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MPLS Multi-Protocol Label Switching

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MPLS

Multi-Protocol Label Switching

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MPLS - Multiprotocol Label Switching

• Histórico– 1997: IETF MPLS Working Group

• Objetivos:– Técnica de computação por rótulos– Similar ao Frame-Relay e ao ATM

• permite definir múltiplos caminhos entre uma origem e um destino na nuvem IP

– Utiliza protocolos de controle baseados em tecnologia IP

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64.11

64.12

Para: 1) 64.12.100.112) 64.12.100.113) 64.12.100.254) 64.12.100.255) 64.12.101.10 6) 64.12.101.10 7) 64.12.101.468) 64.12.101.46

Roteamento + Envio

Destino: 64.11Interface: 2Destino: 64.12.100Interface: 1Destino: 64.12.101Interface: 1

Destino: 64.10Interface: 2Destino: 64.11Interface: 1Destino: 64.12.100Interface: 3Destino: 64.12.101Interface: 3

31

2

2

1

64.10

• Roteamento realizado no nível 3 (IP);

• Baixa escalabilidade (aumento significativo das tabelas de rotas)

• Lentidão na busca nas tabelas;

• Sub-utilização de certas rotas e super-utilização de outras.

Roteamento tradicional (Hop by Hop)Eduardo Guimarães Nobre

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Princípios do MPLS

• Os nós precisam ser configurados com as informações sobre encaminhamento e troca de labels, usando a tupla.– (interface + label) ENTRADA (interface + label) SAÍDA

• As informações de roteamento IP são utilizadas uma única vez para descoberta da rota entre 2 pontos– Maior velocidade na busca na tabela de rótulos;– Melhor utilização da infra-estrutura do backbone

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Label Switching

A B

C

E F

D

LABEL 3 por AB LABEL 5 para BC

LABEL 4 por AB LABEL 6 para BD

LABEL 7 - EF - LABEL 9LABEL 8 - EF - LABEL 10

3

5 7

9

46 8

10

LFIB (Label Forwarding Information Base)

LSR=2

LSR=1

LABEL 5 por BC LABEL 7 para CD

LABEL 6 por BD LABEL 8 por DE

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LSR x LER

• LER (Label Edge Routers): roteadores que ficam na borda do domínio MPLS.

– Inserem ou retiram pilhas de rótulos dos pacotes/células;

• LSR (Label Switching Routers): roteadores que ficam no núcleo do domínio MPLS.

– Realizam operações sobre a pilha dos pacotes/células a partir da análise do rótulo do topo;

A B

C

E F G

LER

Se destino 200.1.2.0/24 então LABEL 3Se destino 200.1.3.0/24 então LABEL 4

LERLSR

pacotes sem rótulo

pacotes sem rótulo

pacotes com rótulo

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Forwarding Equivalence Class (FEC)

• FEC é o conjunto de pacotes encaminhados da mesma forma.

• O conceito de FEC permite a agregação de vários endereços, aumentando a escalabilidade de proposta MPLS.– Exemplos de FEC

• subrede

• tráfego agregado AF12

• conjunto de endereços IP

• Os LSR de borda (i.e., LER) são responsáveis por mapear inicialmente as FEC aos rótulos MPLS.

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LER1 LSR2

LSR3

LSR4

FEC=64.12, 200.1.2.3Rótulo de saída = #150Próx. Vizinho = LSR2

FEC=200.3.2.1Rótulo de saída = #420Próx. Vizinho = LSR2

Rótulo de entrada = #150Rótulo de saída = #100Próx. Vizinho = LSR3

Rótulo de entrada = #420Rótulo de saída = #230Próx. Vizinho = LSR4

Conceito de FEC

64.12

200.3.2.1

200.1.2.3

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Rótulo Exp S TTL

Rótulo

• Identificador de 32 bits que é inserido no pacote ou célula no momento da entrada destes no domínio MPLS.

• Indica o próximo roteador e as operações a serem realizadas sobre o pacote.

• Estrutura:– Rótulo (20 bits): valor do rótulo;– Exp(3 bits): reservado. Para uso experimental;– S (1 bit): base da pilha. O valor 1 indica que o rótulo é a base da

pilha;– TTL (8 bits): Time to Live = copiado do IP.

