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Redes Aavançadas - 5.MPLS

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Redes Aavançadas - 5.MPLS

  1. 1. MPLS Prof. Mauro Tapajós
  2. 2. MPLS <ul><li>IGP's oferecem limitada flexibilidade através da manipulação de métricas
  3. 3. Estudos em busca de um melhor modo de encaminhamento
  4. 4. IETF -> RFC 3031
  5. 5. Encaminhamento salto-a-salto </li></ul>
  6. 6. Multiprotocol Label Switching (MPLS) <ul><li>Estratégia do IETF para oferecer recursos de encaminhamento que faltam ao protocolo IP (ou outros) nativamente
  7. 7. Pode ter vários propósitos: garantir certo nível de performance, rotear adequadamente em situações de congestionamento ou criar túneis VPN
  8. 8. Suporta IP, IPX, Apletalk, SONET/SDH, ATM e FR e pode trabalhar com protocolos como RSVP e OSPF
  9. 9. Define a necessidade de um protocolo para distribuição de labels: por exemplo: Label Distribution Protocol (LDP) entre LSR´s ( label switching routers )
  10. 10. Pode estabelecer rotas com base em critérios como: </li><ul><li>Endereços IP
  11. 11. Classe de serviço
  12. 12. Políticas </li></ul><li>Viabiliza de maneira fácil engenharia de tráfego (camada 3) </li></ul>
  13. 13. MPLS
  14. 14. MPLS
  15. 15. MPLS <ul><li>Permite a comutação de pacotes de camada 3 rapidamente através da pesquisa de uma etiqueta ( label ) de 20 bits numa tabela de entradas de tamanho fixo (ao contrário do IP padrão que pesquisa em tabelas de roteamento com base em prefixos)
  16. 16. Chamado de protocolo de camada 2,5
  17. 17. Shim header
  18. 18. O encaminhamento é feito somente com base no label (o cabeçalho IP não é analisado) identificado em cada pacote e que pode ainda ser substituído
  19. 19. O protocolo de roteamento determina a topologia e as condições das rotas para que um caminho seja definido para a FEC
  20. 20. Base de dados de encaminhamento ( Forwarding Information Base – FIB) : possui as entradas de cada label conhecido e seu encaminhamento </li></ul>
  21. 21. MPLS <ul><li>Idéia: roteadores IP rápidos como switches ATM (não seria mais necessário ter ambas as tecnologias na mesma rede)
  22. 22. Cria uma estrutura de suporte QoS semelhante à usada em ATM (mais rápida que o encaminhamento IP)
  23. 23. Suporte QoS multiprotocolo orientado à conexão (mesmo sobre redes IP)
  24. 24. Cria uma camada de controle e provisionamento de rede independente dos nós da rede (NE – Networks Elements ) e do encaminhamento (roteamento IP)
  25. 25. Engenharia de tráfego – permite a definição de rotas dinamicamente, alocação de recursos baseados em demandas conhecidas, balanceamento de tráfego dinâmico e otimização da utilização de rede
  26. 26. Suporte a VPN – garantias de performance e segurança
  27. 27. Provê níveis SLA específicos e garantidos, diferenciando clientes </li></ul>
  28. 28. MPLS <ul><li>Cada pacote está associado a uma FEC ( Forwarding Equivalence Class ) através de um label
  29. 29. Cada fluxo (= FEC) tem um caminho específico através de LSR’s definido com base nos seus requisitos de QoS
  30. 30. Os demais LSR’s são avisados de um novo caminho criado para uma FEC
  31. 31. Vários fluxos podem ser agregados numa mesma FEC
  32. 32. Stream merge -> agregação de fluxos com novo rótulo
  33. 33. Mesmo assim, ainda é possível se separar os fluxos pelo endereçamento existente dentro do pacote
  34. 34. Não há fase de estabelecimento de conexão
