一、MPLS 概述#

• MPLS（Multiprotocol Label Switching）：多协议标签交换
• MPLS 是一种介于数据链路层和网络层之间的 2.5 层技术（Shim 层，位于 PPP/Ethernet 头与 IP 头之间）
• MPLS 核心思想：用 短而定长的标签（32bit）替代 长而不定长的 IP 地址进行转发
• MPLS 优势：
  • 快速转发（硬件查表，一次分类多次转发）
  • 支持 VPN（L2VPN / L3VPN）
  • 支持 TE（流量工程，RSVP-TE）
  • QoS 保障（EXP 字段）
  • 兼容性好（承载 PPP、Ethernet、FR、ATM；承载 IPv4/IPv6/二层帧）

二、MPLS 基本概念 🏷️高频考点#

关键记忆点：FEC 的划分在 Ingress 节点完成，相同 FEC 的报文走相同 LSP。

三、MPLS 标签结构 🏷️高频考点#

MPLS 标签共 4 字节（32bit）：

• 标签值 0–15 保留：
  • 0：IPv4 Explicit Null
  • 1：Router Alert
  • 2：IPv6 Explicit Null
  • 3：Implicit Null（PHP 标志）
• 标签栈：多层标签嵌套（VPN 典型 2 层，条码堆栈），S=1 表示最底层
• 标签位于二层帧头与三层 IP 头之间，二层 Protocol Type 字段标识：
  • Ethernet：0x8847（单播 MPLS）/ 0x8848（多播 MPLS）
  • PPP：0x0281

四、MPLS 工作原理 🏷️高频考点#

MPLS 报文处理三阶段：

五、LDP 协议 🏷️高频考点#

• LDP（Label Distribution Protocol）：标签分发协议
• LDP 使用 UDP 646（Hello 发现） 和 TCP 646（会话建立）
• LDP 消息类型：
  • Discovery Hello：发现邻居（UDP 组播 224.0.0.2，发往 All Routers）
  • Initialization：建立会话（协商参数、标签空间）
  • Keepalive：维护会话
  • Label Mapping：标签映射消息（FEC↔Label）
  • Label Withdraw：标签撤销
  • Label Release：释放标签
  • Label Request：按需请求标签（DoD 模式）
• LDP 标签分配方式：
  • 下游自主分配（DU，Downstream Unsolicited）：主动分配标签（华为默认）
  • 下游按需分配（DoD，Downstream On Demand）：上游请求才分配
• 标签保持方式：
  • 自由模式（Liberal）：保留所有邻居分配的标签（利于快速切换，华为默认）
  • 保守模式（Conservative）：仅保留下一跳分配的标签（节省内存）
• 标签分发控制方式：
  • 有序方式（Ordered）：只有 Egress 为 FEC 分配标签后，上游才分配（华为默认）
  • 独立方式（Independent）：各节点独立分配标签

六、MPLS VPN 🏷️高频考点#

MPLS L3VPN 核心概念：

七、Segment Routing 概述 🏷️高频考点#

• SR（Segment Routing）：段路由，源路由机制，由 IETF RFC 8402 定义
• SR 优势：
  • 简化控制平面：无需 LDP/RSVP-TE，IGP 直接扩展承载 SID
  • 与 IGP 集成：OSPF/IS-IS 扩展泛洪 SID
  • 可扩展性强：SRv6 基于 IPv6 地址空间
  • 集中控制：与 SDN/控制器（PCEP/BGP-LS）天然契合
  • 快速重路由（TI-LFA）：收敛亚秒级
• SR 核心概念：
  • Segment（段）：网络指令，指导报文转发（类似 MPLS 标签 / IPv6 指令）
  • Segment List：有序的段列表，定义端到端转发路径
  • SID（Segment ID）：段的标识
  • SRGB（Segment Routing Global Block）：全局标签块，节点配置，建议全网一致
  • SRAB（SRLB）：本地标签块，用于 Adjacency SID 等

八、SR-MPLS vs SRv6 🏷️高频考点#

SRv6 SID 结构：Locator（位置）+ Function（功能）+ Args（参数），典型 128bit = 32+16+80 等。

九、SR-MPLS Segment 类型 🏷️高频考点#

• Node SID / Prefix SID：全局 SID，由 IGP 泛洪，取值来自 SRGB + Index
• Adjacency SID：本地 SID，仅在邻接间有效，取值来自 SRLB，不随 IGP 泛洪到全网
• Anycast SID：标识一组节点，实现任播/负载分担

