第155篇：LDP 邻居建立与标签分发方式（DU/DoD）
关键词
LDP 会话、LDP 状态机、DU 模式、DoD 模式、标签通告、平台标签空间、接口标签空间
一、LDP 邻居建立详解
1.1 LDP 的两种发现机制
| 发现类型 | 通信方式 | 作用范围 | 典型场景 |
|---|---|---|---|
| 基本发现 | UDP 组播 224.0.0.2:646 | 直接相连的链路 | 直连邻居的 LDP 会话 |
| 扩展发现 | UDP 单播到特定 IP | 非直连邻居 | MPLS TE 的 Targeted LDP 会话 |
1.2 基本发现的工作原理
RTA 的接口 GE0/0/0 (10.1.1.1/24) ─── RTB 的接口 GE0/0/0 (10.1.1.2/24)
RTA 周期发送 LDP Hello（每 5 秒）:
源 IP = 10.1.1.1
目的 IP = 224.0.0.2
源端口 = 646（UDP）或随机端口
目的端口 = 646
LDP Hello 内容：
- LSR ID: 1.1.1.1
- Label Space ID: 0
- Hold Time: 15 秒
- 传输地址: 1.1.1.1（用于 TCP 连接的目标 IP）
RTB 同时也在发送 Hello 报文：
源 IP = 10.1.1.2
LSR ID: 2.2.2.2
Transport Address: 2.2.2.2
传输地址（Transport Address） 是关键 TLV。TCP 连接的目标 IP 通常是 Loopback 地址，而非直连接口的 IP。
二、LDP 会话状态机
2.1 状态转换
┌──────────────┐
│ Non Existent │ ← 初始状态
└──────┬───────┘
│ 收到 Hello（发现邻居）
┌──────▼───────┐
│ Initialized │ ← 准备建立 TCP 连接
└──────┬───────┘
│ TCP 连接建立 + 发 Initialization 报文
┌──────▼───────┐
│ OpenRecv │ ← 收到对端的 Initialization
└──────┬───────┘
│ 参数协商通过
┌──────▼───────┐
│ OpenSent │ ← 等待对端确认
└──────┬───────┘
│ 互发 KeepAlive 确认
┌──────▼───────┐
│ Operational │ ← 会话建立成功，可以分发标签
└──────────────┘
2.2 各状态的触发条件
| 当前状态 | 事件 | 下一个状态 |
|---|---|---|
| Non Existent | 收到 LDP Hello | Initialized |
| Non Existent | 收到 TCP 连接请求 | Initialized（发起方） |
| Initialized | TCP 连接建立后发送 Initialization 报文 | OpenSent |
| Initialized | 收到对端发送的 Initialization 报文 | OpenRecv |
| OpenSent | 收到对端发送的 Initialization 报文 | OpenRecv |
| OpenRecv | 参数协商成功，发送 KeepAlive | Operational |
| OpenRecv | 参数协商失败，发送 Notification 并断开 | Non Existent |
| Operational | 收到 KeepAlive 超时或 Notification | Non Existent |
三、DU 模式（下游主动分发）
3.1 工作流程
DU（Downstream Unsolicited）模式下，下游 LSR 不需要上游请求，主动为所有已知 FEC 分发标签。
RTA（上游） RTB（下游）
│ │
│ IGP 收敛后，RTB 知道 │
│ 10.0.0.0/24 可通过自己到达 │
│ │
│ Label Mapping │
│ FEC: 10.0.0.0/24 ◀────│ RTB 主动推送
│ Label: 100 │
│ │
│ Label Mapping │
│ FEC: 20.0.0.0/24 ◀────│ RTB 主动推送
│ Label: 200 │
│ │
│ Label Mapping │
│ FEC: 30.0.0.0/24 ◀────│ RTB 主动推送
│ Label: 300 │
│ │
3.2 DU 的特点
优点： - LSP 建立快——IGP 收敛后，LDP 即刻分发标签，无需等待请求 - 所有 FEC 的标签提前就绪——转发时不需要同步等待 - 切换延迟低——Liberal 保留模式下，备用路径的标签也早已就绪
缺点： - 标签费——即使某些 FEC 从未被转发，也会分配标签 - 控制面负载高——每增加一个 FEC，每个邻居就会收到一个标签映射 - 网络规模敏感——在大规模网络中，FEC 数量多，标签通告量大
3.3 适用场景
- 大多数 MPLS 骨干网络
- 需要快速收敛的场景
- 标签资源充足的设备
四、DoD 模式（下游按需分发）
4.1 工作流程
DoD（Downstream on Demand）模式下，上游 LSR 需要标签时才发送请求，下游只在请求到达后才分配。
RTA（上游） RTB（下游）
│ │
│ Label Request │
│ FEC: 10.0.0.0/24 ─────▶│ RTA 发出请求
│ │
│ Label Mapping │
│ FEC: 10.0.0.0/24 ◀────│ RTB 响应
│ Label: 100 │
│ │
│ Label Request │
│ FEC: 20.0.0.0/24 ─────▶│ RTA 针对另一个 FEC 请求
│ │
│ Label Mapping │
│ FEC: 20.0.0.0/24 ◀────│
│ Label: 200 │
│ │
4.2 DoD 的特点
优点： - 节省标签资源——只分配实际需要的 FEC - 控制面负载低——减少不必要的标签通告
缺点： - LSP 建立延迟——转发数据前需要先请求并等待标签 - 切换时增加延迟——切换到备用路径时，如果备用路径标签未就绪，需先请求
4.3 适用场景
- 路由器标签资源有限
- FEC 数量远大于实际转发需求
- 特殊的 TE 实现场景
五、DU 和 DoD 的对比
| 对比维度 | DU | DoD |
|---|---|---|
| 标签分发时机 | 只要 LSR 知道了 FEC 就分发 | 收到请求后才分发 |
| 控制面负载 | 较高 | 较低 |