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Posição em Outra Tecnologias

PPP HeaderPPP Header Layer 3 HeaderLayer 3 HeaderShim HeaderPPP Header(Packet over SONET/SDH)

Ethernet HdrEthernet Hdr Layer 3 HeaderLayer 3 HeaderShim HeaderEthernet

FR HdrFR Hdr Layer 3 HeaderLayer 3 HeaderShim HeaderFrame Relay

ATM Cell Header HECHEC DATADATACLPCLPPTIPTIVCIVCIGFCGFC VPIVPI

Label

HECHEC DATADATACLPCLPPTIPTIVCIVCIGFCGFC VPIVPI

Label

Subsequent cells

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MPLS com ATM e Frame-Relay

• No Label MPLS pode ser transportado através dos Labels do Frame-Relay e do ATM sem necessidade de inserir novos cabeçalhos. Exceções:– empilhamento de rótulos– outros campos do MPLS são necessários

• No ATM– Pacotes MPLS são trasnportados em AAL5– Label MPLS é mapeado em VPI/VCI

• No Frame-Relay– Label MPLS é mapeado no DLCI

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• Estrutura a ser codificada no pacote ou célula;

• Último rótulo deve ter o valor 1 no campo S.

Rótulo = # X Exp 0 TTL

Rótulo = # Y Exp 1 TTL

(1)

(N)...

cabeçalho N2 cabeçalho N3 PDU1 N...

pilha

pacote:

Pilha de Rótulos

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Label Switching - Tunelamento

• Os rótulos internos não são comutados no interior do túnel.

A

C ED

5

B

9- 3 4- 3 1

8 9 - 7 4 - 7 2

IF IN Label in Ação IF OUT Label out

De A 5 Troca/Envio D 9,3

De B 8 Troca/Envio D 9,7

LFIB no LSR C

IF IN Label in Ação IF OUT Label out

De D 4 Retirada

De D 3 Troca/Envio F 1

De D 7 Troca/Envio G 2

LFIB no LSR E

F

G

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LSRB LSRC

LER1 LSR1

LSRA

LER2

LSP

LSP

DADOSN2 N3R1

DADOSN2 N3Ra R2

DADOSN2 N3

DADOSN2 N3Rb R2

DADOSN2 N3Rc R2

DADOSN2 N3R2

DADOSN2 N3

FEC X: inserir rótulo R1 Rótulo R1: trocar por R2 e empilhar rótulo Ra

Rótulo Ra: trocar por Rb

Rótulo Rb: trocar por Rc

Rótulo Rc: retirar rótulo do topo

Rótulo R2: retirar a pilha

Tunneling

Eduardo Guimarães Nobre

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Descoberta de Rota

• Manual• Com protocolos para MPLS

– Sem restrições: • LDP (Label Discovery Protocol)

– Com restrições: • CR-LDP

– Constraint-Based Routed Label Distributed Protocol

• RSVP-TE – Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering

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LDP - Label Distribution Protocol

• Protocolo de Distribuição de Rótulos– IETF (Janeiro de 2001)

– Quantidade de campos variável: • TLV (Tipo -Tamanho - Valor)

• Executa quatro tipo de funções:– Descoberta de LSRs

– Estabelecimento de conversação de controle

– Anúncio de Rótulos

– Retirada de Rótulos

PDU/LDP

header PDU

msg LDP msg LDP

header TLV TLV subTLV

subTLV

header TLV TLV

ID do LSR

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LDP

• Quanto MPLS é habilitado em um roteador:

– O roteador aloca um label para cada rota em sua tabela.

– Ele anuncia ambos, a rota e o prefixo para os roteadores vizinhos

– O anuncio solicita que os roteadores vizinhos atachem o label anuciado nos pacotes enviados a esse roteador.

R2

R3

R4

R1

10.1/16 – Label 1510.2/16 – Label 16

10.1/16 – Label 24

anúncio

10.2/16 – Label 30

Rede 10.1/16

Rede 10.2/16

FEC

FEC

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LSR1 LSR2

Atribuição de rótulo para Endereço

Upstream Downstream

Requisição de atribuição para Endereço

LDP: Label Distribution Protocol

• Existem quatro tipos de mensagens:– 1. Discovery messages: HELLO (UDP Multicast)

• anunciar e manter a presença de um LSR na rede;

– 2. Session messages: Inicialização de Sessão (TCP)• estabelecer, manter e terminar sessões entre colegas LDP;

– 3. Advertisement messages: Anúncio de Endereço e Rótulo (TCP)• criar, mudar e terminar mapeamentos

– 4. Notification messages: Notificação de Erro (TCP)• consulta e sinalização de erros.

