目前PE路由器的应用很广泛，它是VPN路由器中的一种类型，于是我研究了一下PE路由器的讲解和原理，在这里拿出来和大家分享一下，希望对大家有用。VPN（Virtual Private Network）是基于公网，利用隧道、加密等技术，为用户提供的虚拟专用网络，它给用户一种直接连接到私人局域网的感觉。
MPLS VPN简介
MPLS（Multi-Protocol Label Switch，多协议标签交换）是由IETF提出的新一代IP骨干网络交换标准，是一种集成式的IP Over ATM技术。它融合了IP路由技术灵活性和ATM交换技术简洁性的优点，在面向无连接的IP网络中引入了MPLS面向连接的属性，提供了类似于虚电路的标签交换业务。
MPLS VPN有三种类型的路由器，CE路由器、PE路由器和P路由器。其中，CE路由器是客户端路由器，为用户提供到PE路由器的连接；PE路由器是运营商边缘路由器，也就是MPLS网络中的标签边缘路由器 （LER），它根据存放的路由信息将来自CE路由器或标签交换路径（LSP）的VPN数据处理后进行转发，同时负责和其他PE路由器交换路由信息；P路由器是运营商网络主干路由器，也就是MPLS网络中的标签交换路由器（LSR），它根据分组的外层标签对VPN数据进行透明转发，P路由器只维护到PE路由器的路由信息而不维护VPN相关的路由信息。根据PE路由器是否参与客户的路由，MPLS VPN分成Layer3 MPLS VPN和Layer2 MPLS VPN。其中Layer3 MPLS VPN遵循RFC2547bis标准，使用BGP在PE路由器之间分发路由信息，使用MPLS技术在VPN站点之间传送数据，因而又称为BGP/MPLS VPN。
BGP/MPLS VPN中几个重要的概念
1. VRF
BGP/MPLS VPN的安全举措之一就是路由隔离和信息隔离，它是通过VPN路由转发（VPN Routing && Forwarding：VRF）表和MPLS中的LSP来实现的。在PE路由器上，存在有多个VRF表，这些VRF表是和PE路由器上的一个或多个子接口相对应的，用于存放这些子接口所属VPN的路由信息。通常情况下，VRF表中只包含一个VPN的路由信息，但是当子接口属于多个VPN时，其所对应的VRF表中就包含了子接口所属的所有VPN的路由信息。对于每一个VRF表，都具有路由区分符（Route Distinguisher：RD）和路由目标（Route Target：RT）两大属性。
2. RD
VPN中IP地址的规划是由客户自行制订的，因而有可能会出现客户选择在RFC1918中定义的私有地址作为他们的站点地址或者不同的VPN使用相同的地址域，也就是所谓的地址重叠现象。地址重叠的后果之一就是BGP无法区分来自不同VPN的重叠路由，从而导致某个站点不可达。为了解决这个问题，BGP/MPLS VPN除了采用在PE路由器上使用多个VRF表的方法，还引入了RD的概念。RD具有全局唯一性，通过将8个字节的RD作为IPv4地址前缀的扩展，使不唯一的IPv4地址转化为唯一的VPN-IPv4地址。VPN-IPv4地址对客户端设备来说是不可见的，它只用于骨干网络上路由信息的分发。
RD和VRF表之间建立了一一对应的关系。通常情况下，对于不同PE路由器上属于同一个VPN的子接口，为其所对应的VRF表分配相同的RD，换句话说，就是为每一个VPN分配一个唯一的RD。但是对于重叠VPN，即某个站点属于多个VPN的情况，由于PE路由器上的某个子接口属于多个VPN，此时，该子接口所对应的VRF表只能被分配一个RD，从而多个VPN共享一个RD。
3. RT
RT的作用类似于BGP中扩展团体属性，用于路由信息的分发。它分成Import RT和Export RT，分别用于路由信息的导入、导出策略。当从VRF表中导出VPN路由时，要用Export RT对VPN路由进行标记；在往VRF表中导入VPN路由时，只有所带RT标记与VRF表中任意一个Import RT相符的路由才会被导入到VRF表中。RT使得PE路由器只包含和其直接相连的VPN的路由，而不是全网所有VPN的路由，从而节省了PE路由器的资源，提高了网络拓展性。RT具有全局唯一性，并且只能被一个VPN使用。通过对Import RT和Export RT的合理配置，运营商可以构建不同拓扑类型的VPN，如重叠式VPN和Hub-and-spoke VPN。
