1 BGP/MPLS VPN概述
BGP/MPLS VPN是一种三层VPN技术，该技术使用MBGP在骨干网络发布VPNV4路由，使用MPLS在骨干网上转发VPN报文。三层VPN通常部署在运营商或者大型企业网内部，由于其能够比较方便的支持MPLS QoS和TE技术，因此作为企业DCN网络的基本模型得到越来越广泛的应用。

本文主要提供Cisco设备自治系统内的三层VPN配置，并对关键点进行简单分析。

2 一些基本概念
 

 

如上图，整个三层VPN网络主要由CE、PE和P设备这三部分组成；图中的R1和R5为CE设备，即用户网络边缘设备，可以是一个用户网络，也可以是一台路由器，也可以是一台用户主机，对于CE而言，CE感知不到VPN的存在，也不需要支持MPLS功能，作为CE，它与PE直连，只需要支持普通IP即可，与PE互通的网络协议可以是EBGP、多实例的IGP或者静态路由，这个是具体情况而言，本文的配置采用EBGP连接PE和CE；图中的R2和R4为PE设备，即服务提供商边缘设备，与CE直连，在三层VPN网络中，对于VPN的处理都发生在PE上；图中的R3为P设备，即整个网络中的骨干路由器，不与CE直连，P可以和PE连接，也可以和P连接，当然也可以不存在，即整个三层VPN网络中只有PE设备，没有P设备，对于P而言，只需要具有基本的MPLS转发能力即可。

 

RD：Route Distinguisher，RD 用于发布VPN路由时区分使用相同地址的IPv4 前缀，比如两个不同的VPN均有相同的IPv4前缀，如果不加以区分的话，就不能够正常的通过BGP发布给邻居，这里通过RD和普通的IPv4前缀形成一个新的VPNV4的地址，然后通过MBGP发布给对端邻居，从而区分不同VPN中的相同地址，这样就可以实现三层VPN中地址重叠这一功能。需要注意的是必须保证RD值全局唯一，即不同的VPN设置不同的RD。具体的RD格式这里不作详细描述。

 

RT：Route Target，RT是一种BGP扩展团体属性，用来控制VPN 路由信息的发布。由于RD不能用于判断某条路由的发起者，也不能判断某条路由属于哪个VPN。这时就需要用到RT，RT用来描述一条VPNv4路由可以为哪些VPN所接收，以及PE可以接收哪些VPN发送来的路由。

 

3 网络分析
R2、R3和R4之间部署IGP和LDP，R2和R4之间建立MIBG邻居；

R1和R2、R4和R5之间分别建立普通EBGP邻居；

R2和R4上配置vrf，将其与R1和R5直连的链路配置属于该vrf。

 

4 数据设计
Loopback地址：202.1.1.X/32，X=1、2、3、4、5，即路由器序号；

接口地址：80.X.Y.Z/24，X/Y=路由器序号，Z＝1、2，路由器序号小的为1，大的为2；

IGP：PE-P-PE之间部署OSPF和LDP；

AS：R2和R4的AS号为100，R1的AS号为1000，R5的AS号为5000；

Vrf：RT为100：1，RD为100：1。

 

5 配置步骤
配置LSR的各接口地址；

配置OSPF保证LSR之间可达；

配置MPLS基本能力；

配置MIBGP和EBGP；

配置vrf以及相应的RD、RT。

6 详细配置
为了节约版本，只罗列出5台路由器的相关配置，其他无关配置均不贴出来。

[R1]

  

R1#show run  

!  

version 12.4 

!  

hostname R1  

!  

ip cef  

!  

no mpls ip

!  

interface Loopback0

 ip address 202.1.1.1 255.255.255.255 

!  

interface Ethernet4/0  

 ip address 80.1.2.1 255.255.255.0

 duplex full 

!  

router bgp 1000

 no synchronization

 bgp log-neighbor-changes

 redistribute connected

 neighbor 80.1.2.2 remote-as 100 

 no auto-summary  

!  

end

 

 

[R2]

R2#show run  

!  

