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ESNP LAB 笔记：配置MPLS（Part4）

news 2025/9/9 14:48:02

7、MPLS对TTL的处理

MPLS对TTL的处理包括 TTL处理模式 和 ICMP响应报文 两个方面。

7.1 TTL处理模式

MPLS标签头中包含一个 8bit 的 TTL 字段，作用与 IP 报文头的 TTL 相同，用于防止环路和实现 Traceroute 功能。
MPLS 支持两种 TTL 模式：Uniform 和 Pipe（默认 Uniform）。

7.1.1 Uniform 模式

入节点（Ingress）：IP TTL -1 → 映射到 MPLS TTL。
MPLS 域内：每跳 MPLS TTL -1。
出节点（Egress）：MPLS TTL -1 → 写回 IP TTL。
特点：IP TTL 在 MPLS 域内逐跳下降，网络拓扑对外部可见，Traceroute 能显示 MPLS 内部节点。

7.1.2 Pipe 模式

入节点（Ingress）：IP TTL -1，MPLS TTL 设置为固定值（独立于 IP TTL）。
MPLS 域内：MPLS TTL 每跳减 1，但 IP TTL 不再变化。
出节点（Egress）：IP TTL -1。
特点：IP TTL 只在 Ingress/Egress 减 1，域内跳数对 IP TTL 无影响，可隐藏 MPLS 骨干结构。
应用：MPLS VPN，为了安全需要隐藏骨干网络时，Ingress 使用 Pipe 模式

7.2 ICMP响应报文

当 LSR 收到 TTL=1 的 MPLS 报文时，会生成 ICMP TTL 超时报文，返回给报文发送者。

7.2.1 响应方式

方式一：直接返回
如果 LSR 有到达报文源的 IP 路由，则直接通过 IP 路由返回 ICMP 消息。
→ 常见于 单标签 报文。
方式二：沿 LSP 返回
如果 LSR 没有源地址的 IP 路由，则 TTL 超时报文会带标签继续沿 LSP 传输，到达出节点（Egress），由 Egress 再返回给报文源。
→ 常见于 多层标签 报文。

7.2.2 Traceroute 行为总结

Uniform 模式 + 单标签：每跳 LSR 直接返回 ICMP，拓扑可见。
Pipe 模式：IP TTL 在域内不变，ICMP 超时报文通常由 Egress 返回，拓扑被隐藏。

7.3 配置命令

7.3.1 配置 MPLS 对 TTL 的处理模式

命令

undo ttl propagate → Pipe 模式
ttl propagate → Uniform 模式（缺省）

区别

模式	TTL 处理方式	特点	应用场景
Uniform	IP TTL 拷贝到 MPLS TTL，MPLS 核心每跳消耗 TTL，出栈后再写回 IP TTL	完整反映 MPLS 核心的跳数，支持 traceroute	调试、排错
Pipe	入栈时 MPLS TTL 赋固定值（通常 255），IP TTL 只在入口和出口减 1	MPLS 核心不影响 IP TTL，隐藏骨干	MPLS VPN，保护运营商拓扑

7.3.2 配置 ICMP 响应报文使用的路径

当 MPLS 报文 TTL 超时时（Traceroute 或环路），LSR 需要返回 ICMP TTL exceeded 消息给源端。

命令

undo ttl expiration pop → LSP 返回 ICMP
ttl expiration pop → IP 路由返回 ICMP（缺省）

区别

配置	行为	适用场景
缺省（ttl expiration pop）	如果报文只有一层标签 → LSR 直接用 IP路由返回 ICMP 报文	MPLS 较简单场景
undo ttl expiration pop	强制沿 LSP 返回 ICMP，即使 LSR 本地有路由	多层标签、VPN 场景，保证回程与业务路径一致

7.3.3 两者的配合

Uniform + IP路由返回 → 最透明，方便排错，客户能看到每个 MPLS 节点。
Pipe + LSP返回 → 最隐藏，客户只能看到 PE，核心 P 不暴露，且 ICMP 回程严格走 LSP。