BGP/MPLS VPN的体系结构
1. BGP/MPLS VPN的
体系结构
体系结构主要分成数据面和控制面。数据面定义了VPN数据的转发过程；控制面则定义了LSP的建立和VPN路由信息的分发过程。在此，我们主要讨论一下数据的转发过程和路由信息的分发过程。
2. 数据转发过程
在MPLS网络中传输的VPN数据采用外标签（又称隧道标签）和内标签（又称VPN标签）两层标签栈结构，它们分别对应于两个层面的路由：域内路由和VPN路由。域内路由即MPLS中的LSP是由PE路由器和P路由器通过运行标签分发协议（Label Distribution Protocol：LDP）或资源预留协议（Resource Reservation Protocol：RSVP）建立的，它所产生的标签转发表用于VPN分组外层标签的交换。VPN路由是由PE路由器之间通过运行MP-iBGP建立的，该协议跨越骨干网的P路由器分发VPN标签形成VPN路由。在PE路由器上除了VRF表外，还有MPLS路由表，该表用于存放VPN标签和子接口的对应关系，为出口PE路由器到CE路由器之间的数据转发提供依据。
具体数据转发过程如下：当CE路由器通过某个子接口将一个VPN分组发给入口PE路由器后，PE路由器查找该子接口对应的VRF表，从VRF表中得到VPN标签、初始外层标签以及到出口PE路由器的输出接口。当VPN分组被打上两层标签之后，就通过输出接口发送到相应LSP上的第一个P路由器。骨干网中P路由器根据外层标签逐跳转发VPN分组，直至最后一个P路由器弹出外层标签，将只含有VPN标签的分组转发给出口PE路由器。出口PE路由器根据VPN标签，查找MPLS路由表得到对应的输出接口，在弹出VPN标签后通过该接口将VPN分组发送给正确的CE路由器，从而实现了整个数据转发过程。特别的，当出口PE路由器和入口PE路由器是同一个路由器时，PE路由器对收到的VPN分组将不经过任何处理直接转发给目的CE路由器。
3. 路由信息分发过程
在MPLS VPN中，因为采用了两层标签栈结构，所以P路由器并不参与VPN路由信息的交互，客户路由器是通过CE和PE路由器之间、PE路由器之间的路由交互知道属于某个VPN的网络拓扑信息。
（1）CE-PE路由器之间通过采用静态/缺省路由，或采用IGP（RIPv2、OSPF）等动态路由协议，或建立EBGP连接等方式进行路由信息的交互。当入口PE路由器从某个子接口接收到来自CE路由器的路由信息时，除了将该路由导入对应的VRF表，PE路由器还要为该路由分配一个VPN标签。该VPN标签用以识别接收路由信息的子接口，因此从同一个子接口接收到的路由信息将被分配同样的VPN标签，从而PE路由器可以将收到的VPN分组转发到合适的子接口。
（2）PE-PE之间通过采用MP-iBGP进行路由信息的交互。PE路由器通过维持iBGP网状连接或使用路由反射器来确保路由信息被分发给所有的PE路由器。当入口PE路由器分发路由信息时，将同时携带路由所在VRF表的RD，即将路由的IPv4地址转化为VPN-IPv4地址。分发的具体路由信息包括该路由的VPN-IPv4地址前缀、下一跳BGP即入口PE路由器的VPN-IPv4地址（其中RD=0）、分配给该路由的VPN标签和该路由所在VRF表的Export RT。该路由信息我们称为带有标签的VPN-IPv4路由信息。当出口PE路由器收到路由信息时，将查看该路由的RT，如果RT和其任意VRF表中任意一个Import RT相符时，就将该路由存入VPN-IPv4.RIB表。在进行路由选择之后，将最优路由中的VPN-IPv4地址转化成IPv4地址，即去掉地址中的RD，导入到相应的VRF表中。
跨越多个运营商网络的MPLS VPN的实现
在某个客户的MPLS/VPN跨越多个运营商网络的情况下，如果假定运营商所用地址域不重叠，那么可以通过下述方法来解决：①为了分发带有标签的IPv4路由信息，在边缘路由器上建立EBGP连接；②为了分发带有标签的VPN-IPv4路由信息，在属于不同运营商的PE路由器之间建立多跳的EBGP连接。值得注意的是，这种用于不同运营商之间的EBGP解决方案同样适用于一个具有多个AS值的运营商。