version 12.4 

!  

hostname R2  

!  

ip cef  

!  

ip vrf vrf1  

 rd 100:1

 route-target export 100:1  

 route-target import 100:1  

!  

interface Loopback0

 ip address 202.1.1.2 255.255.255.255 

!  

interface Ethernet4/0  

 ip vrf forwarding vrf1

 ip address 80.1.2.2 255.255.255.0

 duplex full 

!  

interface Ethernet4/1  

 ip address 80.2.3.1 255.255.255.0

 duplex full 

 mpls ip

!  

router ospf 1

 log-adjacency-changes 

 network 80.1.2.0 0.0.0.255 area 0

 network 80.2.3.0 0.0.0.255 area 0

 network 202.1.1.2 0.0.0.0 area 0

!  

router bgp 100

 bgp log-neighbor-changes

 neighbor 202.1.1.4 remote-as 100

 neighbor 202.1.1.4 update-source Loopback0

 ! 

 address-family ipv4

 no neighbor 202.1.1.4 activate  

 no auto-summary  

 no synchronization

 exit-address-family

 ! 

 address-family vpnv4  

 neighbor 202.1.1.4 activate

 neighbor 202.1.1.4 send-community extended

 exit-address-family

 ! 

 address-family ipv4 vrf vrf1

 redistribute connected

 neighbor 80.1.2.1 remote-as 1000

 neighbor 80.1.2.1 activate 

 no synchronization

 exit-address-family

!  

end

 

[R3]

R3#show run  

!  

version 12.4 

!  

hostname R3  

!  

ip cef  

!  

interface Loopback0

 ip address 202.1.1.3 255.255.255.255 

!  

interface Ethernet4/1  

 ip address 80.2.3.2 255.255.255.0

 duplex full 

 mpls ip

!  

interface Ethernet4/2  

 ip address 80.3.4.1 255.255.255.0

 duplex half 

 mpls ip

!  

router ospf 1

 log-adjacency-changes 

 network 80.1.3.0 0.0.0.255 area 0

 network 80.2.3.0 0.0.0.255 area 0

 network 80.3.4.0 0.0.0.255 area 0

 network 202.1.1.3 0.0.0.0 area 0

!  

end  

 

[R4]

R4#show run  

!  

version 12.4 

!  

hostname R4  

!  

ip cef  

!  

ip vrf vrf1  

 rd 100:1

 route-target export 100:1  

 route-target import 100:1  

!  

interface Loopback0

 ip address 202.1.1.4 255.255.255.255 

!  

interface Ethernet4/2  

 ip address 80.3.4.2 255.255.255.0

 duplex half 

 mpls ip

!  

interface Ethernet4/3  

 ip vrf forwarding vrf1

 ip address 80.4.5.1 255.255.255.0

 duplex half 

!  

router ospf 1

 log-adjacency-changes 

 network 80.3.4.0 0.0.0.255 area 0

 network 80.4.5.0 0.0.0.255 area 0

 network 202.1.1.4 0.0.0.0 area 0

!  

router bgp 100

 bgp log-neighbor-changes

 neighbor 202.1.1.2 remote-as 100

 neighbor 202.1.1.2 update-source Loopback0

 ! 

 address-family ipv4

 no neighbor 202.1.1.2 activate  

 no auto-summary  

 no synchronization

 exit-address-family

 ! 

 address-family vpnv4  

 neighbor 202.1.1.2 activate

 neighbor 202.1.1.2 send-community extended

 exit-address-family

 ! 

 address-family ipv4 vrf vrf1

 neighbor 80.4.5.2 remote-as 5000

 neighbor 80.4.5.2 activate 

 no synchronization

 exit-address-family

!  

end

 

[R5]

R5#

R5#show run  

!  

version 12.4 

!  

hostname R5  

!  

ip cef  

!  

no mpls ip

!  

interface Loopback0

 ip address 202.1.1.5 255.255.255.255 

!  

interface Ethernet4/3  

 ip address 80.4.5.2 255.255.255.0

 duplex half 

!  