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Tipos de Mensagem LDP

LSR Ativo(maior ID)

LSR Passivo(menor ID)

Hello (UDP)

Conexão TCP

Keep Alive (KA)

Anúncio de Endereços de Interface

tempo de KAtamanho max PDU

Inicialização de Sessão (IS)

(IS) ou notificação de erro

Anúncio de Rótulo (Label Mapping)Remoção de Rótulo (Label Withdraw)Liberação de Rótulo (Label Release)_

Indica todos os endereços do LSR

Controla o mapeamento de FECs em LABELs

Solicitação de LABEL (Label Request)Utilizado apenas na distribuição de rótulos sob demanda

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Distribuição de rótulos

• Métodos de distribuição de rótulos– Downstream por Demanda– Downstream não Solicitado

• O método é escolhido durante a fase de inicialização de sessão (IS) do LDP– bit A da mensagem IS = 1 para demanda

• Em caso de desacordo, a RFC 3036 define:– ATM e Frame-Relay: Por Demanda– Outras Tecnologias: Não Solicitado

• Os dois modos podem ser combinados em diferentes enlaces de uma nuvem MPLS

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Rótulo de entrada = #100FEC = 64.12Rótulo de saída = #134Próx. vizinho = LSR4

Rótulo de entrada = #150FEC = 64.12Rótulo de saída = #100Próx. vizinho = LSR3

Rótulo de entrada = #20FEC = 64.12Rótulo de saída = #150Próx. vizinho = LSR2

LER1 LSR2 LSR3

Oferta para p/ FEC 64.12 com rótulo #150

Oferta para FEC 64.12 com rótulo #100

LSP p/ FEC 64.12

Downstream Não-solicitado

Upstream

Downstream

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Rótulo de entrada = #100FEC = 64.12Rótulo de saída = #134Próx. vizinho = LSR4

Rótulo de entrada = #150FEC = 64.12Rótulo de saída = #100Próx. vizinho = LSR3

Rótulo de entrada = #20FEC = 64.12Rótulo de saída = #150Próx. vizinho = LSR2

LER1 LSR2 LSR3

Atribuição de rótulo #150 p/ FEC 64.12

Atribuição de rótulo #100 p/ FEC 64.12

LSP p/ FEC 64.12

Requisição de atribuição para 64.12 Requisição de atribuição para 64.12

Downstream Sob demanda

Downstream

Upstream

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Modos de Controle e Retenção de Rótulos

• Controle Programado– Os labels são sempre propagados na direção upstream

• Controle Independente– Os rótulos são propagados apenas quando há requisição ou

quando o LSR local vê uma boa razão para isso.

• Retenção de Label Liberal– Ao receber um anúncio melhor, o LSR mantém a rota anterior.

• Retenção de Label Conservadora– O LSR mantém apenas a melhor rota.

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LER1

LSR1

LSR3

LSR2

LSR4

LER3

LER2

64.11

64.12

64.10

Controle Programado

LSP #1

LSP #2

LSP #3

LSP #4

Eduardo Guimarães Nobre

Os labels são sempre propagados na direção upstream

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LER1

LSR1

LSR3

LSR2

LSR4

LER3

LER2

64.11

64.12

64.10

Controle Independente

LSP #1

LSP #2

LSP #3

LSP #4

Eduardo Guimarães Nobre

Os rótulos são propagados apenas quando há requisição ou quando o LSR local vê uma boa razão para isso.

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LER1

LSR1

LSR3

LSR2

LSR4

LER3

LER2

64.11

64.12

64.10

Retenção de Label Conservadora

LSP #1

LSP #2

LSP #3

LSP #4

Eduardo Guimarães Nobre

O LSR mantém apenas a melhor rota.

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LER1

LSR1

LSR3

LSR2

LSR4

LER3

LER2

64.11

64.12

64.10

Retenção de Label Liberal

LSP #1

LSP #2

LSP #3

LSP #4

Eduardo Guimarães Nobre

Ao receber um anúncio melhor, o LSR mantém a rota anterior.