7.4 TTL测试笔记

7.4.1 测试拓扑

对之前的测试拓扑进行了如下修改：

1、增加R4、R5。R4-PE1之间、PE2-R5之间运行OSPF，不配置LDP。

2、4.4.4.4/32不是PE1的直连路由，为了触发PE1对4.4.4.4/32建立LSP，修改PE1的LSP触发建立模式为：lsp-trigger all。

3、5.5.5.5/32不是PE2的直连路由，为了触发PE2对5.5.5.5/32建立LSP，修改PE2的LSP触发建立模式为：lsp-trigger all。

4、PE1、P1、PE2的LSP建立信息：

[PE1]dis mpls lsp
-------------------------------------------------------------------------------LSP Information: LDP LSP
-------------------------------------------------------------------------------
FEC                In/Out Label  In/Out IF                      Vrf Name       
2.2.2.2/32         NULL/3        -/GE0/0/0                                     
2.2.2.2/32         1024/3        -/GE0/0/0                                     
3.3.3.3/32         NULL/1025     -/GE0/0/0                                     
3.3.3.3/32         1025/1025     -/GE0/0/0                                     
5.5.5.5/32         NULL/1024     -/GE0/0/0                                     
5.5.5.5/32         1026/1024     -/GE0/0/0                                     
192.168.35.0/24    NULL/1026     -/GE0/0/0                                     
192.168.35.0/24    1027/1026     -/GE0/0/0                                     
4.4.4.4/32         1028/NULL     -/-                                           
1.1.1.1/32         3/NULL        -/-                                           
192.168.14.0/24    3/NULL        -/-                                           
192.168.12.0/24    3/NULL        -/-                                           
[PE1][P1]dis mpls lsp
-------------------------------------------------------------------------------LSP Information: LDP LSP
-------------------------------------------------------------------------------
FEC                In/Out Label  In/Out IF                      Vrf Name       
2.2.2.2/32         3/NULL        -/-                                           
5.5.5.5/32         NULL/1025     -/GE0/0/1                                     
5.5.5.5/32         1024/1025     -/GE0/0/1                                     
3.3.3.3/32         NULL/3        -/GE0/0/1                                     
3.3.3.3/32         1025/3        -/GE0/0/1                                     
192.168.35.0/24    1026/3        -/GE0/0/1                                     
4.4.4.4/32         NULL/1028     -/GE0/0/0                                     
4.4.4.4/32         1027/1028     -/GE0/0/0                                     
1.1.1.1/32         NULL/3        -/GE0/0/0                                     
1.1.1.1/32         1028/3        -/GE0/0/0                                     
192.168.14.0/24    1029/3        -/GE0/0/0                                     
[P1][PE2]dis mpls lsp
-------------------------------------------------------------------------------LSP Information: LDP LSP
-------------------------------------------------------------------------------
FEC                In/Out Label  In/Out IF                      Vrf Name       
2.2.2.2/32         NULL/3        -/GE0/0/0                                     
2.2.2.2/32         1024/3        -/GE0/0/0                                     
5.5.5.5/32         1025/NULL     -/-                                           
3.3.3.3/32         3/NULL        -/-                                           
192.168.35.0/24    3/NULL        -/-                                           
192.168.23.0/24    3/NULL        -/-                                           
4.4.4.4/32         NULL/1027     -/GE0/0/0                                     
4.4.4.4/32         1026/1027     -/GE0/0/0                                     
1.1.1.1/32         NULL/1028     -/GE0/0/0                                     
1.1.1.1/32         1027/1028     -/GE0/0/0                                     
192.168.14.0/24    NULL/1029     -/GE0/0/0                                     
192.168.14.0/24    1028/1029     -/GE0/0/0                                     
[PE2]

