Core Network e MPLS

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  • 1. VoIP e NGN Core Network e MPLS Frederico Madeira <fred@madeira.eng.br> www.madeira.eng.br
  • 2. Sumário ➔ Características ➔ Redes Orientadas a Circuito ➔ Redes sem Conexão ➔ Redes Baseadas em Circuito Virtual ➔ Arquitetura de Suporte ➔ MPLS ➔ O rótulo MPLS ➔ Campos do rótulo ➔ Elementos Principais do MPLS ➔ Dinâmica do MPLS ➔ Roteamento e Encaminhamento na rede MPLS ➔ VPN ➔ AToM ➔ Resumo
  • 3. Características ✔ Rede única para comutação de todos os tipos de serviços: Voz, dados e vídeo ✔ Tecnologia de pacotes, as informações são encaminhadas em blocos chamados pacotes (ao invés de circuitos) ✔ Flexibilidade para facilitar ampliação devido ao crescimento do tráfego ✔ Qualidade de serviço (QoS) – equivalente a pstn ✔ Baixo custo operacional ✔ Multi-protocolo
  • 4. Redes Orientadas a Circuito ➔ Rede de telefonia pública ➔ A rota (circuito físico) dos dados (voz) é a mesma durante a conexão ➔ Dados chegam em ordem ao destino ➔ Recursos são reservados nos dispositivos pertencentes à rota: sendo utilizados ou não (QoS) ➔ Sinalização para o estabelecimento do circuito ➔ Latência de sinalização
  • 5. Redes sem Conexão ➔ Redes IP ➔ Os dados podem chegar fora de ordem ao destino ➔ A rota dos dados pode mudar durante uma conexão (fluxo) ➔ Sem reserva de recursos ➔ Ausência de latência de sinalização ➔ Apropriada para fluxos de curta duração ➔ Classe de serviço: best-effort
  • 6. Redes Baseadas em Circuito Virtual ➔ A idéia é introduzir em uma infra-estrutura de comunicação características de redes sem conexão e de redes orientadas a circuito ➔ Materializar as vantagens dos dois esquemas ➔ Atender ao fenômeno de convergência das mídias ➔ Em uma mesma infra-estrutura de comunicação atender aos requisitos de aplicações multimídia e tradicionais. ➔ Frame-Relay, ATM e MPLS
  • 7. Arquitetura de Suporte ✔ TCP/IP ✔ Protocolos de Roteamento: BGP, OSPF, EGP, RIP ✔ ATM, Frame Relay ✔ MPLS ✔ Multiplexação Estatística: Quando a banda não for utilizada, pode ser preenchida por outros fluxos de dados, ao contrário da multiplexação TDM onde são alocados circuitos dedicados para a transmissão dos fluxos de dados.
  • 8. MPLS ✔ Evolução do modelo IP/ATM ✔ Padronização de diversas tecnologias emergentes no final dos anos 90. ✔ IP Switching ✔ Tag Switching ✔ Aggregate Route-Based IP Switching (ARIS) ✔ Cell Switching Router (CSR) ✔ Criado para atender aos requisitos de aplicações multimídia: ● QoS ● Confiabilidade ● Segurança
  • 9. MPLS ✔ Encaminhamento baseado em rótulos ✔ Menor processamento ✔ Consequentemente mais rápido ✔ Em função do local no modelo OSI onde o rótulo é inserido ele suporta qualquer protocolo de camada 2: PPP, HDLC, Ethernet, etc... ✔ Não se encaixa muito no modelo OSI. ✔ Não nem de camada 2 e nem de camada 3 ✔ É considerado da camada 2,5
  • 10. O rótulo MPLS 3
  • 11. O rótulo MPLS ✔ É um número que identifica um fluxo de dados dentro de um enlace ✔ Rótulo MPLS precede endereço IP, tornando o roteamento mais rápido. ✔ Não é novidade, já utilizado por frame relay/ATM ✔ Possui 32 bits e é uma representação curta do cabeçalho IP (Só o endereço IP possui 32bits)
  • 12. O rótulo MPLS - Campos ✔ Label: Transporta o valor efetivo do rótulo ✔ CoS (Class of Service) ou EXP: utilizado para classificar a prioirdade dos pacotes em até oito níveis ✔ S (stack): indica o inicio e fim de uma pilha de rótulos hierárquicos ✔ TTL (Time-to-Live): mesma funcionalidade do TTL do IP.
