GMPLS中的標記分配協議研究(1)

2019-11-04 12:09:15

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供稿：網友

　　標記分配協議(LDP)是通用多協議標記交換（GMPLS）的重要的信令協議之一.本文主要對LDP及其發展和演變情況進行分析、研究，并對具有共性的數據結構進行歸納、設計.

1 傳統的LDP

傳統的LDP是在MPLS網絡中定義的，是專門用于標記交換路由器（LSR）之間交換“標記/轉發等價類（FEC）”綁定信息以便建立和維護標記交換路徑（LSP）的控制信令.LDP是通過將網絡層的選路信息直接映射到數據鏈路層交換路徑，從而建立LSP的一系列過程和消息.使用LDP進行標記/FEC綁定信息交換的兩個LSR稱為“LDP對等體”.當LDP對等體間存在綁定信息的交換時，我們稱在兩個LDP對等體間存在“LDP會話”. 1.1LDP的消息類型

LDP定義了4類消息：

(1) 發現消息（Discovery Message）：使用UDP報文向物理連接的節點周期廣播或向非直接相連的節點定期發送，以公布LSR的存在、發現近鄰和檢測鏈路的可靠性.

(2) 會話消息（session Message）：使用TCP傳輸，通過在近鄰間建立一條TCP鏈路，實現近鄰會話建立，并維護和關閉近鄰之間的會話.

(3) 公告消息（Advertise Message）：使用TCP傳輸，用于標記捆綁，包括請求標記、發布標記、回收標記、釋放標記、環路檢測和標記詢問.

(4) 通知消息（Notification Message）:使用TCP傳輸，用于報告鏈路狀態和事件的發生.LSR使用LDP發現機制發現潛在的LDP對等節點，針對鏈路層直接相連和鏈路層非直接相連的兩種鄰接節點，使用兩種不同的發現機制：基本發現機制和擴展的發現機制.

1.2LDP的建立過程

(1) 會話的建立過程

該過程分為兩步： TCP連接的建立過程和會話的初始化過程.通過LDP Hello消息的交互，兩個LSR（即LDP對等體）即可建立LDP會話，以便傳輸標記/FEC綁定信息.當一個LSR使用LDP廣播多個標記空間給另一個LSR時，它為每一個標記空間建立一個會話過程.LDP使用TCP提供可靠的傳輸服務，當兩個LSR之間存在多個LDP會話時，每個LDP會話對應一個TCP連接.

(2) LDP會話的維護

LDP通過定期接收LDP協議數據單元（PDU）來維護會話的完整性.

(3) 標記分配過程

LDP支持兩種類型的標記控制方式，即獨立控制方式和順序控制方式.在獨立控制方式下，LSR可以在任何時候向對等節點發送標記映射消息.在順序控制方式下，LSR只有當其為出口LSR，或者已接收到下游有關標記/指定FEC的綁定信息后，才可以向上游分發自己的標記綁定信息. 在獨立和順序標記分配控制方式中，標記能夠按照自由和保守方式來保留.自由方式的主要優點是對路由的改變反映非常迅速，其不足之處在于不需要的標記也被分配和保留.保守方式的主要優點在于只有用于數據轉發的標記才被分配和維護，其主要缺點在于當路由改變時，分組轉發以前必須獲得下一跳的標記.

1.3LDP消息的格式

LDP對等體之間的LDP消息交換，是通過在LDP會話的TCP連接上發送LDP PDU完成的.每個LDP PDU可以攜帶一個或多個LDP消息，而且其多個LDP消息的內容可以互不相關.

LDP PDU由LDP頭（header）和一個/多個LDP消息構成.LDP頭的格式見表1.

GMPLS中的標記分配協議研究(1)（圖一）

LDP采用TLV (TypeLengthValue)方案來對消息中攜帶的信息進行封裝.每個LDP TLV可分為4字節的公共TLV頭單元和可變長度值域單元.TLV格式見表2.