router bgp 5000

 no synchronization

 bgp log-neighbor-changes

 redistribute connected

 neighbor 80.4.5.1 remote-as 100 

 no auto-summary  

!  

end

R5#

 

7 显示信息
BGP邻居的建立

 

在R2上显示BGP邻居可以看出，R2和R1建立EBGP邻居，和R4建立MIBGP邻居：

 

R2#show bgp vpnv4 unicast all neighbors

BGP neighbor is 80.1.2.1,  vrf vrf1,  remote AS 1000, external link 

  BGP version 4, remote router ID 202.1.1.1

  BGP state = Established, up for 00:57:54 

  Last read 00:00:55, last write 00:00:55, hold time is 180, keepalive interval

is 60 seconds

  Neighbor capabilities:

    Route refresh: advertised and received(old & new)

    Address family IPv4 Unicast: advertised and received  

 

BGP neighbor is 202.1.1.4,  remote AS 100, internal link  

  BGP version 4, remote router ID 202.1.1.4

  BGP state = Established, up for 00:56:46 

  Last read 00:00:46, last write 00:00:46, hold time is 180, keepalive interval

is 60 seconds

  Neighbor capabilities:

    Route refresh: advertised and received(old & new)

    Address family VPNv4 Unicast: advertised and received 

 

当BGP邻居建立好之后，此时R2已经能够学习到VPNV4路由，如下：

R2#show ip route vrf vrf1

 

Routing Table: vrf1

Codes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP 

  D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area

  N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2

  E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2

  i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2  

  ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route

  o - ODR, P - periodic downloaded static route 

 

Gateway of last resort is not set

 

80.0.0.0/24 is subnetted, 2 subnets

B  80.4.5.0 [200/0] via 202.1.1.4, 00:57:58

C  80.1.2.0 is directly connected, Ethernet4/0  

202.1.1.0/32 is subnetted, 2 subnets  

B  202.1.1.1 [20/0] via 80.1.2.1, 00:59:13 

B  202.1.1.5 [200/0] via 202.1.1.4, 00:57:58

R1和R5上也有各自的路由信息了，但是此时如果在R1上ping R5，却不能通，为什么？因为BGP只是用于信令层面上的路由信息的发布，要打通转发层面，必须在R2-R3-R4之间配置LDP。

 

公网标签和私网标签

 

在完全做好配置之后，我们可以在R2和R4上看到公网标签和私网标签，公网标签是由LDP触发的，由于指导VPN数据报文在MPLS域中转发，而私网标签则是由MBGP触发的，用于指导VPN数据在私网VPN中的转发，这一点在跨域的三层VPN中体现的比较明显。从公网和私网标签的简单分析，我们可以看出VPN中的数据转发时，是携带了两层MPLS标签的，即内层标签为私网标签，外层标签为公网标签，这里我们可以通过显示标签信息和捕获数据报文映射对比一下。

 

在R4上显示LDP公网标签，可以看出R4到R2出标签为16：

R4#show mpls forwarding-table

Local  Outgoing    Prefix  Bytes tag  Outgoing   Next Hop 

tag    tag or VC   or Tunnel Id switched   interface 

16   Pop tag   80.2.3.0/24  0   Et4/2 80.3.4.1 

17   16   202.1.1.2/32   0   Et4/2 80.3.4.1 

18   Pop tag   202.1.1.3/32 0   Et4/2 80.3.4.1 

19   Untagged    202.1.1.5/32[V]   3420  Et4/3 80.4.5.2 

20   Aggregate   80.4.5.0/24[V]    0

R4#

 

在R4上显示MBGP私网标签，可以看出到R1的出标签为19：

R4#show bgp vpnv4 unicast all labels  

   NetworkNext Hop In label/Out label 

Route Distinguisher: 100:1 (vrf1)

   80.1.2.0/24 202.1.1.2  nolabel/18  

   80.4.5.0/24 80.4.5.2   20/aggregate(vrf1)

   202.1.1.1/32 202.1.1.2  nolabel/19  

   202.1.1.5/32 80.4.5.2   19/nolabel