PE1在给4.4.4.4/32分配标签1028，没有分配标签3。

PE2在给5.5.5.5/32分配标签1025，没有分配标签3。

在MPLS中，FEC 4.4.4.4/32和FEC 5.5.5.5/32 LSP都已经正常建立。

5、PE1/PE2的FIB表信息：

[PE1]dis fib
Route Flags: G - Gateway Route, H - Host Route,    U - Up RouteS - Static Route,  D - Dynamic Route, B - Black Hole RouteL - Vlink Route
--------------------------------------------------------------------------------FIB Table:Total number of Routes : 17 Destination/Mask   Nexthop         Flag  TimeStamp     Interface      TunnelID
5.5.5.5/32         192.168.12.2    DGHU  t[69]         GE0/0/0        0x5
3.3.3.3/32         192.168.12.2    DGHU  t[69]         GE0/0/0        0x3
2.2.2.2/32         192.168.12.2    DGHU  t[69]         GE0/0/0        0x1
4.4.4.4/32         192.168.14.4    DGHU  t[48]         Vlanif30       0x0
192.168.12.255/32  127.0.0.1       HU    t[17]         InLoop0        0x0
192.168.12.1/32    127.0.0.1       HU    t[17]         InLoop0        0x0
192.168.14.255/32  127.0.0.1       HU    t[9]          InLoop0        0x0
192.168.14.1/32    127.0.0.1       HU    t[9]          InLoop0        0x0
1.1.1.1/32         127.0.0.1       HU    t[5]          InLoop0        0x0
255.255.255.255/32 127.0.0.1       HU    t[4]          InLoop0        0x0
127.255.255.255/32 127.0.0.1       HU    t[4]          InLoop0        0x0
127.0.0.1/32       127.0.0.1       HU    t[4]          InLoop0        0x0
127.0.0.0/8        127.0.0.1       U     t[4]          InLoop0        0x0
192.168.14.0/24    192.168.14.1    U     t[9]          Vlanif30       0x0
192.168.12.0/24    192.168.12.1    U     t[17]         GE0/0/0        0x0
192.168.23.0/24    192.168.12.2    DGU   t[64]         GE0/0/0        0x0
192.168.35.0/24    192.168.12.2    DGU   t[69]         GE0/0/0        0x7
[PE1][PE2]dis fib
Route Flags: G - Gateway Route, H - Host Route,    U - Up RouteS - Static Route,  D - Dynamic Route, B - Black Hole RouteL - Vlink Route
--------------------------------------------------------------------------------FIB Table:Total number of Routes : 17 Destination/Mask   Nexthop         Flag  TimeStamp     Interface      TunnelID
1.1.1.1/32         192.168.23.2    DGHU  t[66]         GE0/0/0        0x5
4.4.4.4/32         192.168.23.2    DGHU  t[66]         GE0/0/0        0x3
2.2.2.2/32         192.168.23.2    DGHU  t[59]         GE0/0/0        0x1
5.5.5.5/32         192.168.35.5    DGHU  t[48]         Vlanif40       0x0
192.168.23.255/32  127.0.0.1       HU    t[14]         InLoop0        0x0
192.168.23.3/32    127.0.0.1       HU    t[14]         InLoop0        0x0
192.168.35.255/32  127.0.0.1       HU    t[10]         InLoop0        0x0
192.168.35.3/32    127.0.0.1       HU    t[10]         InLoop0        0x0
3.3.3.3/32         127.0.0.1       HU    t[5]          InLoop0        0x0
255.255.255.255/32 127.0.0.1       HU    t[4]          InLoop0        0x0
127.255.255.255/32 127.0.0.1       HU    t[4]          InLoop0        0x0
127.0.0.1/32       127.0.0.1       HU    t[4]          InLoop0        0x0
127.0.0.0/8        127.0.0.1       U     t[4]          InLoop0        0x0
192.168.35.0/24    192.168.35.3    U     t[10]         Vlanif40       0x0
192.168.23.0/24    192.168.23.3    U     t[14]         GE0/0/0        0x0
192.168.12.0/24    192.168.23.2    DGU   t[61]         GE0/0/0        0x0
192.168.14.0/24    192.168.23.2    DGU   t[66]         GE0/0/0        0x7
[PE2]

PE1中：FEC 5.5.5.5/32已绑定 TunnelID 0x5，说明 PE1 将通过 MPLS LSP 转发目的为 5.5.5.5 的数据包，而不是普通 IP 转发。

