计算机网络-LDP标签分发协议

前面我们学习了MPLS的基本概念，也了解了标签的概念，然后通过静态标签进行了简单实验，通过标签可以基于隧道进行标签转发。但是前面我们也知道了在进行标签转发前需要LSR对于LSP转发路径进行定义，而手工配置的任务比较繁琐，而且需要双向进行配置，那有没有方法进行自动生成呢？那就是通过**标签分发协议（Label Distribution Protocol，LDP）** 来实现。

## 一、LDP协议概述
LDP是MPLS的一种控制协议，相当于传统网络中的信令协议，负责FEC的分类、标签的分配以及LSP的建立和维护等操作。LDP规定了标签分发过程中的各种消息以及相关处理过程。

LDP的工作过程主要分为两部分：
- LSR之间建立LDP会话。
- LSR之间基于LDP会话动态交换标签与FEC的映射信息，并根据标签信息建立LSP。

![LDP协议概述](/media/202502/2025-02-14_110119_3091140.3942981147766058.png)

### 1.1 LDP会话与对等体
LSR之间交互标签绑定消息之前必须建立**LDP会话**。LDP会话可以分为：
- 本地LDP会话（Local LDP Session）：建立会话的两个LSR之间是直连的；
- 远程LDP会话（Remote LDP Session）：**建立会话的两个LSR之间可以是直连的，也可以是非直连的。**

两台LSR之间交互Hello消息之后，即建立起**邻接体（Adjacency）**关系；

在建立邻接体关系的基础上，两台LSR之间交互LDP会话消息，建立起LDP会话，两台设备之间形成**LDP对等体**关系；

![LDP会话与对等体](/media/202502/2025-02-14_110133_2874660.10497905518997785.png)

**简单或就是在IP互联的基础上，LSR建通过建立LDP会话，交互Hello消息成为LDP对等体关系，类似与OSPF的邻居关系。**

### 1.2 LSR ID与LDP ID
每一台运行了LDP的LSR除了必须配置**LSR ID**，还必须拥有**LDP ID**。
- LDP ID的长度为48bit，由32bit的LSR ID与16bit的标签空间标识符（Label Space ID）构成。
- LDP ID以“LSR ID : 标签空间标识”的形式呈现。例如2.2.2.2:0。

标签空间标识一般存在两种形态：
- 值为0：表示基于设备（或基于平台）的标签空间；
- 值非0：表示基于接口的标签空间。

![LSR ID与LDP ID](/media/202502/2025-02-14_110215_3630810.9846484363558673.png)

前面学习我们知道LSR ID是在MPLS域内唯一标识一台设备的，然后LDP ID其实就是LSR ID + :XX标识符，在本次华为课程中都是采用基于设备也就是0的标签空间。

### 1.3 LDP消息类型
运行LDP协议的LSR之间通过交换LDP消息来实现邻居发现、会话建立与维护以及标签管理等功能。类似与OSPF、ISIS等路由协议，LDP也有对应的消息类型。

![LDP消息类型](/media/202502/2025-02-14_110229_5373490.8118498310276361.png)

关于LDP（标签分发协议）的消息类型和承载方式。LDP消息分为四大类型：**发现消息**、**会话消息**、**通告消息**和**通知消息**。
- 发现消息：用于宣告和维护网络中LSR（标签交换路由器）的存在，比如Hello报文，帮助LSR之间发现彼此。
- 会话消息：用于建立、维护和终止LDP对等体之间的会话，例如Initialization报文和KeepAlive报文，确保会话的稳定性和可靠性。
- 通告消息：用于生成、改变和删除FEC（前向等价类）的标签映射，负责标签的分配和更新。
- 通知消息：用于宣告警报和错误信息，帮助网络管理员及时发现和处理问题。

**LDP消息的承载方式是：发现消息用UDP，会话、通告和通知消息用TCP，端口号都是646。**

### 1.4 LDP报文封装
LDP协议报文包括了LDP头部和LDP消息两部分。
- LDP头部中携带了LDP版本、报文长度等信息；
- LDP消息中携带了消息类型、消息长度等信息。

![LDP报文封装](/media/202502/2025-02-14_110243_1121120.1908915522772019.png)

LDP头部长度为10Byte，包括**Version**，**PDU Length**和**LDP Identifier**三部分。
- Version占用2Byte，表示LDP版本号，当前版本号为1。
- PDU Length占用2Byte，以字节为单位表示除了Version和PDU Length以外的其他部分的总长度。
- LDP Identifier，即LDP ID，长度6Byte，其中前4Byte用来唯一标识一个LSR，后2Byte用来表示LSR的标签空间。

LDP消息包含五个部分。
- U占用1个bit，为Unknown Message bit。当LSR收到一个无法识别的消息时，该消息的U=0时，LSR会返回给该消息的生成者一个通告，当U=1时，忽略该无法识别的消息，不发送通告给生成者。
- Message Length占用2个bytes，以字节为单位表示Message ID、Mandatory Parameters和Optional Parameters的总长度。
- Message ID占用32个bit，用来标识一个消息。 
- Mandatory Parameters和Optional Parameters分别为可变长的该消息的必须的参数和可选的参数。 
- Message Type表示具体的消息类型，目前LDP定义的常用的消息有Notification，Hello，Initialization，KeepAlive，Address，Address Withdraw，Label Mapping，Label Request，Label Abort Request，Label Withdraw，Label Release。

总结：今天先简单了解下LDP的概念。LDP是用来动态建立和维护LSP的协议，类似于OSPF等协议也需要经过建立会话、交互报文，建立对等体关系的步骤，LDP消息分为四大类型：**发现消息**、**会话消息**、**通告消息**和**通知消息**。通过这些消息来建立和维护LDP对等体，然后就是LDP报文包含头部和LDP消息部分。