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LSR5 LSR4

Requisição de atribuição para 64.12 Requisição de atribuição para 64.12

LER1 LSR2

Atribuição de rótulo #150

LSR3

Atribuição de rótulo #100

Atribuição de rótulo #134 p/ FEC 64.12

Atribuição de rótulo #212 p/ FEC 64.12

LSP p/ FEC 64.12

Rótulo de entrada = #212FEC = 64.12Rótulo de saída = #47Próx. Vizinho = LSR6

Rótulo de entrada = #134FEC = 64.12Rótulo de saída = #212Próx. Vizinho = LSR5

Rótulo de entrada = #100FEC = 64.12Rótulo de saída = #134Próx. Vizinho = LSR4

Rótulo de entrada = #150FEC = 64.12Rótulo de saída = #100Próx. Vizinho = LSR3

Rótulo de entrada = #20FEC = 64.12Rótulo de saída = #150Próx. Vizinho = LSR2

Combinando as Formas de Distribuição de Rótulos

Eduardo Guimarães Nobre

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Engenharia de Tráfego no MPLS

• Mecanismos do MPLS para TE1. LSP distinto do sugerido pelo OSPF

2. Reserva dinâmica de recursos junto com o estabelecimento do LSP

3. Distribuição de tráfego por LSPs paralelos

4. Criação e Remoção dinâmica de LSPs conforme as necessidades da rede

5. Utilização de LSPs como objetos gerenciáveis.

6. Tratamento de falhas pela migração de tráfego entre LSPs altenativos e criação de LSPs backups ou de espera.

7. As decisões de encaminho de tráfego são tomadas apenas na entrada do LSP e não em cada nó.

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Exemplo: Backbone RNP

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Rotas Explícitas

• Rota Explícita: O LDP pode ser utilizado para seguir uma rota explícita, formada por uma seqüência de nós abstratos

• Um nó abstrato é formado por um ou mais LSRs

• A rota deve passar por pelo menos um LSR do nó abstrato

• Tipos de Nós Abstratos:– Estrito: Nenhum nó não especificado pode ser inserido entre o nó estrito e o nó

anterior.– Flexível: A passagem pelo nó é obrigatória, mas ela pode ser feita inserindo-se

nós não especificados entre o nó flexível e o nós precedentes da rota.

A

B

C

D

E

F

G

* (estrito)+ (flexível)

A*:B*:D*:E*:G*

A*:F+:G*

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Requisitos o protocolo de sinalização MPLS

• Requisitos:– O protocolo de roteamento precisa anunciar as capacidades e

os recursos disponíveis em cada enlace.– O requisitante do LSP deve indicar as características do fluxo:

largura de banda média, picos, requisitos de qualidade.

• Protocolo de Sinalização– Suporte a rotas explícitas– Confrontar requisitos de QoS e capacidades– Requisitar reservas ao longo do caminho– Re-anúncio das disponibilidades de recurso modificadas

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Preempção

• Cada LSP tem dois parâmetros de prioridade:– prioridade de retenção

• prioridade em reter recursos

– prioridade de configuração• prioridade para tomar recursos

• Novos caminhos LSP podem ser configurados, mesmo quando todos os recursos da rede tenham sido esgotados.– Isso é feito através da preempção de recursos de um LSP sobre

outros. Isso é feito se:• prioridade de configuração > prioridade de retenção

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Protocolos de Sinalização para MPLS

• CR-LDP– Contraint-Based LSP Setup Using LDP– RFC 3212

• RSVP-TE– Extensions to RSVP for LSP Tunnels– RFC 3209

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CR-LDP (Constrained –LDP)

• Baseado na adição de TLVs nas mensagens LDP existentes

• Criação de LSPs fim-a-fim sob restrições– Modo Downstream por Demanda

• Restrições impostas pelo LSR de ingresso

• Labels distribuídos a partir do LSR de egresso

– Prioridades podem ser atribuídas para as LSPs para suportar o esquema de preempção

– Re-roteamento ou não em caso de falha

• Duas classes de Restrições:– Rotas Explícitas– Parâmetros de Tráfego

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Mensagens CR-LDP

• Hello– Descoberta de parceiros CR-LDP

• Label Request– Requisitar anúncio de Rótulo

• Label Mapping– Mapeamento de REC e Rótulo

• Label Release– Liberar um LSP pelo solicitante (upstream)

• Label Withdraw– Remover o LSP pelo fornecedor (downstream)

• Notification– Informar erros ou eventos adicionais: i.e. TVL desconhecida para LSRs

que não suportam CR-LDP, recursos insuficientes, etc.