PE2中：FEC 4.4.4.4/32已绑定 TunnelID 0x3，说明 PE2 将通过 MPLS LSP 转发目的为 4.4.4.4 的数据包，而不是普通 IP 转发。

7.4.2 Uniform模式下，观察TTL变化

1、PE1、P1、PE2配置为Uniform模式（缺省）。

2、R4 ping R5。

[R4]ping -a 4.4.4.4 -c 4 5.5.5.5

[R4]ping -a 4.4.4.4 -c 4 5.5.5.5PING 5.5.5.5: 56  data bytes, press CTRL_C to breakReply from 5.5.5.5: bytes=56 Sequence=1 ttl=252 time=60 msReply from 5.5.5.5: bytes=56 Sequence=2 ttl=252 time=60 msReply from 5.5.5.5: bytes=56 Sequence=3 ttl=252 time=50 msReply from 5.5.5.5: bytes=56 Sequence=4 ttl=252 time=50 ms--- 5.5.5.5 ping statistics ---4 packet(s) transmitted4 packet(s) received0.00% packet lossround-trip min/avg/max = 50/55/60 ms[R4]

2、通过Wireshark抓包检查TTL数值，结果符合预期。

R4抓包

PE1抓包：

Ingress（入站 LER）

收到 IP 报文时，先 IP TTL–1 = 255 - 1 = 254

然后将这个值 拷贝到 MPLS 标签的 TTL 字段（即 MPLS TTL = IP TTL–1）。

P1抓包：

MPLS 域内（Transit LSR）

每经过一个 MPLS 节点，MPLS TTL–1。

如果 TTL 归零，就触发 ICMP TTL Exceeded 报文，与 IP 网络类似。

PE2抓包：

Egress（出站 LER）

当 MPLS 标签被弹出时，Egress 将 MPLS TTL–1 的结果写回 IP 报文的 TTL 字段。

这样 IP 报文离开 MPLS 域时，IP TTL 已经包含了 MPLS 域内的跳数消耗。

7.4.3 Pipe模式下，观察TTL变化

1、PE1、P1、PE2修改为pipe模式。

配置ttl propagate命令只影响此后新建立的LSP，如果需要对之前建立的LSP也生效，应执行reset mpls ldp命令重建LSP，重建后，FEC对应的标签会重新产生和发布。

[PE1]undo ttl propagate

<PE1>reset mpls ldp all
<PE1>

[P1]undo ttl propagate

<P1>reset mpls ldp all
<P1>

[PE2]undo ttl propagate

<PE2>reset mpls ldp all
<PE2>

2、R4 ping R5。

[R4]ping -a 4.4.4.4 -c 2 5.5.5.5

[R4]ping -a 4.4.4.4 -c 2 5.5.5.5PING 5.5.5.5: 56  data bytes, press CTRL_C to breakReply from 5.5.5.5: bytes=56 Sequence=1 ttl=253 time=60 msReply from 5.5.5.5: bytes=56 Sequence=2 ttl=253 time=80 ms--- 5.5.5.5 ping statistics ---2 packet(s) transmitted2 packet(s) received0.00% packet lossround-trip min/avg/max = 60/70/80 ms[R4]

3、通过Wireshark抓包检查TTL数值，结果符合预期。

R4抓包：

PE1抓包：

Ingress（入站 LER）

收到 IP 报文时，先把 IP TTL 减 1。

然后分配一个新的 MPLS 标签，标签的 TTL 字段直接设置为一个固定初始值（通常是 255），而不是继承 IP 报文的 TTL。

P1抓包：

MPLS 域内（Transit LSR）

仅对 MPLS 标签的 TTL 做标准处理，每经过一跳 MPLS TTL 减 1。

不影响原始 IP 报文的 TTL。

PE2抓包：

Egress（出站 LER）

把 MPLS 标签弹出（POP），然后再让 IP TTL 减 1。

这样 IP 报文的 TTL 在整个 MPLS 域内只减少 2（Ingress 减 1，Egress 再减 1），与域内有多少跳无关。

7.4.4 ICMP响应报文测试

把MPLS修改回uniform模式，并reset mpls ldp all，此时FEC对应的标签重新产生和发布。

R4发IP TTL=3的ICMP报文，

在R4-Eth0/0/0、PE1-G0/0/0、P1-G0/0/1、PE2-Eth0/0/1通过wireshark抓包，观察PE2收到MPLS TTL=1的情况。

