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5.6.1 MPLSVPN的實現

MPLS為實現IP-VPN提供了一種靈活、具有可擴展性的技術基礎，服務提供者可以根據其內部網絡以及用戶的特定需求來決定自己的網絡如何支持VPN.因此在MPLS/ATM網絡中有多種支持VPN的方法，下面介紹其中兩種方法。

第一種方法是使用LDP的一般操作方式，即拓撲驅動方式來實現基本的LSP建立過程，同時使用兩級LSP隧道（標記堆棧）來支持VPN的內部路由。

圖5-49所示為在MPLS/ATM核心網絡中提供VPN業務的一種由LER和LSR構成的網絡配置。

LER（標記邊緣路由器）是MPLS的邊緣路由器，它位于MPLS/ATM服務提供者網絡的邊緣。對于VPN用戶的IP業務量，LER將是VPN隧道的出口與入口節點。如果一個LER同時為多個用戶所共享，它還應當具有執行虛擬路由的能力。這就是說，它應當為自己服務的各個VPN分別建立一個轉發表，這是因為不同VPN的IP地址空間可能是有所重疊的。

LSR（標記交換路由器）組成MPLS/ATM核心網絡，它是服務提供者的下層網絡。

希望提供VPN的網絡提供者必須先對MPLS域進行配置。這里的MPLS域指的是VPN區域。作為一種普通的LDP操作，基本的LSP建立過程將使用拓撲驅動方法來進行，這一過程被定義為使用基本標記的、基本的或是單級LSP建立。而對于VPN內部路由，則將使用兩級LSP隧道（標記堆棧）。

每一個LER都有一個任務，即發現在VPN區域中為同一VPN服務的其他所有LER.由于本方法最終目的是要建立第二級MPLS隧道，所以LER發現對等實體的過程也就是LDP會話初始化的過程。每一個LER沿著能夠到達其他LER的每一條基本網絡LSP,向下游發送一個LDPHello消息。LDPHello消息中會包含一個基本的MPLS標記，以方便這些消息能夠最終到達目的LER。

LDPHello消息實際上是一種查詢消息，通過這一消息，發送方可以獲知在目的LER處是否存在與發送方LSR同厲一個VPN的LER（對等實體）。新的Hello消息相鄰實體注冊完成之后，相關的兩個LER之間將開始發起LDP會話。隨后，其中一個LER將初始化與對方的TCP連接。當TCP連接建立完成而且必要的初始化消息交互也完成之后，對等LER之間的會話便建立起來了。此后，雙方各自為對方到自己的LSP隧道提供一個標記。如果LSP隧道是嵌鑾隧道，則該標記將被推入標記找中，并被置于原有的標記之上。

通過路由信息的交換，LER可以學習與之直接相連的、用戶站點的IP地址前綴。LER需要找到對等LER,還需要找到在一個VPN中哪些LER是為同一個VPN服務的。LER將與其所屬的VPN區域中其他的LER建立直接的LDP會話。換言之，只有支持相同VPN的LER之間才能成功地建立LDP會話。

最早在嵌套隧道中傳送的數據流是LER之間的路由信息。當一個LER被配置成一個VPN的一員時，配置信息將包含它在VPN內部要使用的路由協議。在此過程中，還可能會配置必要的安全保密特性，以便該LER能夠成為其他LER的相鄰路由器。在VPN內部路由方案中，每一次發現階段結束之后，每一個LER都將發布通過它可以到達的、VPN用戶的地址前綴。

LER之間的路由信息交互完成之后，各個LER都將建立起一個轉發表，該轉發表將把VPN用戶的特定地址前綴（FEC轉發等價類）與下一跳聯系起來。當收到的IP分組的下一跳是一個LER時，轉發進程將首先把用于該LER的標記（嵌套隧道標記）推入標記棧，隨后把能夠到達該LER的基本網絡LSP上下一跳的基本標記推入標記分組。接著帶有兩個標記的分組將被轉發到基本網絡LSP中的下一個LSR;當該分組到達目的LER時，最外層的標記可能已經發生許多次的改變，而嵌套在內部的標記始終保持不變：當標記棧彈出后，繼續使用嵌套標記將分組發送至正確的LER.在LER上，每一個VPN使用的嵌套標記空間必須與該LER所支持的其他所有VPN使用的嵌套標記空間不同。

第二種在公共網中實現VPN業務的方法是使用MPLS和多協議邊界網關協議來提供，其技術細節可以參見RFC2547.圖5-50所示為使用RFC2547的網絡模型。

提供者邊緣（PE）路由器是與用戶路由器相連的服務提供者邊緣路由器。實際上，它是一個邊緣LSR,即MPLS網絡與不使用MPLS的用戶或服務提供者之間的接口。

用戶邊緣（CE）路由器是用于將一個用戶站點接至PE路由器的用戶邊緣路由器。在這一方案中，CE路由器不使用MPLS,它只是一臺IP路由器。CE不必支持任何VPN的特定路由協議或信令。

提供者（P）路由器是指網絡中的核心LSR。

站點（Site）是指這樣一組網絡或子網：它們是用戶網絡的一部分，通過一條或多條PE/CE鏈路接至VPN.VPN是指一組共享相同路由信息的站點。一個站點可以同時位于不同的幾個VPN之中。

