三、MPLS LDP与RSPV TE、SR
1、MPLS LDP 与RSVP TE在实际部署会存在一些问题，
请问相较于SR、MPLS LDP与RSVP TE在部署时会出现什么问题？
答：相比与SR部署MPLS LDP时会出现如下问题：
1、MPLS LDP需要IGP的支持以在动态生成LSP的过程中实现基于目的前缀的FEC分类和FEC标签的发布
以及标签信息的管理和维护，设备在控制层面需要运行IGP和LDP，并实现IGP和LDP的交互，导致设备
控制层面较为复杂，增加维护成本。一条链路上需要分配多个标签，标签资源占用多，标签转发表维护工作量大。
2、LDP和IGP的同步问题。IGP收敛较快，网络故障后切换路径，新路径上LDP可能还未建立会话，
导致MPLS VPN业务中断，为解决LDP和IGP同步问题，增加了运维难度。
3、IGP和LDP的LSP都是基于最短路径转发报文，网络易出现链路利用率不均的问题，拥塞控制能力差，
通过修改链路开销无法满足所有业务的选路需求。
4、设备为中心的网络模型中，每个网元独立计算拓扑，路径只能实现以自身为根的局部最优，无全局路径视角，
采用最短路径的路由机制无法实现源节点规划路径的源路由机制，进而无法实现路径规划和流量工程。
5、每个网元都要发送协议报文独立建立和维护IGP、LDP的邻居和会话关系，同时维护LSP的状态，
均会在一定程度上消耗链路带宽资源和设备资源。
相比于SR，部署RSVP TE时会存在一下问题：
1、RSVP TE的实现机制复杂，控制层面需要运行IGP、LDP、RSVP协议，
并且IGP协议需要处理RSVP-TE的泛洪及其链路状态信息，通过约束信息配置、传递、收集，
最后基于约束的CSPF算法计算拓扑，根据算路结果，通过RSVP TE协议建立LSP，检查和预留资源，
设备信令开些非常大，拓扑变更时泛洪的信息较多。
2、RSVP-TE仍采用分布式架构，虽实现了源节点路径规划功能，但需要RSVP协议进行预留确认，
RSVP TE类似于SDH管道，不支持ECMP，故实现网络的负载均衡需建立多个隧道增加了复杂度。
正常业务调整还是故障场景下被动路径调整，都需要逐节点下发配置。
3、RSVP TE配置和维护复杂，通过隧道引流来引导流量进行转发，N个节点互联需要N*(N-1)个隧道配置。
中间的P节点需要维护所有经过他的隧道状态，对设备性能压力较大，无法大量部署。
2、在部署FRR功能时需要使用LFA、RLFA、Ti-LFA功能，确保FRR不会发生环路，
请问为什么FRR会有潜在的环路？
答：当IGP网络在拓扑变化时会向其它网络节点发送拓扑变更的信息，
网络节点收到变更信息之后会独立进行计算拓扑及更新转发表。在这段时间内，每个网络节点收到拓扑的变更信息，
以及进行拓扑计算并更新转发表的时间是不一致的。网络中可能会存在诸多的因素影响着每个节点的
路由同步与转发表的更新速度。
比如：
1、在网络中拓扑变化引入了时延，拓扑变化通知到节点的时间取决于拓扑变化处到该节点的距离。
2、每个节点更新转发表中前缀的顺序不能保证是相同的。
3、控制平面和数据平面的更新速度有差异，与CPU、平台架构等相关。
上述情况会导致数据包在转发时出现A 根据最新收敛的路由信息将数据包转发给了B，而B设备此时路由尚未收敛完成，
认为去往目的地的下一跳仍为A设备，从而导致临时环路产生，这种环路存在时间较短，故称之为微环。
在FRR中，不论是采用LFA、RLFA、还是TI-LFA，都会有可能存在上述微环的风险存在。
LFA的工作机制：
LFA的原理是找到一个非主下一跳（非最短转发路径上的下一跳）的邻居节点，
如果这个邻居节点到目的节点的最短路径不经过源节点，则这个邻居节点为无环备份下一跳。
LFA分为链路保护与节点保护两种场景。
LFA链路保护公式：
Distance_opt(N，D)<Distance_opt(N，S)+Distance_opt(S，D)
公式意思为：从邻居节点N到目的节点D的距离比从邻居节点N到S然后到节点D的距离短，
这样才能保护源节点S到目的节点D之间的最短链路故障之后，切换到邻居节点N转发数据时，
邻居节点不会将流量重新发回S节点的情况。