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TLV - Parâmetros de Tráfego

• Mensagem Label Request– Tráfego Prometido

• Peak Data Rate - PDR (bytes por segundo)

• Peak Burst Size - PBS (bytes)

– Serviço Desejado• Commited Data Rate - CDR (bytes por segundo)

• Commited Burst Size - EBS (bytes)

• Excess Burst Size - EBS (bytes)

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Frequência de Amostragem e Peso

• Freqüência de amostragem:• Muito frequente

– CDR garantido para quaisquer 2 pacotes

• Frequente– CDR garantido para uma média de poucos pacotes pequenos

• Não Especificado– Uso de uma intervalo razoável (i.e., 1 segundo)

• Peso– Valor de 1 a 255

– Indica a capacidade do LSR de utilizar recursos disponíveis de outros LSRs para transporte de tráfego excedente

– LSR com maior peso tem prioridade sobre os LSRs de menor peso

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Negociação

• A TLV de parâmetros de tráfego define um campo flag (1 byte), para indicar quais itens do pedido podem ser re-negociados:– bit 0: reservado– bit 1: reservado– bit 2: PDR– bit 3: PBS– bit 4: CDR– bit 5: CBS– bit 6: EBS– bit 7: Peso

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Fluxo de Mensagens: CR-LDP

• 1) O LSR A (ingresso) envia a mensagem de Label Request com a TLV de parâmetros de tráfego, indicando os itens negociáveis.

• 2) Se houver recursos suficientes, o LSR B efetua a reserva e repassa a mensagem adiante.

– Se não houver recursos suficientes, mas houverem parâmetros negociáveis, o LSR B faz uma reserva menor e repassa o pedido alterado para frente.

• 2*) Se o LSR B não tiver recursos e não houver itens renegociáveis, ele notifica a falha para o LSR A

A B C D

1 2

2*

Label Request Label Request

Notification

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Fluxo de Mensagens: CR-LDP

• 3) O LSR C executa o mesmo procedimento que o LSR B, podendo novamente, encaminhar uma mensagem de Label Request modificada, com menos recursos que os recebidos do LSR B.

• 3*) Caso o LSR C não tenha recursos para efetuar a reserva, ele encaminha uma mensagem de notificação para B, fazendo com que ele libere os recursos previamente alocados.

A B C D

2

Label Request

3

Label Request

3*3*

NotificationNotification

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Fluxo de Mensagens: CR-LDP

• 4) O LSR D (egresso) envia uma mensagem de Label Mapping, que ecoa os parâmetros de tráfego (que são os menores ao longo do caminho).

– Essa mensagem é propagada sem modificação até o nó de ingresso.– Os nós intermediários utilizam essa informação para atualizarem sua reserva.

• 5) Ao receber a mensagem de Label Mapping, o nó de ingresso decide se os parâmetros alocados são suficientes. Se não forem, ele envia uma mensagem de Label Release.

A B C D

3Label Request

4Label Mapping

4Label Mapping

4

Label Mapping

5

Label Release

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LER1 LSR2 LSR3

Atribuição de rótulo

Atribuição de rótulo

LSP

Requisição de atribuição contendo caminho explícito: 2, 3, 5

LSR4

Requisição de atribuição contendo caminho explícito: 3, 5

LSR5

Requisição de atribuição

Atribuição de rótulo

Roteamento Explícito

• ER-Hop: Campo de 14 bits que carrega o tipo de ER:– Valores atualmente definidos:

– 0x0801 - IPv4 prefix

– 0x0802 - IPv6 prefix

– 0x0803 - Autonomous system number

– 0x0804 - LSPID

Eduardo Guimarães Nobre

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RSVP-TE

• Baseado no RSVP, o qual foi expandido para suportar as funções de distribuição de rótulo.

• O RSVP-TE reutiliza todas as sete mensagens RSVP:– Path: pedido de reserva (cliente)– Resv: confirmação de reserva (servidor)– ResvConf: confirmação pelo cliente– ResvTear: desistência pelo servidor – ResvErr: notificação de erro ao receber pedido de reserva– PathErr: notificação de erro ao receber medido de path– PathTear: desistência pelo cliente

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RSVP: Resource Reservation Protocol

• Protocolo de sinalização que permite as aplicações solicitarem Qos especiais para seus fluxos de dados.

