ما هو بروتوكول LDP في الشبكات

يتم استخدام بروتوكول توزيع التسمية (LDP) لإنشاء (MPLS LSPs) للنقل عندما لا تكون هندسة المرور مطلوبة، حيث يقوم بإنشاء (LSPs) التي تتبع جدول توجيه (IP) الحالي وهي مناسبة بشكل خاص لإنشاء شبكة كاملة من (LSPs) بين جميع أجهزة التوجيه على الشبكة.

أساسيات بروتوكول LDP

يمكن أن يعمل (LDP) في العديد من الأوضاع ليناسب المتطلبات المختلفة لكنّ الاستخدام الأكثر شيوعاً هو الوضع غير المرغوب فيه، والذي ينشئ شبكة كاملة من الأنفاق بين أجهزة التوجيه وفي الوضع المطلوب يرسل جهاز توجيه الدخول طلب تسمية (LDP) إلى جهاز توجيه الخطوة التالية على النحو المحدد من جدول توجيه (IP) الخاص به.

يتم إعادة توجيه هذا الطلب من خلال الشبكة خطوة بخطوة بواسطة كل جهاز توجيه، وبمجرد وصول الطلب إلى موجه الخروج يتم إنشاء رسالة إرجاع، وتؤكد هذه الرسالة (LSP) وتخبر كل جهاز توجيه تعيين التسمية لاستخدامه على كل ارتباط لـ (LSP) هذا، وفي الوضع غير المرغوب فيه تبث أجهزة توجيه الخروج تعيينات التسميات لكل ارتباط خارجي إلى جميع الأجهزة المجاورة.

يتم نشر عمليات البث هذه عبر كل رابط عبر الشبكة حتى تصل إلى أجهزة توجيه الدخول. عبر كل قفزة ويقومون بإبلاغ موجه المنبع بتعيين التسمية لاستخدامه لكل ارتباط خارجي، وعن طريق إغراق الشبكة يقومون بإنشاء (LSPs) بين جميع الروابط الخارجية.

تتمثل الميزة الرئيسية لـ (LDP) عبر (RSVP) في سهولة إعداد شبكة كاملة من الأنفاق باستخدام الوضع غير المرغوب فيه، لذلك يتم استخدامه غالباً في هذا الوضع لإعداد الشبكة الأساسية للأنفاق التي تحتاجها شبكات (VPN) من الطبقة الثانية والطبقة الثالثة.

• “LDP” هي اختصار لـ “Label-Distribution-Protocol” و”VPN” هي اختصار لـ “Virtual-Private-Network”.

• “RSVP” هي اختصار لـ “Resource-Reservation-Protocol” و”LSP” هي اختصار لـ “Link-State-Protocol”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet-Protocol” و”MPLS” هي اختصار لـ “Multiprotocol-Label-Switching”.

العلاقة بين LDP لخدمات MPLS

يستخدم (LDP) لتأسيس (LSPs) لخدمة (MPLS)، والخدمة الأساسية عبارة عن سلك زائف وكما يمكن استخدامه لمحاكاة أي نوع من الخدمات السلكية، يمكن أن يحمل السلك الزائف أي نوع من حركة المرور تقريباً وحزم الطبقة الثانية كـ (Ethernet) وحزم (L3) وخلايا (ATM)، و(Frame Relay) ودوائر (TDM) ونظراً لهذه المرونة تُستخدم الأسلاك الزائفة على نطاق واسع في (Carrier Ethernet) و(Mobile Backhaul).

الأسلاك الزائفة البسيطة هي ثنائية الاتجاه من نقطة إلى نقطة، ومع ذلك يمكن توسيعها ببساطة لتوفير القدرة من نقطة إلى عدة نقاط، كما يتم إنشاء (Layer 2 VPN) من خلال إنشاء شبكة من الأسلاك الزائفة بين نقاط نهاية (VPN) واستخدام تحويل (Ethernet) لتوجيه الحزم إلى الأسلاك الزائفة الصحيحة.

يدعم برنامج (MPLS) من (Metaswitch ) و(DC-MPLS) بشكل كامل (LDP) في كل من الوضعين المطلوبين وغير المرغوب فيهما، ويحتوي (LDP) المحدد في (RFC 3035) على مجموعة من الإجراءات والرسائل التي من خلالها تقوم (LSRs)؛ بإنشاء (LSPs) من خلال شبكة عن طريق تعيين معلومات توجيه الطبقة الثالثة مباشرة إلى مسارات تبديل الطبقة 2، ويربط (LDP) فئة معادلة إعادة التوجيه (FEC) مع كل (LSP) يقوم بإنشائه ويحدد (FEC) المرتبط بـ (LSP) الحزم التي يتم تعيينها إلى (LSP).

يتم استخدام (LDP) لتوزيع روابط التسمية والبادئة، ويعمل بالتوازي مع بروتوكولات التوجيه ويمكن تشغيل آليات توزيع الملصقات الأخرى، مثل (TDP) وبروتوكول حجز الموارد (RSVP) وبروتوكول (PIMv2) وبروتوكول بوابة الحدود (BGPsee RFC 3107) بالتوازي مع (LDP)، وينحدر (LDP) من (TDP) بطريقة تجعل (LDP) عبارة عن مجموعة شاملة من (TDP)، باستخدام نفس الأساليب لتحقيق نفس الوظائف.

