VoIP e NGNCore Network e MPLS

Frederico Madeira <fred@madeira.eng.br>www.madeira.eng.br

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

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

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

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

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

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.

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

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

O rótulo MPLS

3

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)

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.

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.

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

Elementos Principais do MPLS

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

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.

Dinâmica do MPLS

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

Roteamento e Encaminhamento

Roteamento e Encaminhamento

Roteamento executado pelos LER.

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

VPN

MPLS VPN

Esquema de uma VPN MPLS

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

AToM – Any Transport over MPLS

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

VoIP e NGNCore Network e MPLS

Frederico Madeira <fred@madeira.eng.br>www.madeira.eng.br