Servidor Cliente

1. Solicita conexão com o servidor

9001

Aplicação multimídi

acom

suporte a RSVP

Aplicação com

Suporte a RSVP

2. Informa requisitos para o cliente (PATH)

3. Solicita Reserva (RESV)

4. Confirma Reserva (RESVconf)

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RSVP

• Padronizado pela RFC2205,Setembro de 1997.– Complementada pelas RFCs 2206, 2207, 2210, 2380, 2745,

2747, 2961.

• Protocolo de controle, similar ao ICMP ou IGMP.– Permite que os nós da rede recebem informações para

caracterizar fluxos de dados, definir caminhos e características de QoS para esses fluxos ao longo desses caminhos.

• RSVP não é um protocolo de roteamento. – Ele depende de outros protocolos para execução dessas

funções.

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Arquitetura do RSVP

• As funções de implementação do QoS pelos nós não são de responsabilidade do RSVP. Outros módulos são especificados na arquitetura:– Módulos de Decisão:

• Controle de Admissão: verifica se existem recursos para o pedido.

• Controle de Política: verifica se o usuário pode pedir os recursos.

– Módulos de Controle de Tráfego:• Classificador: determina a classe do pacote

• Escalonador: implementa o QoS

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Arquitetura do RSVP

Host

Controle de Política

Controle de Admissão

Classificador Escalonador

dados

Roteador

dados

Dados

RSVPaplicaçã

o

Processo

RSVP

ProcessoRSVP

Classificador Escalonador

Processoroteamento

RSVP

Controle de Política

RSVP

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RSVP é Unidirecional

• As reservas em RSVP são sempre unidirecionais.• As reservas podem ser em unicast ou multicast.• No RSVP o pedido de uma reserva sempre é iniciado

pelo receptor.– Os direitos da reserva são debitados na conta do cliente.

Servidor Cliente

REDE

1. Solicita serviço

2. Especifica os requisitos

3. Faz reserva

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Sessões RSVP

• Em RSVP, a política de QoS não é aplicada individualmente sobre cada pacote, mas sim em sessões.

• Uma sessão é definida como um fluxo de dados para um mesmo destino, utilizando um mesmo protocolo de transporte.

• Uma sessão é definida por três parâmetros:– Endereço de destino– Identificador de Protocolo (TCP ou UDP)– Porta de destino (Opcional).

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Sessões RSVP

• Podem ser de dois tipos:

Multicast(239.0.64.240),TCP,[dstport])

Unicast(168.100.64.5,TCP,5000)

IGMP

EndereçoClasse D

Os receptores precisam formar

um grupo multicast para poder receber

as mensagens.

Transmissor

Receptor

ReceptorTransmissor

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Especificação de fluxo

• Um reserva em RSVP é caracterizada por uma estrutura de dados denominada Flowspec.

• Flowspec é composta por dois elementos:– Rspec (Reserve Spec):

• indica a classe de serviço desejada.

– Tspec (Traffic Spec): • indica o que será Transmitido.

• OBS. – Rspec e Tspec são definidas na RFC 2210 e são opacos para o

RSVP.

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O Token Bucket Model

• O modelo utilizado pelo RSVP é o Token Bucket.– Este modelo é um método realiza para definir uma taxa de

transmissão variável com atraso limitado.

Serviço Garantido se

r <= R

b bytes

r bytes/s

chegada

p bytes/s

saída

d <= b/p

r

saída(bytes/s)

p

t

R

B

reserva

R

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Tspec

• Assumindo o Token Bucket Model, Tspec é definido da seguinte forma:– r - taxa média em bytes/s

• Taxa de longo prazo: 1 a 40 terabytes/s

– b - tamanho do bucket (em bytes)• Taxa momentânea: 1 a 250 gigabytes

– p - taxa de pico– m - tamanho mínimo do pacote

• (pacotes menores que esse valor são contados como m bytes)

– M - MTU (tamanho máximo do pacote)

• Regra: seja T o tráfego total pelo fluxo num período T:– T < rT + b

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Rspec

• Assumindo o Token Bucket Model, Rspec é definido da seguinte forma:– R - taxa desejável

• Taxa média solicitada

– s - Saldo (slack) de retardo • Valor excedente de atraso que pode ser utilizado pelos nós

intermediários.

• Ele corresponde a diferença entre o atraso garantido se a banda R for reservada e o atraso realmente necessário, especificado pela aplicação.