重点：Node SID 支持负载分担（ECMP），Adjacency SID 严格指定接口。

十、SR 控制平面#

• IGP 扩展：
  • OSPF：RFC 8665，Opaque LSA 携带 SID/Adj-SID
  • IS-IS：RFC 8667，TLV 144（SR-Capabilities）、TLV 22/23（Adj-SID）
• BGP-LS：将链路状态信息（含 SID）上报给控制器
• PCEP（PCE Communication Protocol）：控制器与设备间路径计算通信，下发 SR Policy
• BGP SR Policy：控制器下发 SR 路径（Color + Endpoint 标识业务）
• BGP-LS / BGP SR Policy / PCEP 是 SDN 控制的三大协议

十一、华为设备配置命令示例#

1
# 全局使能 MPLS
2
mpls lsr-id 1.1.1.1
3
mpls
4

5
# 使能 LDP
6
mpls ldp
7

8
# 接口使能 MPLS LDP
9
interface GigabitEthernet0/0/0
10
 ip address 10.1.12.1 255.255.255.0
11
 mpls
12
 mpls ldp
13

14
# 配置 LDP 会话保护（可选）
15
mpls ldp session protection
16

17
# 配置 PHP（默认开启，标签 3）
18
display mpls lsp

1
# 创建 VRF
2
ip vpn-instance VPN-A
3
 ipv4-family
4
  route-distinguisher 100:1
5
  vpn-target 100:1 export-extcommunity
6
  vpn-target 100:1 import-extcommunity
7

8
# 接口绑定 VRF
9
interface GigabitEthernet0/0/1
10
 ip binding vpn-instance VPN-A
11
 ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

1
bgp 100
2
 peer 3.3.3.3 as-number 100
3
 peer 3.3.3.3 connect-interface LoopBack0
4
 #
5
 address-family vpnv4
6
  peer 3.3.3.3 enable
7
  peer 3.3.3.3 advertise-community

1
# PE-CE 静态
2
ip route-static vpn-instance VPN-A 192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.1.2
3

4
# PE-CE OSPF
5
ospf 1 vpn-instance VPN-A
6
 area 0
7
  network 192.168.1.0 0.0.0.255
8

9
# BGP 与 VPNv4 交叉
10
bgp 100
11
 ipv4-family vpn-instance VPN-A
12
  peer 192.168.1.2 as-number 65001

1
# 全局使能 SR
2
segment-routing
3

4
# 配置 SRGB
5
segment-routing global-block 16000 23999
6

7
# IGP 使能 SR（IS-IS 示例）
8
isis 1
9
 segment-routing enable
10
 segment-routing global-block 16000 23999
11
 # Prefix SID 绑定 Loopback0
12
 interface LoopBack0
13
  isis prefix-priority critical
14
  isis segment-routing prefix 16001

1
# 全局使能 IPv6 与 SRv6
2
ipv6 enable
3
segment-routing ipv6
4
 encapsulation source-address 2001:db8::1
5

6
# 配置 Locator
7
segment-routing ipv6 locator MAIN loc-type:
8
 algo 0
9
 prefix 2001:db8:1::/64 block-len 48
10

11
# IGP 使能 SRv6（IS-IS 示例）
12
isis 1
13
 ipv6 enable
14
 segment-routing ipv6 locator MAIN
15
 segment-routing ipv6 enable

十二、常见故障排查#

1
display mpls ldp session         # 查看 LDP 会话
2
display mpls ldp peer           # 查看 LDP 邻居
3
display mpls lsp                # 查看 LSP 与标签
4
display mpls lsp statistics     # LSP 统计
5
display mpls interface           # 查看 MPLS 使能接口
6
display ip vpn-instance         # 查看 VPN 实例
7
display bgp vpnv4 all           # 查看 VPNv4 路由
8
display bgp vpnv4 vpn-instance VPN-A
9
display ip routing-table vpn-instance VPN-A
10
display segment-routing prefix-sid     # SR Prefix SID
11
display segment-routing adjacency-sid  # SR Adj-SID
12
display isis segment-routing routing                 # IS-IS SR 信息
13
ping -vpn-instance VPN-A 192.168.10.2               # VPN Ping
14
tracert –vpn-instance VPN-A 192.168.10.2            # VPN Tracert

附录：关键对比速记#

附录：高频考点提示#

• MPLS 标签 4 字节（Label 20 + EXP 3 + S 1 + TTL 8）
• PHP 用 Implicit Null（标签 3），在倒数第二跳弹出
• LDP：UDP 646 发现，TCP 646 建会话；Hello 发往 224.0.0.2
• VRF 三要素：RD（区分）、RT（控制导入导出）、独立路由表
• L3VPN 双层标签：外层 LDP（P 间）、内层 MP-BGP VPNv4（PE 间）
• SR 三大 Segment：Node / Adjacency / Prefix
• Node SID 全局（SRGB），Adjacency SID 本地
• SRv6 SID = Locator + Function + Args