第158篇：MPLS 流量工程基础：RSVP-TE

关键词：MPLS TE、RSVP-TE、流量工程、CR-LSP、带宽预留、CSPF、显式路径

一、引言

LDP 建立的 LSP 严格遵循 IGP 最短路径，这在大多数场景下工作良好。然而，当网络需要精细的流量控制时——例如确保关键业务获得足够带宽、避免某些链路过载、或者为特定流量指定绕行路径——LDP 的"最短路径即一切"模型就显力不从心了。MPLS 流量工程（MPLS Traffic Engineering，简称 MPLS TE）通过 RSVP-TE 信令协议，实现了对 LSP 路径、带宽和优先级的精确控制。

二、核心概念

2.1 流量工程的基本需求

传统 IP 路由（IGP 最短路径）的局限性：

问题 描述
链路利用率不均 IGP 按度量值选路，不考虑实际链路带宽和负载
带宽不可控 无法为关键业务预留带宽，拥塞时无优先级保障
路径不可控 无法为特定流量指定绕行路径
收敛慢 IGP 收敛过程中可能出现流量丢失

MPLS TE 通过以下机制解决上述问题： - 带宽预留：在建立 LSP 时检查并预留路径上的可用带宽 - 显式路径：指定 LSP 精确经过的节点和链路 - 快速重路由：链路故障时毫秒级切换备用路径

2.2 RSVP-TE 协议

RSVP-TE（Resource Reservation Protocol - Traffic Engineering）是 MPLS TE 的信令协议，基于 RSVP（RFC 2205）扩展了流量工程能力。

RSVP-TE 的核心对象：

对象 说明
SESSION 标识一个 TE 隧道（终点地址 + 隧道 ID + 协议号）
SESSION_ATTRIBUTE 会话属性（带宽、优先级、抢占策略）
OBJECT ROUTE_RECORD 记录 LSP 经过的路径
OBJECT LABEL_REQUEST 请求分配标签
OBJECT BANDWIDTH 请求预留的带宽
OBJECT STYLE 风格（Fixed Filter/Soft State/Wildcard）

2.3 CR-LSP（Constraint-based Routed LSP）

CR-LSP 是基于约束的标签交换路径，其"约束"包括：

约束类型 说明
带宽约束 LSP 路径上的每跳链路必须满足最小可用带宽
显式路径约束 LSP 必须经过指定的节点或链路
affinities（亲和属性） LSP 可以偏好或避开特定类型的链路
管理员组约束 LSP 只能使用管理员组内允许的链路

2.4 TE 度量值（TE Metric）

TE 度量值独立于 IGP Metric，专门用于 CSPF 路径计算：

度量类型 说明
IGP Metric 用于 IP 路由的最短路径计算
TE Metric 用于 TE LSP 的 CSPF 计算，可独立配置
Default TE Metric 未显式配置时使用 IGP Metric

TE 度量值（TE Metric） - 图示

三、技术细节

3.1 RSVP-TE 信令流程

RSVP-TE 信令流程 - 图示

3.2 CSPF（Constraint-Based Shortest Path First）

CSPF 是 TE 路径计算的核心算法，它在 SPF 算法基础上增加了约束条件：

CSPF 计算步骤： 1. 从 Head-End 开始执行 Dijkstra 算法 2. 过滤不满足带宽约束的链路 3. 过滤亲和属性不匹配的链路 4. 过滤管理员组不允许的链路 5. 如果指定了显式路径，强制经过指定节点 6. 在满足约束的图中找到最短路径

CSPF（Constraint-Based Shortest Path First） - 图示

3.3 RSVP-TE 消息类型

消息类型 方向 用途
Path Head-End → Tail-End 正向传播，携带 TE 约束信息
Resv Tail-End → Head-End 逆向传播，确认预留资源并分配标签
PathTear 任意方向 拆除 LSP 的 Path 状态
ResvTear 任意方向 拆除 LSP 的 Resv 状态
PathError 逆向 Path 处理失败通知
ResvError 正向 Resv 处理失败通知
Refresh 双向 定期刷新，维持 LSP 状态（默认30秒）

3.4 TE 隧道接口

MPLS TE 隧道在设备上表现为一个 Tunnel 接口，配置方式类似于普通接口：

属性 说明
IP 地址 通常为 32 位掩码（如 10.255.255.1/32）
终结点 Tail-End 的 Router ID 或 LoopBack 地址
带宽 预留的带宽值
优先级 建立优先级和保持优先级
显式路径 可选，指定 LSP 经过的节点/链路序列

四、实战配置/案例分析

4.1 华为 MPLS TE 基础配置

# 华为 NE40E MPLS TE 完整配置

[NE40E] sysname TE-Head-End

# 1. 全局启用 MPLS TE
[TE-Head-End] mpls
[TE-Head-End-mpls] mpls te
[TE-Head-End-mpls-te] teardown disable  # 禁止自动拆除TE隧道

# 2. 接口启用 MPLS TE
[TE-Head-End] interface 10GE 1/0/1
[TE-Head-End-10GE1/0/1] mpls
[TE-Head-End-10GE1/0/1] mpls te
[TE-Head-End-10GE1/0/1] mpls te bandwidth available 10000
  # 声明接口可用带宽为 10Gbps (单位: kbps)