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Mensagens RSVPEncapsulado diretamente sobre IP

Msg Type: 8 bits

1 = Path2 = Resv3 = PathErr4 = ResvErr5 = PathTear6 = ResvTear7 = ResvConf

...

Objetos de tamanho variávelSession

FlowSpecFilterSpecAdSpec

PolicyData,Etc.

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Mensagem PATH

• PATH: enviada do transmissor para o receptor– Descreve os requisitos de QoS para o receptor

• A mensagem PATH contém dois parâmetros básicos:– Tspec: estrutura de dados que especifica o que será

transmitido.– Adspec (opcional): estrutura que especifica os recursos

disponíveis.• Utilizado para cálculo do Slack Term

ADSPEC TPEC

PATH

Servidor Cliente....

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ADSPEC

• ADSPEC é utilizado para cálculo do Slack Term:– A folga de atraso permite aos roteadores acomodarem mais facilmente

as requisições de banda.

• Os parâmetros passados são os seguintes:– hopCount:

• número de elementos intermediários

– pathBW: • estimativa da largura de banda

– minLatency: • estimativa do retardo de propagação

– composedMTU: • MTU composta do referido caminho

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Mensagem PATH

• A mensagem PATH define uma rota entre o transmissor e o receptor.– Todos os roteadores que recebem a mensagem PATH

armazenam um estado definido PATH state.

S

servidor

21

3

C

cliente

1) PATH 2) PATH 3) PATH

Estado: S Estado: 1 Estado: 2

4

Estado: 1

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Mensagem RESV (Reservation Request)

• RESV: Enviada do receptor para o transmissor • A mensagem RESV contém dois parâmetros

– Flow Spec: Especifica a reserva desejada• Service Class: Serviço Garantido ou Carga Controlada• Tspec: requisitos do transmissor• Rspec: taxa de transmissão solicitada

– Filter Spec: identifica os pacotes que devem de beneficiar da reserva

• Protocolo de transporte e número de porta.

Flow Spec Filter Spec

RESV

Servidor Cliente....Service Class

Rspec

Tspec

IP origem

Porta origemou

Flow Label

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Service Class (Classes de Serviço)

• Serviço de Carga Controlada (RFC 2211)– Rspec não é especificado, apenas Tspec.– Não é feita reserva de banda.– Os dispositivos evitam a deterioração das condições da rede

limitando o tráfego das aplicações. • Limite (num intervalo T): < rT +b (bytes)

• Serviço Garantido (RFC 2212)– RSpec e TSpec são especificados.– É feita reserva de banda.

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Mensagem RESV

• A mensagem RESV segue o caminho definido por PATH.– Cada nó RSVP decide se pode cumprir os requisitos de QoS

antes de passar a mensagem adiante.

S

servidor

21

3

C

cliente

3) RESV 2) RESV 1) RESV

Estado: S Estado: 1 Estado: 2

4

Estado: 1‘

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Mensagem de Erro

• Quando um dispositivo de recebe a mensagem RESV, ele:– autentica a requisição – alocar os recursos necessários.

• Se a requisição não pode ser satisfeita (devido a falta de recursos ou falha na autorização), o roteador retorna um erro para o receptor.

• Se aceito, o roteador envia a mensagem RESV para o próximo roteador.

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Mensagem de Erro

• Podem ser de dois tipos:– Erros de Caminho (Path error)

• Caminho ambíguo.

– Erros de Reserva (Reservation Request error).• Falha de admissão

– o solicitante não tem permissão para fazer a reserva.

• Banda indisponível.

• Serviço não suportado.

• Má especificação de fluxo.

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Exemplo

R1 RS R2 R3 R4 R5

5 Mb/s 4 Mb/s 2 Mb/s 4 Mb/s 3,5 Mb/s

Resv(R1,S1)

R1 = 2,5 Mb/s e S1= 0

Resv(R1,S1)Resv(R1,S1)

ResvErr

R1 RS R2 R3 R4 R5

5 Mb/s 4 Mb/s 2 Mb/s 4 Mb/s 3,5 Mb/s

Resv(R1,S1)

R1 = 3 Mb/s e S1= 10 ms, S2 = 10 ms – delay provocado por R3

Resv(R1,S1)Resv(R1,S1)Resv(R1,S2)Resv(R1,S2) Resv(R1,S2)

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RESVconf: Reservation Confirmation

• Enviada do transmissor até o receptor através do PATH.• Esta mensagem confirma para o cliente que a reserva

foi bem sucedida.

