Cisco MPLS

Multiprotocol Label Switching (RFC 3031) är protokoll som routrar kan använda för att forwardera paket baserat på labels istället för destination IP address. Routrarna kallas då LSR, Label Switch Router. Genom att separera forwarding decision från destination IP address kan besluten baseras på andra faktorer såsom QoS eller Traffic Engineering. Det kan användas för vanlig unicast IP forwarding men också annat som t.ex. VPN-tjänster. En MPLS-header är 4 bytes och innehåller bl.a. ett 20-bitars fält som är den unika labeln. Bottom-of-stack bit, QoS marking och TTL finns också i headern. När en E-LSR får in ett IP-paket sänker den IP TTL med ett och sedan pushar den en label och kopierar TTLen till MPLS-headern. När sedan paketet traverserar en LSR sänks endast MPLS-TTLen men vid egress E-LSR kopieras MPLS-TTLen till IP TTL och skickas vidare. Det sista går att ändra på med no mpls ip propagate-ttl, då sätts även MPLS-TTL till 255 av ingress E-LSR för att hela MPLS-nätet verkligen ska vara som ett router hop. Olika protokoll kan användas för control plane, t.ex. LDP och MP-BGP.

MPLS på Cisco-enheter använder sig av CEF.

Tables

För varje VRF skapas det nya tabeller, show cef table

RIB

show ip route
show ip route vrf NAME

LIB, innehåller all labels known to LSR

show mpls ldp bindings
show mpls ldp bindings vrf NAME

FIB, används för paket utan label

show ip cef
show ip cef vrf NAME

LFIB, används för paket med label

show mpls forwarding-table
show mpls forwarding-table vrf NAME

VRF Lite

VRF Lite är vrf:er utan mpls.

show ip vrf

ICMP

Ping

ping mpls ipv4 10.1.1.1/32 

Traceroute

traceroute mpls ipv4 10.1.1.1/32

LDP

För att veta vilka labels en LSR ska sätta på paketen som ska skickas iväg används Label Distribution Protocol (TDP är legacy). Routrar bygger LDP-grannskap och utbyter sedan dynamiskt labels med varandra för att kunna bygga korrekta forwarding tables. För unicast IP routing så utbyts en label per prefix i routingtabellen. Dyker det upp något nytt i routingtabellen skapas en ny lokal label i LIB och sedan annonseras det till alla LDP-grannarna. På så sätt kan en label-switched path (LSP) byggas. Dessa är enkelriktade och en enskild LSR känner inte till hela pathen för det behövs inte. En label går aldrig längre än till grannen utan där poppas eller byts den mot nästa routers label. MPLS låter routingtabellen och IGP stå för path selection och därmed loop-prevention och convergence.

MPLS-nätet måste använda något routingprotokoll för att lära sig routes och dra nytta av label-annonsering, vanligtvis används ett IGP för detta. När en ny lokal label skapas, pga nylärd route från IGP, annonseras det till alla LDP-grannarna (även den man fick route-uppdateringen ifrån, frame-mode MPLS har inte hört talas om split horizon :). Detta händer för alla routes på alla LSR. Router-ID väljs på exakt samma sätt som för OSPF.

Packets: 2, Hellos (UDP), Updates (TCP)

Destination: 224.0.0.2

Port: 646

Global

mpls label protocol ldp
mpls ldp session protection
mpls ldp router-id loopback0 [force]

Per interface

interface gi1/1
 mpls ip
 mpls mtu 1508

Synk med routing protokoll

router isis 1
 mpls ldp sync

Range

mpls label range 200-299
show mpls label range

Verify

show mpls interfaces [vrf NAME]
show mpls ldp discovery
show mpls ldp neighbor

Autentisering

Med autentisering kan man säkra LDP-kommunikationen

ip access-list standard <namn>
permit <granne1>

mpls ldp password required for <access-list>
mpls ldp neighbor <granne1> password <password>

VPN

MPLS VPN (RFC 4364) är en populär MPLS-applikation. PHP är på default. För PE-PE label utbyten används MP-BGP, se även Cisco BGP.

ip bgp-community new-format

Route Distinguisher: är ett 64-bitars nummer som skickas med BGP-uppdateringarna och används för att göra routes unika mellan VRFer. Det används med adressfamiljerna vpnv4 och vpnv6.

Route Target: skickas med BGP-uppdateringarna som ett Extended Community PA. Det används för att bestämma vilken/vilka VRFer routsen ska in i.

Import och export bestämmer vad som ska redistribueras mellan VRF och BGP.

L3 VPN

Add IBGP neighbor

router bgp 1.1
neighbor 10.0.0.10 remote-as 1.1
address-family vpnv4 unicast
send-community extended

Inter-AS MPLS VPN

Back to Back VRFs Option 10A
PE använder iBGP för att distribuera labeled VPN-routes inom sitt AS som vanligt. PE kommunicerar med andra sidan PE med ett sub-interface, länknät och eBGP-grannskap per VRF. Det krävs ingen MPLS mellan PE utan det är unlabeled IP-adresser som annonseras. Detta är dock inte den mest skalbara lösningen.

VPNv4 eBGP Option 10B
PE använder iBGP för att distribuera labeled VPN-routes inom sitt AS som vanligt. PE använder sedan eBGP för att distribuera labeled VPN-routes till PE i ett annat AS, som i sin tur distribuerar dem till PE routrar i sitt AS. Det kan finnas flera vägar mellan de olika AS för redundans och ökad kapacitet. Service Providers måste komma överens om detta. Detta är mer skalbart eftersom det räcker med ett BGP-grannskap per koppling mellan AS.

VPNv4 between RRs Option 10C
(eller PEs using multihop eBGP)

Istället för att använda PEs för att hålla koll och distribuera VPN-routes bygger man grannskap mellan RRs i varje AS. Dock måste PE hålla koll på labeled routes till alla andra PE/RR i sitt AS och skicka med eBGP till andra sidan AS så deras PE/RR hittar till PE/RR i det egna AS. Då kan PE/RR i olika AS bygga eBGP multi-hop grannskap och utbyta labeled VPN-routes. Om P routrar får känna till PE i andra AS fungerar det som vanligt med dubbla labels. Men om det däremot inte är uppsatt så måste det trippel labelas. En för kundens IP till egress PE, en satt av ASBR för egress PE och en för IGP next-hop. Använder man RR är detta ett väldigt skalbart alternativ.

PE-CE Routing

NX-OS

Förutsättningar

install feature-set mpls
feature-set mpls
feature mpls l3vpn
feature mpls ldp
interface loopback 1
 ip address 10.0.0.1/24
mpls ldp configuration
 session protection
 router-id loopback 1

Aktivera på interface

interface e1/1
 mpls ip

Synk med routing protokoll

router isis P1
 mpls ldp sync

Authentication

ip prefix-list <namn> permit <granne1>/32
mpls ldp configuration
password required for <prefix-list>
password option 1 for <prefix-list> key-chain <key-chain-name>