1、R4 ping R5

[R4]ping -a 4.4.4.4 -c 2 -h 3 5.5.5.5

2、R4发出的ICMP包：

2、PE1发出的MPLS ICMP包：

3、P1发出的MPLS ICMP包：

4、当 PE2收到 TTL=1 的 MPLS 报文时，它就会丢弃该报文，并向源端返回一条 ICMP Time Exceeded 报文。这跟普通 IP 网络中 TTL=1 → 0 的处理逻辑完全一致，只不过触发点是 MPLS 的 TTL 字段。

此时，PE2有报文源4.4.4.4的路由，根据FIB表进行转发。4.4.4.4在FIB表中已经绑定了LSP，所以走MPLS LSP进行转发。

PE2将根据LSP转发去往4.4.4.4的TTL超时报文：

5、P1收到PE2发出的TTL超时报文：

Frame 2259: 74 bytes on wire (592 bits), 74 bytes captured (592 bits) on interface -, id 0
Ethernet II, Src: 00:e0:fc:00:5d:fd, Dst: 00:e0:fc:21:6d:79
MultiProtocol Label Switching Header, Label: 1048, Exp: 6, S: 1, TTL: 2550000 0000 0100 0001 1000 .... .... .... = MPLS Label: 1048 (0x00418).... .... .... .... .... 110. .... .... = MPLS Experimental Bits: 6.... .... .... .... .... ...1 .... .... = MPLS Bottom Of Label Stack: 1.... .... .... .... .... .... 1111 1111 = MPLS TTL: 255
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.23.3, Dst: 4.4.4.40100 .... = Version: 4.... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)Differentiated Services Field: 0xc0 (DSCP: CS6, ECN: Not-ECT)Total Length: 56Identification: 0x0621 (1569)000. .... = Flags: 0x0...0 0000 0000 0000 = Fragment Offset: 0Time to Live: 255Protocol: ICMP (1)Header Checksum: 0xd530 [validation disabled][Header checksum status: Unverified]Source Address: 192.168.23.3Destination Address: 4.4.4.4[Stream index: 7]
Internet Control Message ProtocolType: 11 (Time-to-live exceeded)Code: 0 (Time to live exceeded in transit)Checksum: 0xf685 [correct][Checksum Status: Good]Unused: 00000000Internet Protocol Version 4, Src: 4.4.4.4, Dst: 5.5.5.50100 .... = Version: 4.... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP: CS0, ECN: Not-ECT)Total Length: 84Identification: 0x0136 (310)000. .... = Flags: 0x0...0 0000 0000 0000 = Fragment Offset: 0Time to Live: 1[Expert Info (Note/Sequence): "Time To Live" only 1]["Time To Live" only 1][Severity level: Note][Group: Sequence]Protocol: ICMP (1)Header Checksum: 0xa662 [validation disabled][Header checksum status: Unverified]Source Address: 4.4.4.4Destination Address: 5.5.5.5[Stream index: 6]Internet Control Message ProtocolType: 8 (Echo (ping) request)Code: 0Checksum: 0x25ce [unverified] [in ICMP error packet][Checksum Status: Unverified]Identifier (BE): 53163 (0xcfab)Identifier (LE): 43983 (0xabcf)Sequence Number (BE): 256 (0x0100)Sequence Number (LE): 1 (0x0001)

内嵌的“原始 IP 报文”

Inner IP: Src 4.4.4.4, Dst 5.5.5.5, TTL: 1

这表明原始发出的 ICMP Echo Request（R4 → R5）在到达触发点时，其 IP TTL 值为 1。因此当该节点对其进行减 1 操作后，TTL 变为 0，触发了 ICMP Time Exceeded。