服務提供者將為每一個VPN分配一個標志符，該標志符稱為路徑區別標志（RD），它對應于服務提供者網絡中的每一個Intranet或Extranet都是不同的。PE路由器中的轉發表里將包含一系列地址，這些地址稱為VPNIP地址，它們是由RD與用戶的IP地址連接而成的。VPNIP地址對于服務提供者網絡中的每一個端點都是，對于VPN中的每一個節點（即VPN中的每一個PE路由器），轉發表中都將存儲有一個條目。

從圖5-50可以看出，P路由器位于MPLS網絡的核心。PE路由器將使用MPLS與核心MPLS網絡通信，同時使用IP路由技術來與CE路由器通信。P與PE路由器將使用IP路由協議（內部網關協議）來建立MPLS核心網絡中的路徑，并且使用LDP實現路由器之間的標記分發。

PE路由器使用多協議BGP4來實現彼此之間的通信，完成標記交換和每一個VPN策略。除非使用了路徑映射標志（routereflector），否則PE之間是BGP全網狀連接。特別地，圖5-50中的PE處于同一自治域中，它們之間使用內部BGP（iBGP）協議。

P路由器不使用BGP而且對VPN-無所知，它們使用普通的MPLS協議與進程。

PE路由器可以通過IP路由協議與CE路由器交換IP路徑，也可以使用靜態路徑在CE與PE路由器之間使用普通的路由進程。CE路由器不必實現MPLS或對VPN有任何特別了解。

PE路由器通過iBGP將用戶路徑分發到其他的PE路由器。為了實現路徑分發，BGP使用VPN-IP地址（由RD和IPv4地址構成）。這樣，不同的VPN可以使用重疊的IPv4地址空間而不會發生VPN-IP地址重復的情況。PE路由器將BGP計算得到的路徑映射到它們的路由表中，以便把從CE路由器收到的分組轉發到正確的LSP上。

這一方案使用兩級標記：內部標記用于PE路由器對于各個VPN的識別：外部標記則為MPLS網絡中的LSR所用，它們將使用這些標記把分組轉發給正確的PE.

希望提供IP-VPN業務的網絡提供者必須按照連接需求對網絡進行設計與配置，這包括：

PE必須為其支持的VPN以及與之相連的CE所屬的VPN進行配置；MPLS網絡或者是一個路徑映射標志中的PE路由器之間必須進行對等關系的配置：為了與CE進行通信，還必須進行件通的路由協議配H:為了與MPLS核心網絡進行通信，還必須進行鋅通的MPLS配置（如LDP、IGP）。另外，P路由器除了要求能夠支持MPLS之外，還要能夠支持VPN.PE路由器使用IP路由協議或者是靜態路徑的配置來交換路由信息，并且通過這一過程獲得與之直接相連的用戶網站IP地址前綴。

PE路由器通過與其BGP對等實體交換VPN-IP地址前綴來獲得到達目的VPN站點的路徑。另外，PE路由器還要通過BGP與其PE路由器對等實體交換標記，以此確定PE路由器間連接所使用的LSP.這些標記用做第二級標記，P路由器看不到這些標記。

PE路由器將為其支持的每一個VPN分別建立路由表和轉發表，與一個PE路由器相連的CE路由器則根據該連接所使用的接口選擇合適的路由表。

PE之間的路由信息交換完成之后，每一個PE都將為每一個VPN建立一個轉發表，該轉發表將把VPN用戶的特定地址前綴與下一跳PE路由器聯系起來。

當收到發自CE路由器的IP分組時，PE路由器將在轉發表中查詢該分組對應的VPN。

如果找到匹配的條目，路由器將執行以下操作：

如果下一跳是一個PE路由器，轉發進程將先把從路由表中得到的、該PE路由器所對應的標記（嵌套隧道標記）推入標記棧：PE路由器把基本的標記推入分組，該標記用于把分組轉發到到達目的PE路由器、基本網絡LSP上的第一跳：帶有兩級標記的分組將被轉發到基本網絡LSP上的下一個LSR。

P路由器（LSR）使用頂層標記及其路由表對分組繼續進行轉發。當該分組到達目的LER時，最外層的標記可能已發生多次改變，而嵌套在內部的標記保持不變。

當PE收到分組時，它使用內部標記來識別VPN此后，PE將檢査與該VPN相關的路由表，以便決定對分組進行轉發所要使用的接口。

如果在VPN路由表中找不到匹配的條目，PE路由器將檢査Internet路由表（如果網絡提供者具備這一能力）。如果找不到路由，相應分組將被丟棄。

VPNIP轉發表中包含VPNIP地址所對應的標記，這些標記可以把業務流路由至VPN中的每一個站點。這一過程由于使用的是標記而不是IP地址，所以在企業網中，用戶可以使用自己的地址體系，這些地址在通過服務提供者網絡進行業務傳輸時無需網絡地址翻譯（NAT）。通過為每一個VPN使用不同的邏輯轉發表，不同的VPN業務將可以被分開。使用BGP,交換機可以根據入口選擇一個特定的轉發表，該轉發表可以只列出一個VPN有效目的地址。

為了建立企業的Extranet,服務提供者需要對VPN之間的可到達性進行明確指定（可能還需進行NAT配置）。

在服務提供者網絡中，PE所使用的每一個分組都將與一個RD相關聯，這樣，用戶無法將其業務流或者是分組偷偷送入另一個用戶的VPN.注意，在用戶數據分組中沒有攜帶RD‘只有當用戶位于正確的物理端口上或擁有PE路由器中己經配置的、適當的RD時’用戶才能加入一個Intranet或Extranet.這一建立過程可以保證非法用戶無法進入VPN,從而為用戶提供與幀中繼、租用線或ATM業務相同的安全等級。

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