GMPLS中的標記分配協議研究(1)（圖二）

所有的LDP消息都由4字節的消息頭和相應的強制性參數和可選參數組成，所有的參數都采用TLV編碼格式，LDP消息格式如表3所示.

GMPLS中的標記分配協議研究(1)（圖三）

在該版本LDP協議中定義的消息類型見表4.

GMPLS中的標記分配協議研究(1)（圖四）

　　標記分配協議(LDP)是通用多協議標記交換（GMPLS）的重要的信令協議之一.本文主要對LDP及其發展和演變情況進行分析、研究，并對具有共性的數據結構進行歸納、設計.

1 傳統的LDP

傳統的LDP是在MPLS網絡中定義的，是專門用于標記交換路由器（LSR）之間交換“標記/轉發等價類（FEC）”綁定信息以便建立和維護標記交換路徑（LSP）的控制信令.LDP是通過將網絡層的選路信息直接映射到數據鏈路層交換路徑，從而建立LSP的一系列過程和消息.使用LDP進行標記/FEC綁定信息交換的兩個LSR稱為“LDP對等體”.當LDP對等體間存在綁定信息的交換時，我們稱在兩個LDP對等體間存在“LDP會話”. 1.1LDP的消息類型

LDP定義了4類消息：

(1) 發現消息（Discovery Message）：使用UDP報文向物理連接的節點周期廣播或向非直接相連的節點定期發送，以公布LSR的存在、發現近鄰和檢測鏈路的可靠性.

(2) 會話消息（Session Message）：使用TCP傳輸，通過在近鄰間建立一條TCP鏈路，實現近鄰會話建立，并維護和關閉近鄰之間的會話.

(3) 公告消息（Advertise Message）：使用TCP傳輸，用于標記捆綁，包括請求標記、發布標記、回收標記、釋放標記、環路檢測和標記詢問.

(4) 通知消息（Notification Message）:使用TCP傳輸，用于報告鏈路狀態和事件的發生.LSR使用LDP發現機制發現潛在的LDP對等節點，針對鏈路層直接相連和鏈路層非直接相連的兩種鄰接節點，使用兩種不同的發現機制：基本發現機制和擴展的發現機制.

1.2LDP的建立過程

(1) 會話的建立過程

該過程分為兩步： TCP連接的建立過程和會話的初始化過程.通過LDP Hello消息的交互，兩個LSR（即LDP對等體）即可建立LDP會話，以便傳輸標記/FEC綁定信息.當一個LSR使用LDP廣播多個標記空間給另一個LSR時，它為每一個標記空間建立一個會話過程.LDP使用TCP提供可靠的傳輸服務，當兩個LSR之間存在多個LDP會話時，每個LDP會話對應一個TCP連接.

(2) LDP會話的維護

LDP通過定期接收LDP協議數據單元（PDU）來維護會話的完整性.

(3) 標記分配過程

LDP支持兩種類型的標記控制方式，即獨立控制方式和順序控制方式.在獨立控制方式下，LSR可以在任何時候向對等節點發送標記映射消息.在順序控制方式下，LSR只有當其為出口LSR，或者已接收到下游有關標記/指定FEC的綁定信息后，才可以向上游分發自己的標記綁定信息. 在獨立和順序標記分配控制方式中，標記能夠按照自由和保守方式來保留.自由方式的主要優點是對路由的改變反映非常迅速，其不足之處在于不需要的標記也被分配和保留.保守方式的主要優點在于只有用于數據轉發的標記才被分配和維護，其主要缺點在于當路由改變時，分組轉發以前必須獲得下一跳的標記.

1.3LDP消息的格式

LDP對等體之間的LDP消息交換，是通過在LDP會話的TCP連接上發送LDP PDU完成的.每個LDP PDU可以攜帶一個或多個LDP消息，而且其多個LDP消息的內容可以互不相關.

LDP PDU由LDP頭（header）和一個/多個LDP消息構成.LDP頭的格式見表1.