当发生节点故障时，流量需要从最短路径上S的下一跳节点绕行，所以如果邻居节点同时满足下述公式，
则该邻居节点满足保护条件。
LFA节点保护场景公式：
Distance_opt(N，D)>Distance_opt(N。S)+Distance_opt(S，D)
Distance_opt(N，D)>Distance_opt(N，E)+Distance_opt(E，D)
以上公式意思为：从邻居节点N到达目的节点D的距离比先到主下一跳节点E然后在从E到目的节点D的距离短，
也即从邻居节点N到目的节点D的最短路径不会经过故障节点E，这种情况下，
邻居节点N可以作为节点故障时的LFA节点。邻居节点满足上述两个公式，则可以作为对应设备的保护节点。
但LFA的问题在于它不能覆盖所有场景，在有些拓扑下，LFA无法计算备份下一跳，
如整张网络拓扑的开销无法满足上述任何保护公式的情况下，则会导致无法通过LFA计算出备份路径，
从而只能靠路由协议进行收敛，导致最初的微环问题发生。
R-LFA工作原理：R-LFA是对LFA机制进一步优化的体现，它将LFA节点的计算扩大到了远端节点，
而不仅限于邻居节点，从而提高了LFA计算的成功概率。但实质上还是存在LFA中遗留的问题，
就是可能存在拓扑开销无法满足保护公式时从而造成R-LFA失效的情况。
在RLFA中，也存在着两个保护公式：
RLFA的链路保护公式：
Distance_opt(N，P)<Distance_opt(N，S)+Distance_opt(S，P)
Distance_opt(Q，D)<Distance_opt(Q，S)+Distance_opt(S，D)
RLFA的节点保护机制：
Distance_opt(N，P)<Distance_opt(N，E)+Distance_opt(E，P)
Distance_opt(Q，D)<Distance_opt(Q，E)+Distance_opt(E，D)
以上公式中，N为源节点的邻居节点，D为源节点的目的节点，P为源节点的扩展空间，
Q为末端节点的扩展空间。通过以上公式计算出属于P与Q空间的设备，PQ空间中重叠的设备即为PQ节点设备，
该设备为一个去往源和目的均不会产生环路的设备。PQ节点通过与源节点建立一条隧道，
这条隧道将作为虚拟的RLFA备份路径添加到FIB表中，当源节点的下一跳故障之后，
将快速切换到这条RLFA备份路径上进行转发流量。
因为RLFA本质上还是依靠开销去选出PQ节点，所以还是会存在开销不符合公式的情况下时，
造成RLFA失效的情况。同时建立RLFA隧道的设备还需要维护隧道的状态，故在一定程度上增加了设备的压力。
TI-LFA的原理：
在SR路由协议基础上，TI-LFA可以有效的解决RLFA中存在的问题。虽然也继承了RLFA的算法，
但TI-LFA为避免出现无法计算出PQ节点从而造成TI-LFA失效的情况不仅会计算出扩展P空间、Q空间，
还会去计算主节点故障收敛后的最短路径树、备份出接口与repair-list。TI-LFA继承RLFA算法，
虽然还是会根据RLFA去计算出P空间与Q空间的设备，但不再依靠开销计算的路由去转发数据包，
而是通过repair-list对数据包进行转发。通过Repair-List进行数据包的封装，
设备在转发报文时就不需要去查找路由表，只需要按照报文中的标签信息进行转发即可，
故避免了设备因为路由收敛速度不一致导致环路的问题。华为设备在计算TI-LFA备份路径时，也默认计算扩展P空间。
但TI-LFA仍然存在由于主设备收敛完成导致repair-list失效，
进而重新携带正确主用路径的标签转发信息，
由于收敛时间的不一致导致的本地及远端正切微环和回切微环问题。
综上所述，在使用FRR时， LFA、RLFA、TI-LFA均可能产生微环路。
在Ti-LFA中当设备感知到其他设备还未完成收敛时，
本设备继续使用repair-list内的标签信息进行数据包的封装及转发，
只有当设备感知到其他设备收敛完成之后，才会将repair-list内的标签信息清除掉，
恢复成正常的转发标签信息，以此避免正切微环、本地回切防微环和远端微环的产生。