MPLS VPN技術原理（下）

2019-11-03 09:10:19

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供稿：網友

中國電信廣州研發中心數據網絡部夏可為 3 基于MPLS的VPN實現

3.1 VPN的歷史

　　VPN服務是很早就提出的概念，不過以前電信提供商提供VPN是在傳輸網上提供的覆蓋型的VPN服務。電信運營商給用戶出租線路，用戶上層使用何種的路由協議、路由怎么走等等，這些電信運營商不管。這種租用線路來搭建VPN的好處是安全，但是價格昂貴，線路資源浪費嚴重。

　　后來隨著ip網絡的全面鋪開，電信服務提供商在競爭的壓力下，不得不提供更加廉價的VPN服務，也就是三層VPN服務。通過提供給用戶一個IP平臺，用戶通過IP Over IP的封裝格式在公網上打隧道，同時也提供了加密等等的手段

　　提供安全保障。這類VPN用戶在目前的網絡上數量還是相當巨大的！但是這類VPN服務因大量的加密工作、傳統路由器根據IP包頭的目的地址轉發效率不高等等的原因不是非常令人滿意。

MPLS技術的出現和BGP協議的改進，讓大家看到了另一種實現VPN的曙光。

3.2 MPLS/VPN體系結構

3.2.1 PE路由器的改造和VRF的導入

　　為了讓PE路由器上能區分是哪個本地接口上送來的VPN用戶路由，在PE路由器上創建了大量的虛擬路由器，每個虛擬路由器都有各自的路由表和轉發表，這些路由表和轉發表統稱為VRF(VPN Routing and Forwarding instances)。一個VRF定義了連到PE路由器上的VPN成員。VRF中包含了IP路由表，IP轉發表（也成為CEF表），使用該CEF表的接口集和路由協議參數和路由導入導出規則等等。

　　在VRF中定義的和VPN業務有關的兩個重要參數是RD(Route Distinguisher)和RT(Route Target)。RD和RT長度都是64比特。

　　有了虛擬路由器就能隔離不同VPN用戶之間的路由，也能解決不同VPN之間IP地址空間重疊的問題。

3.2.2 MP-BGP協議對VPN用戶路由的發布

　　正常的BGP4協議能只傳遞IPv4的路由，由于不同VPN用戶具有地址空間重疊的問題，必須修改BGP協議。BGP最大的優點是擴展性好，可以在原來的基礎上再定義新的屬性，通過對BGP修改，把BGP4擴展成MP-BGP。在MP-IBGP鄰居間傳遞VPN用戶路由時打上RD標記，這樣VPN用戶傳來的IPv4路由轉變為VPNv4路由，這樣保證VPN用戶的路由到了對端的PE上，能夠使對端PE區分開地址空間重疊但不同的VPN用戶路由。

　　目前PE和CE之間可支持的路由協議只有四種BGP、OSPF、RIP2或者靜態路由。

3.2.3 MPLS/VPN中標簽分組的轉發

　　同過MP-BGP協議各個VPN用戶路由器學習到正確的路由，現在看看如何轉發用戶數據的。

1.CE1接收到發往10.1.1.1的IP數據包，查詢路由表，把該IP數據包發送到PE1。

2.PE1從S1口上收到IP數據包后，根據S1所在的VRF，查詢對應的CEF表，數據包打上標簽8，注意該標簽就是通過MP-BGP協議傳來的。PE1繼續查詢全局CEF表，獲知要把數據發往10.1.1.1，必須先發送到PE2，而要發送到PE2，則必須打上由P1告知的標簽2。所以該IP包被打上了兩個標簽。

3.P1接收到標簽包后，分析頂層的標簽，把頂層標簽換成4，繼續發送的P2。

4.P2和P1一樣做同樣的操作，由于次末中繼彈出機制，P2去掉標簽4，直接把只帶有一個標簽的標簽包發送的PE2。

5.PE2收到標簽包后，分析標簽頭，由于該標簽8是它本地產生的，而且是本地唯一的，所以PE2很容易查出帶有標簽8的標簽包應該去掉標簽，恢復IP包原貌，從S1端口發出。

6.CE2獲得IP數據包后，進行路由查找，把數據發送到10.1.1.0/8網段上。

4 MPLS/VPN配置實例

　　要提供VPN服務的前提是：服務提供商的網絡必須啟用標簽交換功能，即把以前的數據網絡升級為MPLS網絡。然后具體配置PE，PE上的配置按六步走：

1.定義并且配置VRF

2.定義并且配置RD

3.定義RT，并且配置導入導出策略

4.配置MP-BGP協議

5.配置PE到CE的路由協議

6.配置連接CE的接口，將該接口和前面定義的VRF聯系起來。

5 總結

　　上面的配置展現了在單個AS內部實現VPN的配置，當然VPN用戶的各個接入點往往是地域跨度很大的，所以經常要涉及到跨AS提供VPN業務的需求。這樣的配置會更加復雜，而且需要各個電信運營商配合行動才行，這里就不在具體展開敘述了。

　　MPLS是一種結合了鏈路層和IP層優勢的新技術。在MPLS網絡上不僅僅能提供VPN業務，也能夠開展QOS、TE、組播等等的業務。

　　目前中國網通已經在大規模地在提供基于MPLS技術的VPN業務，其他運營商，如中國電信等也在迎頭趕上。很快地，就象WWW技術一樣，MPLS技術將會影響我們生活的方方面面！

摘自《賽迪網》

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