6、PE1收到P1发出的TTL超时报文：

Frame 2242: 74 bytes on wire (592 bits), 74 bytes captured (592 bits) on interface -, id 0
Ethernet II, Src: 00:e0:fc:21:6d:78, Dst: 00:e0:fc:7e:3e:d8
MultiProtocol Label Switching Header, Label: 1051, Exp: 6, S: 1, TTL: 2540000 0000 0100 0001 1011 .... .... .... = MPLS Label: 1051 (0x0041b).... .... .... .... .... 110. .... .... = MPLS Experimental Bits: 6.... .... .... .... .... ...1 .... .... = MPLS Bottom Of Label Stack: 1.... .... .... .... .... .... 1111 1110 = MPLS TTL: 254
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.23.3, Dst: 4.4.4.40100 .... = Version: 4.... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)Differentiated Services Field: 0xc0 (DSCP: CS6, ECN: Not-ECT)Total Length: 56Identification: 0x0621 (1569)000. .... = Flags: 0x0...0 0000 0000 0000 = Fragment Offset: 0Time to Live: 255Protocol: ICMP (1)Header Checksum: 0xd530 [validation disabled][Header checksum status: Unverified]Source Address: 192.168.23.3Destination Address: 4.4.4.4[Stream index: 7]
Internet Control Message ProtocolType: 11 (Time-to-live exceeded)Code: 0 (Time to live exceeded in transit)Checksum: 0xf685 [correct][Checksum Status: Good]Unused: 00000000Internet Protocol Version 4, Src: 4.4.4.4, Dst: 5.5.5.50100 .... = Version: 4.... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP: CS0, ECN: Not-ECT)Total Length: 84Identification: 0x0136 (310)000. .... = Flags: 0x0...0 0000 0000 0000 = Fragment Offset: 0Time to Live: 1Protocol: ICMP (1)Header Checksum: 0xa662 [validation disabled][Header checksum status: Unverified]Source Address: 4.4.4.4Destination Address: 5.5.5.5[Stream index: 6]Internet Control Message ProtocolType: 8 (Echo (ping) request)Code: 0Checksum: 0x25ce [unverified] [in ICMP error packet][Checksum Status: Unverified]Identifier (BE): 53163 (0xcfab)Identifier (LE): 43983 (0xabcf)Sequence Number (BE): 256 (0x0100)Sequence Number (LE): 1 (0x0001)

7、R4收到TTL超时报文：

Frame 1765: 70 bytes on wire (560 bits), 70 bytes captured (560 bits) on interface -, id 0
Ethernet II, Src: 00:e0:fc:7e:3e:d8, Dst: 54:89:98:f6:50:d6
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.23.3, Dst: 4.4.4.40100 .... = Version: 4.... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)Differentiated Services Field: 0xc0 (DSCP: CS6, ECN: Not-ECT)Total Length: 56Identification: 0x0621 (1569)000. .... = Flags: 0x0...0 0000 0000 0000 = Fragment Offset: 0Time to Live: 253Protocol: ICMP (1)Header Checksum: 0xd730 [validation disabled][Header checksum status: Unverified]Source Address: 192.168.23.3Destination Address: 4.4.4.4[Stream index: 3]
Internet Control Message ProtocolType: 11 (Time-to-live exceeded)Code: 0 (Time to live exceeded in transit)Checksum: 0xf685 [correct][Checksum Status: Good]Unused: 00000000Internet Protocol Version 4, Src: 4.4.4.4, Dst: 5.5.5.50100 .... = Version: 4.... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP: CS0, ECN: Not-ECT)Total Length: 84Identification: 0x0136 (310)000. .... = Flags: 0x0...0 0000 0000 0000 = Fragment Offset: 0Time to Live: 1Protocol: ICMP (1)Header Checksum: 0xa662 [validation disabled][Header checksum status: Unverified]Source Address: 4.4.4.4Destination Address: 5.5.5.5[Stream index: 2]Internet Control Message ProtocolType: 8 (Echo (ping) request)Code: 0Checksum: 0x25ce [unverified] [in ICMP error packet][Checksum Status: Unverified]Identifier (BE): 53163 (0xcfab)Identifier (LE): 43983 (0xabcf)Sequence Number (BE): 256 (0x0100)Sequence Number (LE): 1 (0x0001)