| 标签资源消耗 | 较高 | 较低 |
| LSP 建立速度 | 快 | 有延迟 |
| 故障切换速度 | 快（标签已就绪） | 慢（需要请求新标签） |
| 默认配置 | 华为/Cisco/Juniper 默认 DU | 极少使用 |
六、标签空间（Label Space）
6.1 平台标签空间（Per-Platform Label Space）
- 整台路由器使用一个统一的标签池
- 不同接口上为同一 FEC 分配的标签相同
- 默认模式，配置简单
- LDP 默认使用平台标签空间
6.2 接口标签空间（Per-Interface Label Space）
- 每个接口独立分配标签
- 不同接口为同一 FEC 可以分配不同标签
- 用于 Frame Relay 等特殊场景
- 目前在主流网络中几乎不再使用
平台标签空间（默认）：
全局标签池 10.0.0.0/24 → Label 100
接口标签空间：
GE0/0/0 标签池 10.0.0.0/24 → Label 100 GE0/0/1 标签池 10.0.0.0/24 → Label 200
6.3 标签空间的选择
| 标签空间 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 平台标签空间 | 配置简单，标签一致 | 大型网络可能需要做 PHP | 大多数网络 |
| 接口标签空间 | 标签粒度更低 | 维护复杂 | Frame Relay 等特殊链路 |
七、配置示例（华为设备）
7.1 基本 LDP 配置
# 全局使能 MPLS 和 LDP
mpls lsr-id 1.1.1.1 # LSR ID，通常是 Loopback 地址
mpls # 全局使能 MPLS
mpls ldp # 全局使能 LDP
!
# 接口使能 MPLS 和 LDP
interface GigabitEthernet0/0/0
mpls # 接口使能 MPLS
mpls ldp # 接口使能 LDP
!
interface GigabitEthernet0/0/1
mpls
mpls ldp
7.2 验证命令
# 查看 LDP 邻居
display mpls ldp session # 会话状态
display mpls ldp peer # 邻居信息
# 查看 LDP 标签信息
display mpls ldp label # LDP 标签绑定
display mpls lsp # MPLS LSP（包含 LDP 建立的）
# 查看 LDP 运行状态
display mpls ldp parameter # LDP 参数
display mpls ldp statistics # LDP 统计信息
7.3 输出解读示例
<HUAWEI> display mpls ldp session
LDP Session(s) in Public Network
Codes: LAM(Label Advertisement Mode), SsnAge Unit(DD:HH:MM)
----------------------------------------------------------------------
Peer-ID Status LAM SsnRole SsnAge KASent/Rcv
----------------------------------------------------------------------
2.2.2.2:0 Operational DU Passive 000:00:12 34/35
3.3.3.3:0 Operational DU Active 000:00:10 28/29
----------------------------------------------------------------------
解读： - Peer-ID：邻居 LSR ID（2.2.2.2:0 = LSR ID + 标签空间 0） - Status：Operational 表示会话正常 - LAM：标签通告模式（DU） - SsnRole：Active 表示主动发起 TCP 连接；Passive 表示被动接受 - KASent/Rcv：KeepAlive 发送/接收计数
八、常见排错场景
8.1 LDP 会话无法建立
| 现象 | 可能原因 | 排查方法 |
|---|---|---|
| 未收到 Hello | MPLS/LDP 接口未使能 | display mpls ldp interface |
| 无法建立 TCP | 传输地址不可达 | ping 对端 LSR ID |
| Initialization 失败 | 参数协商不匹配 | display mpls ldp session 查看状态 |
| 频繁 Down | KeepAlive 超时 | 检查链路抖动或带宽过高 |
8.2 传输地址不可达
最常见的问题：LDP 使用 LSR ID（通常是 Loopback 地址） 建立 TCP 连接。如果 Loopback 地址之间的路由不通，LDP 会话就无法建立。
# 确认 LSR ID 与传输地址
display mpls ldp parameter | include Transport
# 确认 Loopback 地址路由可达
ping -a 1.1.1.1 2.2.2.2
九、总结
| 知识点 | 核心要点 |
|---|---|
| 基本发现 | UDP 组播 224.0.0.2:646，直连链路发现邻居 |
| 扩展发现 | UDP 单播，用于非直连 Targeted LDP |
| 状态机 | Non Existent → Initialized → OpenRecv → OpenSent → Operational |
| DU | 下游主动分发标签，快速但资源消耗高 |
| DoD | 按需请求标签，节省资源但建路慢 |
| 标签空间 | 平台（Per-platform）或接口（Per-interface） |
| 传输地址 | LDP TCP 连接的目标地址，通常是 LSR ID |
十、思考
- LDP 的基本发现和扩展发现分别用于什么场景？
- LDP 会话建立过程中，Initialization 报文协商了哪些参数？
- DU 和 DoD 模式的根本区别是什么？各有什么优缺点？
- 平台标签空间和接口标签空间的区别是什么？
- 如果 LDP 会话一直处于 Initialized 状态无法进入 Operational，可能是什么原因？
下篇预告：第156篇《MPLS 转发过程——标签压入、交换、弹出》——结合数据面，详细拆解一个 IP 包在 MPLS 域内如何被逐跳标签转发的完整过程。