S

servidor

21

3

C

cliente

RESVconf

Estado: S Estado: 1 Estado: 2

4

Estado: 1‘

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Tipos de Mensagem RSVP

• Mensagens Teardown:– Enviada pelo cliente, servidor ou roteadores para abortar a

reserva RSVP. – Limpa todas as reservas e informações de PATH.

S

servidor

21

3

C

cliente

3) TearDown

Estado: S

4

1) TearDown

Estado: 1‘

2) TearDown

Estado: 1

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RSVP-TE

• Extensões feitas sobre o RSVP:– Gerenciamento de rótulo

• Objeto "Label Request" na mensagem Path

• Objeto "Label" na mensagem Res

• Dois novos tipos de classe:– IPv4 LSP Tunnel

– IPv6 LSP Tunnel

– Requisição e Registro de Rotas Explícitas• Objeto "Rota Explícita" na mensagem Path

• Objeto "Registro de Rota" nas mensagens Path e Resv

– Recursos de Preempção• Objeto "Atributo de Sessão" inclui as prioridades na mensagem

Path

– Manutenção de conectividade entre LSRs• Mensagens Hellos trocadas entre LSRs adjacentes

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NÓA

NÓB

NÓA

NÓB

RSVP RSVP-TE

PATH PATH

PATH

PATH

PATH

RESVRESV

RESV

RESV

RESV

Por AgregadoPermanente

Por FluxoTempo

.

.

.

RSVP x RSVP-TE

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Gerenciamento de Rotas

• Inclusão do Objeto "Rota Explícita" na mensagem Path– Indica a seqüência de saltos estritos ou flexível, de forma

idêntico ao CRLDP

• Inclusão do Objeto "Registro de Rota" nas mensagens Path e Resv (opcional)– Indicam a seqüência completa de LSR utilizada para compor o

caminho– Os rótulos intermediários podem também, opcionalmente,

serem coletados ao longo do caminho

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LER1 LSR2 LSR3 LER4

LSP

1. Mensagem Path. Contém o caminho ER

<2,3,4>

5. Quando LER 1 receber Resv, o ER será estabelecido

4. Nova Resv State. Mensagem Resv

propagada upstream

3. Mensagem Resv gerada. Contém o rótulo a ser usado e

o Tráfego / QoS requerido

2. Nova Path State. Mensagem Path enviada

para o próximo nó

Criação de um LSP com RSVP-TEEduardo Guimarães Nobre

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Conclusão

• O IETF deseconraja a utilização do CR-LDP, sendo que o protocolo é considerado apenas um padrão proposto.– Grandes fornecedores, como a Cisco e a Juniper utiliza o

RSVP-TE

• RSVP-TE funciona sobre IP puro e não sobre TCP (como o CRLDP).– CRLDP: protocolo de estado rígido

• mantido pelas conexões TCP

– RSVP-TE: protocolo de estado flexível• necessita de uma alteração explícita de estado

• Apenas RSVP-TE permite o compartilhamento de recursos (criação de LSRs sobre caminhos existentes).

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ANEXOS

Estilos de Reserva RSVP

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Estilos de Reserva

• As reservas em RSVP podem ser feitas de formas diferentes (estilos):

Seleção do Emissor

Reserva

Distinta

Reserva Compartilhada

Explícita Filtro Fixo (FF) Explícito Compartilhado (SE)

Curinga Não Definido Filtro com Curinga

(WF)

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Exemplo de WildCard Filter

• WildCard-Filter (WF)– Estabelece uma única reserva para todos os emissores de uma

sessão (tipicamente multicast, onde só um transmite de cada vez). – Só a maior requisição de reserva chega aos emissores.– Sintaxe: WF (* {Q})

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Exemplo de Fixed Filter

• Fixed-Filter (FF): – Pacotes de emissores diferentes numa mesma sessão não

compartilham reservas.

– Mas as reservas são compartilhadas pelos receptores.

– Sintaxe: FF (S{Q}) ou FF(S1{Q1},S2{Q2},...}

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Exemplo de Shared Explicit

• Shared-Explicit (SE): – A reserva é propagada para todas as fontes no valor máximo

feito por cada receptor.– Sintaxe: SE ((S1,S2,...){Q})