  35. 35. Criação das tabelas de encaminhamento: </li><ul><li>Data-driven (normalmente ATM) salto-a-salto
  36. 36. Control-driven </li></ul></ul>
  37. 37. MPLS <ul><li>LSP ( Label Switched Path ) -> unidirecionais e definidos através de um protocolo de distribuição de labels (LDP) como o RSVP-TE ou CR-LDP
  38. 38. Empilhamento de labels - hierarquia de caminhos
  39. 39. Componente de controle -> constrói/mantém tabelas de labels
  40. 40. Componente de encaminhamento -> roteia </li></ul>
  41. 41. Header MPLS Label de 20 bits Exp - Informações QoS Diffserv DS ou PHB ( Class-of-Service - CoS) S – bit stack TTL
  42. 42. Cabeçalhos MPLS em Várias Tecnologias de Redes
  43. 43. Topologias VPN L3
  44. 44. MPLS <ul><li>VPN MPLS </li><ul><li>L3 VPN's – BGP MPLS </li><ul><li>Conectividade L3 com a carga de roteamento no ISP </li></ul><li>L2 VPN's – AtoM (Any Transport over MPLS) </li></ul><li>MPLS-TE – oferece utilização otimizada da largura de banda – funcionalidade “control plane”
  45. 45. MPLS-QoS – tratamento preferencial para determinados tráfegos de rede baseados em atributos QoS </li></ul>
  46. 46. QoS MPLS <ul><li>Duas formas de oferecer:
  47. 47. 1. Através da indicação CoS no label
  48. 48. 2. Caminhos previamente associados com serviços definidos
  49. 49. Integração com Diffserv </li><ul><li>MPLS apresenta um campo QoS de 3 bits somente
  50. 50. Diffserv tem um campo de 6 bits podendo ter 64 classes de serviço </li></ul></ul>
  51. 51. MPLS - Arquitetura LER de entrada LER de saída LSR
  52. 52. NHLFE <ul><li>Next Hop Label Forwarding Entry
  53. 53. Usado para encaminhar pacotes
  54. 54. Pelo menos um NHLFE para cada FEC que flui através de um nó
  55. 55. Cada entrada contém: </li><ul><li>Endereço do próximo salto
  56. 56. Operações de pilha a serem feitas
  57. 57. Encapsulamento L2 (opcional)
  58. 58. Outras informações </li></ul></ul>
  59. 59. ILM <ul><li>ILM - Incomming Label Map (Mapa de Rótulos Entrantes)
  60. 60. Usado para encaminhar pacotes rotulados
  61. 61. O rótulo é utilizado como referência no ILM, que contém as informações que permitem ao nó selecionar um conjunto de NHLFEs com as instruções de encaminhamento
  62. 62. O ILM pode mapear um rótulo para um grupo de NHLFEs , possibilitando o balanceamento de carga em caminhos equivalentes </li></ul>
  63. 63. FTN - Mapa FEC-to-NHLFE <ul><li>Tratamento de pacotes sem rótulo
  64. 64. Este FEC é utilizado como referência na FTN, cujo mapa permite selecionar um conjunto de NHLFEs que contém as instruções de encaminhamento
  65. 65. Um pacote sem rótulo é designado pelo nó de ingresso para um FEC específico </li></ul>
  66. 66. MPLS
  67. 67. Tratamento no roteador de saída <ul><li>É possível se retirar o label no penúltimo nó da rede MPLS (não faz sentido mais ter rótulos)
  68. 68. O último nó pode receber pacotes em duas situações </li><ul><li>Com rótulo: neste caso o penúltimo nó recebeu um pacote com 2 rótulos empilhados - este deve ser o rótulo do topo – o ER processa de acordo com o rótulo recebido
  69. 69. Sem rótulo: roteia o pacote segundo seu endereço de destino (operação normal de um roteador) </li></ul></ul>
  70. 70. MP λ S <ul><li>Labels seriam λ 's e canais óticos
  71. 71. Travessia transparente de um pacote por redes óticas (OXC) e roteadores
  72. 72. Existem limitações (não há agregação, popping, etc) </li></ul>

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