• “ATM” هي اختصار لـ “Asynchronous-Transfer-Mode” و”TDP” هي اختصار لـ “Thermal-Design-Power”.

• “PIM” هي اختصار لـ “personal-information-manager” و”FEC” هي اختصار لـ “Forward-error-correction”.

فئات رسائل بروتوكول LDP

1- رسائل اكتشاف الأقران

• تُستخدم رسائل الترحيب (LDP) هذه للإعلان عن وجود (LSR) في الشبكة والحفاظ عليه.

• يستخدم اكتشاف الجوار (LDP) منفذ (UDP 646) لإرسال حزم الترحيب الدورية.

• يستجيب الجار بـ (LDP hello) إذا كان (LSR) أو (eLSR).

• يصبح (LSR) الذي يحتوي على أعلى عنوان (IP) نشطاً وينشئ اتصالات (TCP) لـ (LDP) على المنفذ 646.

• يصبح (LSR) الذي يحتوي على أقل عنوان (IP) خامل وينتظر إنشاء اتصال (TCP) لجلسة (LDP).

2- رسائل إدارة الجلسة

• هذه تنشئ الجلسات وتحافظ عليها وتنهيها بين أقران الحزب الديمقراطي الليبرالي.

• يسمح إنشاء جلسة (LDP) بالتفاوض على الخيارات حول جلسة (TCP) التي تم إنشاؤها على المنفذ 646.

3- رسائل توزيع الإعلان أو التسمية

• تقوم بإنشاء وتغيير وحذف تعيينات التسميات لـ (FECs).

• تتعامل هذه الرسائل مع الإعلانات الملزمة والطلبات والسحب والتحرير.

4- رسائل الإعلام

هذه توفر معلومات الإبلاغ ومعلومات خطأ الإشارة وأكواد السبب.

هيكل رسالة بروتوكول LDP

تحتوي جميع رسائل LDP على بنية مشتركة تستخدم مخطط تشفير نوع أي طول وقيمة (TLV) لتوفير إمكانية التوسيع، ويمكن أن يحتوي جزء القيمة من كائن (TLV) المشفر في حد ذاته على واحد أو أكثر من (TLV)، ومن السهل جدًا التعامل مع ترميز (TLV) عندما يتعلق الأمر بإضافة قدرة جديدة لأنّه يتم تحديد نوع جديد، وتستخدم كل واجهة على (LSR) إحدى طريقتين لتوزيع التسميات وهي:

1- المصب غير مطلوب

• يتم التحكم في توزيع الملصق في اتجاه انتقال البيانات.

• يبدأ (LSR) المصب وتعلن عن تعيين التسمية.

• يتم توزيع مساحة التسمية لكل منصة.

• باستخدام هذه الطريقة، يمكن لـ (LSR) توزيع نفس الملصق على جيران مختلفين.

2- المصب عند الطلب

• يتم التحكم في توزيع الملصقات في اتجاه المنبع.

• يبدأ (LSR upstream) طلب التعيين.

• تقوم بتوزيع ملصقات لكل واجهة (مثل LC-ATM).

• في تعيين تسمية المصب عند الطلب، تم بناء LVC من منصة الرأس إلى منصة الذيل.

• يتم تبادل وضع الإعلان بين نظراء (LSR) خلال مرحلة التهيئة.

• يجب أن توافق (LSRs) المجاورة على طريقة التوزيع المستخدمة.

• تستخدم رسالة (LDP) لتعيين التسمية طريقي (TLV) لإجراء التعيين (FEC TLV) وتسمية (TLV).

• أنواع مختلفة من الملصقات تستخدم (TLVs) تسميات مختلفة.

• يمكن أن يكون لديك (TLV) للتسمية العامة (النوع 0x0200)، و(TLV) لتسمية (ATM) النوع (0x0201) و(TLV) لتسمية ترحيل الإطارات للنوع (0x0202).

طريق التحكم في بروتوكول توزيع التسميات

• التحكم المستقل في التسمية يمكن لـ (LSR) تعيين ملصق لـ (FEC) حتى لو لم يكن به (LSR) المصب وعند تلقي رسالة طلب تسمية، يمكن لـ (LSR) الاستجابة بربط دون انتظار تعيين الملصق من المرحلة التالية (LSR).

• التحكم في الملصق المطلوب لا يمكن لـ (LSR) تعيين ملصق لـ (FEC) إلّا إذا كان قد تلقى بالفعل تسمية من (LSR) المتجه نحو المصب، وعند تلقي رسالة طلب التسمية يجب على (LSR) تنفيذ طلب التسمية الخاص بها في اتجاه المصب.

• إذا كانت (LSR) تحتفظ أو تطلب ربط تسمية من أو إلى جار ليس القفزة التالية وفقًا لجدول التوجيه، يسمى هذا وضع الاحتفاظ بالملصق وله بديل هو وضع الاحتفاظ بالتسمية التحفظية يطلب (LSR)، الذي يعمل في (Downstream) عند الطلب تعيينات الملصقات من المرحلة التالية (LSR) فقط، وهذا يحفظ ملصقات قيمة وبالتالي فهو مفضل لواجهات (LC-ATM).