MPLS-LDP（个人学习笔记）

定义

标签分发协议LDP（Label Distribution Protocol）是多协议标签交换MPLS的一种控制协议，负责转发等价类FEC的分类、标签的分配以及标签交换路径LSP的建立和维护等操作。LDP规定了标签分发过程中的各种消息以及相关处理过程

术语

LDP会话：LDP会话用于LSR之间交换标签映射、释放等消息。（两种可以共存）

1、远端LDP会话（Remote LDP Session）：建立会话的两个LSR之间可以是直连的，也可以是非直连的

2、本地LDP会话（Local LDP Session）：建立会话的两个LSR之间是直连的。

LDP邻接体：两台LSR之间交互Hello消息之后，即建立起邻接体（Adjacency）关系

两种邻接体：

1、本地邻接体（Local Adjacency）：以组播形式发送Hello消息（即链路Hello消息）发现的邻接体叫做本地邻接体。

2、远端邻接体（Remote Adjacency）：以单播形式发送Hello消息（即目标Hello消息）发现的邻接体叫做远端邻接体

LDP对等体：指相互之间存在LDP会话、使用LDP来交换标签消息的两个LSR

LSR ID与LDP ID

每一台运行了LDP的LSR除了必须配置LSR ID，还必须拥有LDP ID。

LDP ID的长度为48 bit，由32 bit的LSR ID与16 bit的标签空间标识符（Label Space ID）构成。
LDP ID以“LSR ID : 标签空间标识”的形式呈现。例如2.2.2.2:0。

标签空间标识一般存在两种形态：

值为0：表示基于设备（或基于平台）的标签空间；（现在都是用这个）
值非0：表示基于接口的标签空间

LDP工作机制

LDP消息类型

发现（Discovery）消息：用于通告和维护网络中LSR的存在，如Hello消息。
会话（Session）消息：用于建立、维护和终止LDP对等体之间的会话，如Initialization消息、Keepalive消息。
通告（Advertisement）消息：用于创建、改变和删除FEC的标签映射。
通知（Notification）消息：用于提供建议性的消息和差错通知。

LDP会话建立

基本发现机制：用于发现链路上直连的LSR。

        LSR通过周期性地发送LDP链路Hello消息（LDP Link Hello），实现LDP基本发现机制，建立本地LDP会话。
        LDP链路Hello消息使用UDP报文，目的地址是组播地址224.0.0.2。如果LSR在特定接口接收到LDP链路Hello消息，表明该接口存在LDP对等体。

建立连接阶段

Hello报文中携带传输地址，双方后续将使用传输地址建立LDP会话。

传输地址较大的一方作为主动方，主动发起建立TCP连接。

        经过TCP三次握手之后，两者建立起TCP连接

1、传输地址较大的一方作为主动方，主动方发送初始化消息，协商建立LDP会话参数

LDP会话的相关参数包括LDP协议版本、标签分发方式、Keepalive保持定时器的值、最大PDU长度和标签空间等

2、被动方收到初始化报文后，若接受的相关参数，则回应Keepalive报文作为确认，为了提高发送效率同时发送自己的初始化报文。如果被动方不能接受相关参数，则发送Notification消息终止LDP会话的建立

3、当主动方收到被动方的初始化报文后，若接受相关参数，则回复Keepalive报文给被动方

4、双方都收到对端的Keepalive报文后，会话建立成功，后续通过周期性发送的Keepalive报文保持会话

LDP标签分发

发布方式

        下游自主方式DU：对于一个特定的FEC，LSR无需从上游获得标签请求消息即进行标签分配与分发。

        下游按需方式DoD：对于一个特定的FEC，LSR获得标签请求消息之后才进行标签分配与分发。

特别说明：

        标签发布方式为DU时，系统默认支持LDP为所有对等体分标签，即每个节点都可以向所有的对等体发送标签映射消息，不再区分上下游关系。因为在只给上游对等体分标签情况下，发送标签映射消息的时候，要根据路由信息对会话的上下游关系进行确认。如果发生路由变化，上下游关系倒换，新的下游需要重新给上游节点发送标签映射消息，收敛比较慢。

两种发布方式如图所示：

标签分配控制方式

独立标签分配控制方式（Independent）：本地LSR可以自主地分配一个标签绑定到某个FEC，并通告给上游LSR，而无需等待下游的标签。（不使用）

有序标签分配控制方式（Ordered）：对于LSR上某个FEC的标签映射，只有当该LSR已经具有此FEC下一跳的标签映射消息、或者该LSR就是此FEC的出节点时，该LSR才可以向上游发送此FEC的标签映射。（现使用）

组合方式：

DU ＋ Independent：LSR（Transit）无需等待下游（Egress）的标签，就会直接向上游（Ingress）分发标签。

DoD＋Independent：发送标签请求的LSR（Ingress）的直连下游（Transit）会直接回应标签，而不必等待来自最终下游（Egress）的标签。

DU ＋ Ordered：LSR（Transit）只有收到下游（Egress）的标签映射消息，才会向上游（Ingress）分发标签。

DoD ＋ Ordered：发送标签请求的LSR（Ingress）的直连下游（Transit）只有收到最终下游（Egress）的标签映射消息，才会向上游（Ingress）分发标签。

标签保留方式

自由模式：对于从邻居LSR收到的标签映射，无论邻居LSR是不是自己的下一跳都保留。

保守模式：对于从邻居LSR收到的标签映射，只有当邻居LSR是自己的下一跳时才保留。

说明：

        使用自由标签保持方式，LSR可以直接利用原来非下一跳邻居发来的标签，迅速重建LSP，但需要更多的内存和标签空间。

        使用保守标签保持方式，LSR只保留来自下一跳邻居的标签，节省了内存和标签空间，但LSP的重建会比较慢。
        保守标签保持方式通常与DoD方式一起，用于标签空间有限的LSR

目前设备支持如下组合方式：

        下游自主方式（DU）＋有序标签分配控制方式（Ordered）＋自由标签保持方式（Liberal，该方式为缺省方式。

        下游按需方式（DoD）＋有序标签分配控制方式（Ordered）＋保守标签保持方式（Conservative）。