# 3. 配置显式路径
[TE-Head-End] mpls te explicit-path TE-Path1
[TE-Head-End-explicit-path-TE-Path1] next-hop-address 10.0.0.2
[TE-Head-End-explicit-path-TE-Path1] next-hop-address 10.0.0.6
[TE-Head-End-explicit-path-TE-Path1] next-hop-address 10.1.1.4
  # 强制路径: Head → 10.0.0.2 → 10.0.0.6 → Tail(10.1.1.4)

# 4. 配置 TE 隧道接口
[TE-Head-End] interface Tunnel 1
[TE-Head-End-Tunnel1] tunnel-protocol mpls-te
[TE-Head-End-Tunnel1] mpls te tunnel-id 1
[TE-Head-End-Tunnel1] mpls te destination 10.1.1.4
[TE-Head-End-Tunnel1] mpls te bandwidth bs-value 1000
  # 预留带宽 1Mbps
[TE-Head-End-Tunnel1] mpls te priority 7 7
  # 建立优先级=7, 保持优先级=7 (最高)
[TE-Head-End-Tunnel1] mpls te explicit-path TE-Path1
[TE-Head-End-Tunnel1] ip address 10.255.255.1 255.255.255.255

# 5. 将流量引入 TE 隧道（静态路由方式）
[TE-Head-End] ip route-static 10.2.2.0 255.255.255.0 Tunnel 1

4.2 查看 TE 隧道状态

# 查看 TE 隧道摘要
<TE-Head-End> display mpls te tunnel-interface interface Tunnel 1
  Tunnel Interface: Tunnel1
    Tunnel ID: 1
    Destination: 10.1.1.4
    State: Up
    Primary LSP State: Established
    Bandwidth: 1000 kbps
    Priority: Setup=7, Hold=7

# 查看 TE LSP 路径
<TE-Head-End> display mpls te tunnel-interface interface Tunnel 1 verbose
  Primary LSP:
    LSP ID: 1
    State: Established
    Path Type: Explicit
    Path Nodes:
      10.1.1.1 (Head-End)
      10.0.0.2
      10.0.0.6
      10.1.1.4 (Tail-End)
    Outgoing Label: 16012

# 查看接口带宽使用
<TE-Head-End> display mpls te interface 10GE 1/0/1
  Interface: 10GE1/0/1
    Available Bandwidth: 9900000 kbps
    Used Bandwidth: 1000000 kbps

4.3 故障排查：TE 隧道建立失败

故障场景：TE 隧道状态为 Down，日志显示 PathErr 消息。

# Step 1: 查看隧道状态
<TE-Head-End> display mpls te tunnel-interface interface Tunnel 1
  Primary LSP State: Down
  Error Info: Path Error

# Step 2: 查看 PathErr 详细信息
<TE-Head-End> display mpls te fault-record
  Fault Record:
    Error Type: PathError
    Error Node: 10.0.0.6
    Error Code: 2 (Routing/Reachability Problem)
    Error Value: 13 (Admission Control Failure)
    # 根因: 10.0.0.6 节点带宽不足, 准入控制失败

# Step 3: 检查路径链路带宽
<TE-Head-End> display mpls te rsvp-session
  RSVP Session: 10.1.1.4:1
    State: Path
    # 状态停留在Path, Resv未返回, 说明中间节点拒绝

# Step 4: 在故障节点检查带宽
<LSR-Mid> display mpls te interface 10GE 1/0/2
  Available Bandwidth: 500000 kbps
  # 可用带宽不足1000Mbps

# Step 5: 解决方案
# 方案A: 降低TE隧道带宽需求
[TE-Head-End-Tunnel1] mpls te bandwidth bs-value 400

# 方案B: 增加接口声明带宽
[LSR-Mid] interface 10GE 1/0/2
[LSR-Mid-10GE1/0/2] mpls te bandwidth available 5000000

# 方案C: 选择其他路径
[TE-Head-End] mpls te explicit-path TE-Path2
[TE-Head-End-explicit-path-TE-Path2] next-hop-address 10.0.0.4
[TE-Head-End-explicit-path-TE-Path2] next-hop-address 10.1.1.4

五、总结

项目 要点
MPLS TE 目的 实现带宽预留、显式路径和快速重路由
RSVP-TE Path（正向）+ Resv（逆向）双向信令建立 CR-LSP
CSPF 在带宽、亲和属性等约束条件下计算最优路径
TE Metric 独立于 IGP Metric，专用于 TE 路径计算
故障排查 关注 PathErr/ResvErr 错误码，带宽不足是最常见问题

思考

  1. RSVP-TE 的 Refresh 报文定期发送的目的是什么？如果 Refresh 超时，LSP 状态如何变化？
  2. CSPF 计算中，带宽约束是"硬约束"还是"软约束"？即带宽不满足时 CSPF 是否会完全排除该链路？
  3. MPLS TE 隧道的建立优先级和保持优先级有什么区别？什么场景下需要将两者配置为不同值？

下篇预告：第159篇：CR-LSP 的建立与带宽预留