторым подходом был создан путь коммута­ции по меткам второго уровня (LSP3), соединяющий устройства LER1 и LER4. Этот путь определяет последовательность хопов между доменами, а не между внут­ренними устройствами LSR каждого домена. Так, LSP3 состоит из хопов LER1 — LER2 — LER3 — LSR4. В этом отношении многоуровневый подход MPLS кон­цептуально очень близок подходу протокола BGP, определяющего путь между автономными системами.

Рассмотри более детально, как работает технология MPLS в случае путей ком­мутации по меткам двух уровней (рис. 22.12).

Рис. 22.12. Использование стека меток иерархией путей

В устройстве LER1 начинается два пути — LSP1 и LSP3, что обеспечивается со­ответствующей записью в таблице продвижения устройства LER1 (табл. 22.2).

IP-пакеты, поступающие на интерфейс SO устройства LER1, продвигаются на его выходной интерфейс S1, где для них создается заголовок MPLS, включаю­щий метку 315 верхнего уровня (LSP3), которая на этот момент является вер­хушкой стека меток. Затем эта метка проталкивается на дно стека (действие Push), а верхней становится метка 256, относящаяся к LSP1.

Таблица 22.2. Запись в таблице продвижения LER1 Входной интерфейс Метка Следующий хоп Действия         SO   S1 Push

Далее MPLS-кадр с меткой 256 поступает на выходной интерфейс S1 погранич­ного устройства LER1 и передается на вход LSR1. Устройство LSR1 обрабатыва­ет кадр в соответствии со своей таблицей продвижения (табл. 22.3). Метка 256, находящаяся на вершине стека, заменяется меткой 272. (Заметьте, что метка 315, находящаяся ниже в стеке, игнорируется устройством LSR1.)

Таблица 22.3. Запись в таблице продвижения LSR1 Входной интерфейс Метка Следующий хоп Действия         SO   S1

Аналогичные действия выполняет устройство LSR2, которое заменяет метку мет­кой 132 и отправляет кадр следующему по пути устройству LSR3 (табл. 22.4).

Таблица 22.4. Запись в таблице продвижения LSR3 Входной интерфейс Метка Следующий хоп Действия         SO   S1 Pop

Работа устройства LSR3 несколько отличается от работы устройств LSR1 и LSR2, так как оно является предпоследним устройством LSR для пути LSP1. В соответ­ствии с записью в табл. 22.4 устройство LSR3 выполняет выталкивание (Pop) из стека метки 132, относящейся к пути LSP1. В результате верхней меткой стека становится метка 315, принадлежащая пути LSP3. Операция выталкивания мет­ки предпоследним устройством называется Hop Popping (PHP).

Устройство LER2 продвигает поступивший на его входной интерфейс SO кадр на основе своей записи таблицы продвижения (табл. 22.5). Устройство LER2 снача­ла заменяет метку 315 пути LSP3 значением 317, затем проталкивает ее на дно стека и помещает на вершину стека метку 188, которая является меткой пути LSP2, внутреннего для домена 2. Перемещение кадра вдоль пути LSP2 происхо­дит аналогичным образом.

Таблица 22.5. Запись в таблице продвижения LER2 Входной интерфейс Метка Следующий хоп Действия         SO   S1 317 Push 188

Описанная модель двухуровневого пути легко может быть расширена для любо­го количества уровней.