MPLS网络一定要有 P和PE 路由器吗？

有时我们会听到这样的说法：

• 没有P路由器的MPLS网络不是真正的MPLS网络。
• 如果PE路由器崩溃，网络就不完整，或者说不符合MPLS的设计标准。

那么，P和PE路由器到底是什么？

在MPLS中，P路由器在核心网中扮演关键的角色，有效地将不同部分连接在一起。与PE路由器不同，P路由器并不直接与个人客户交互，因此核心网不会因为客户的增多而受到影响，这种简化的设计使得网络具备了高度的可扩展性。P路由器负责处理网络的核心传输，而PE路由器则具有独特的“边缘”功能，作为客户流量的初始入口点。

通常情况下，真正的P路由器不会运行BGP，只会运行IGP。然而，有时P和PE路由器的概念可能会互换使用，具体取决于路由查找是通过IP还是标签来进行。但需要注意的是，PE路由器与P路由器本质上是不同的，因为 PE包含了“边缘”功能。

如果骨干网只有 PE 路由器（P/PE折叠）：

在下图中，有 4 个存在点 (POP)，每个存在点都有 2 个路由器，每个路由器有6个物理互联。

想象一下，如果我们有50、100或200个POP。这样一来，POP之间的物理互连数量将呈指数级增长。例如，当有50个POP时，大约会有2450个互连。而如果有100个POP，这个数字将进一步增长到约9900个互连。这种互连的指数级增长给网络管理、可扩展性和维护带来了巨大的挑战。

如果骨干网没有 P 路由器但带有聚合交换机：

在这种设计中，我们可以依靠中央聚合交换机，它比 MPLS 路由器更便宜。不过尽管使用了交换机，IGP 邻接数量与不使用交换机的设计中的数量依旧一样。

如果骨干网带有 P 路由器：

现在我们采用增加 P 路由器的设计方案，可以简化架构并增强主干网的可扩展性、模块化和可维护性。这是因为每个PE路由器需要维护的物理互连和邻接关系都会减少。

我们还可以集成多层 P 路由器，形成聚合层、核心层以及其他层。可以根据不同的情况变化而变化，几乎有无限的可能性（这种变化可能包括聚合交换机等等）。

这一原则适用于许多其他设计。

总的来说，在MPLS骨干网络设计中，P路由器并非强制存在。P路由器的主要任务是互连PE路由器，通过简化网络结构，避免了全网物理和逻辑互连的复杂性，从而实现更具可扩展性的设计。

考虑到未来的增长预测和端口密度，可根据需求选择不同的设计方案，如仅物理互连时可使用更经济的交换机聚合，或在同时需要物理互连和逻辑IGP域可扩展性时部署P路由器。此外，也可以从崩溃的PE网络主干出发，逐步过渡到P路由器的实施。

当然针对MPLS 骨干网的设计有多种选择，包括传统的P/PE架构、仅主站P、折叠式P/PE等，具体取决于路由器数量、POP点等因素，以及可扩展性、成本和性能等各种限制。因此，本文初步探讨了P路由器是否可以与PE路由器合并的问题，这取决于具体需求，同样的原则也适用于其他设计。

原文链接：

https://www.lastopinion.io/index.php/2024/04/07/do-we-need-p-routers-in-an-mpls-network-design/