  • 13. Elementos Principais do MPLS ✔ LER (Labe Edge Router) ✔ Equipamento que atribui o primeiro rótulo ✔ O rótulo inserido é baseado no IP de destino e na qualidade de serviço requerida ✔ LSR (Label Switching Router) ✔ Equipamento que faz a troca de rótulos. ✔ Remove rótulo no input e adiciona novo rótulo no output ✔ Faz parte no núcleo da rede ✔ Encaminha de um LSR para outro até chegar ao destino.
  • 14. Elementos Principais do MPLS ✔ FEC (Forward Equivalence Class) ✔ Serviço ou conjunto de serviços cuja qualidade é igual ou equivalente ✔ Serviços com o mesmo FEC percorrem o mesmo caminho ✔ LSP (Label Switched Path) ✔ Caminho virtual fim-a-fim ✔ Conjunto de vários enlaces ✔ Utilizado pelo FEC
  • 15. Elementos Principais do MPLS
  • 16. Elementos Principais do MPLS ✔ FIB (Forward Information Base) ✔ Base de dados dos equipamentos MPLS que contem a tabela de encaminhamento ✔ Contém valor de rótulo/porta para entrada/saída ✔ LIB (Label information Base) ✔ Base de dados com informações cruzadas ✔ Dado o rótulo obtém-se uma determinada qualidade de serviço em uma rota ✔ LDP (Label Distribution Protocol) ✔ Protocolo para distribuição automática dos rótulos pela rede ✔ Configurando a base de dados FIB/LIB dos equipamentos
  • 17. Dinâmica do MPLS ✔ Ao entrar na rede, um rótulo é agregado a cada pacote pelo LER ✔ Este rótulo possui informações sobre o próximo salto, o LSR ✔ Com base no rótulo recebido, o LSR consulta a FIB e toma a decisão do encaminhamento ✔ O rótulo é trocado e o pacote é encaminhado pela interface de saída definida conforme FEC atribuída. ✔ Ao sair da rede MPLS, o rótulo é removido.
  • 18. Dinâmica do MPLS
  • 19. Roteamento e Encaminhamento ✔ Em conformidade com a filosofia de redes NGN, existe a separação do roteamento em duas partes: ✔ Controle ✔ Encaminhamento ✔ Roteamento é excutado pelo LER (borda) ✔ Classificação de pacotes ✔ Necessita de alto desempenho em analisar todos os pacotes ✔ Baseado na analise é aplicada uma classe de serviço (FEC) ✔ Encaminhamento é executado pelo LSR (Core) ✔ Processar os pacotes em alta velociade ✔ Encaminhamento rápido ✔ Fazem apenas a troca dos rótulos
  • 20. Roteamento e Encaminhamento
  • 21. Roteamento e Encaminhamento Roteamento executado pelos LER.
  • 22. VPN ✔ É uma rede de uso privativo virtualmente construída sobre uma rede pública ✔ Compartilhada com outras VPN's ✔ Permite a customização da rede de acordo com as necessidades dos clientes ✔ Particionamento da rede física e equipamentos da rede ✔ Multi-protocolo
  • 23. VPN
  • 24. MPLS VPN Esquema de uma VPN MPLS
  • 25. AToM – Any Transport over MPLS ✔ Clientes ainda possuem legado de soluções que só suportam layer 2 como ATM, Frame Relay e X.25 ✔ Através do AToM as operadoras podem carregar este tipo de serviço através de redes MPLS, mantendo apenas uma única estrutura em suas redes. ✔ Proporciona economia $$$ para as operadoras, pois o legado trafega sobre uma única infraestrutura. ✔ Também conhecido como layer 2 VPN ✔ Implementado no PE no modelo point-to-point
  • 26. AToM – Any Transport over MPLS
  • 27. Resumo MPLS ✔ MPLS é a forma mais efetiva de integrar redes ✔ MPLS reduz o processamento dos roteadores, melhorando a eficiência no encaminhamento dos pacotes ✔ Provê QoS a redes IP ✔ Opera sobre qualquer tecnologia de camada 2 (ethernet/óptica) ✔ Aceita qualquer protocolo da camada 3 ✔ Provê redes privadas para clientes através do modelo de VPN ✔ Layer 3 – MPLS VPN ✔ Layer 2 - AToM
  • 28. VoIP e NGN Core Network e MPLS Frederico Madeira <fred@madeira.eng.br> www.madeira.eng.br