MPLS Multi Protocol Label

Switching

O que está acontecendo nas redes públicas?

RedeATM

RedeFrame Relay

POP

POP

Redes híbridas, com múltiplas tecnologias convivendonão muito pacificamente, mas todas com serviços IP

IntroduçãoCrescimento de Redes IP

O que os usuários querem?

POPPOP

Rede de serviços

• Serviços públicos e privados

• Suporte para novas demandas por banda (sempre crescente)

• Acesso imediato a novos serviços

• SLAs

• Baixo custo

Características MPLSModelo Convencional

• Cada roteador executa algoritmo de nível 3 para determinar qual o próximo “hop”• A cada hop, o algoritmo é executado novamente – cada roteador toma uma decisão independente:

– roteador analisa cabeçalho– roteador obtém rota através de leitura em tabela de

roteamento

Características MPLSModelo Convencional de Roteamento

Update: 10.1.1.1 Update: 10.1.1.110.1.1.110.1.1.1

10.1.1.110.1.1.1

Routing lookup

Routing lookup

Routing lookup

Características MPLSModelo MPLS

• Rotas são definidas antecipadamente

• Qdo pacote entra na rede, roteadores usam informação do cabeçalho para escolher um dos caminhos pré-determinados

• Roteador adiciona rótulo (label) – que indica o caminho a seguir

• Roteadores intermediários usam rótulos para encaminhar pacote

• Ao fim da rede, rótulo é retirado e “entregue” a um roteador nível 3 convencional.

Características MPLS

Roteamento MPLS

L=5L=3

10.1.1.110.1.1.1

Routing lookup and

label assignment10.1.1.1 L=5

Label swappingL=5 L=3

Label removal and

routing lookupL=3

Características MPLSAlém de reduzir o processamento nos roteadores do núcleo da rede, o MPLS tem muitas vantagens sobre o modelo tradicional:

– Engenharia de Tráfego: melhor aproveitamento e uso de recursos de forma balanceada;

– QoS: Classificação dos pacotes por categorias e classes de serviços;

– MPLS permite a construção de caminhos (LSPs) entre roteadores de entrada e saída em um domínio;

– Eficiência: pacotes são encaminhados pelos roteadores (LSRs) sem consultar a tabela de roteamento.

Características MPLSAlém de reduzir o processamento nos roteadores do núcleo da rede, o MPLS tem muitas vantagens sobre o modelo tradicional:

– O rótulo possui um tamanho fixo e consideravelmente pequeno;– O rótulo serve como índice, indicando qual o próximo hop a ser

alcançado;– Pacotes idênticos podem entrar na rede através de roteadores

distintos e serem rotulados de forma diferente.– As decisões de encaminhamento dependerão do roteador de

entrada, fato que não acontece no método convencional pois a identidade do roteador de entrada não trafega juntamente com o pacote.

Componentes da Rede MPLS

•União do melhor de dois mundos: Networking (IP) + Switching (ATM)

Networking (IP) Switching (ATM)

Rede Simples Tecnologia crescente Baixo Overhead

Alta Velocidade de Comutação Engenharia de Tráfego QoS

IP

Roteamento IP

Comutaçãode Pacotes

MPLSMPLS

RoteamentoIP

Comutaçãode Label

ATM

RoteamentoATM

Comutaçãode Label

Componentes da Rede MPLSFEC – Forwarding Equivalence Class: FEC caracteriza um grupo de pacotes nível 3 que são tratados da mesma maneira. Todos os pacotes seguem o mesmo caminho e têm a mesma prioridade. Na nomenclatura MPLS, o FEC é identificado por um rótulo (label).

Rótulos: O rótulo (label) identifica uma FEC, sendo assim, todos os pacotes com o mesmo rótulo serão encaminhados da mesma forma. Um rótulo é significativo em um par de equipamentos do domínio MPLS, ou seja, são locais no enlace. Ele materializa o acordo entre dois equipamentos descrevendo a relação entre um rótulo e um FEC. Corresponde a um valor numérico, é compacto e de tamanho fixo, adicionado ao pacote através do encapsulamento de cabeçalho e independente da tecnologia nível 2 utilizada. A única diferença é a posição que assume dentro do pacote. Por exemplo, em redes ATM, o cabeçalho VCI/VPI pode ser utilizado para armazenar o rótulo, assim como o DLCI do Frame Relay.

Componentes da Rede MPLS

LSR – Label Switching Routers: Dispositivo de rede capaz de encaminhar um pacote rotulado. Roteadores que ficam no núcleo do domínio MPLS. Realizam operações sobre a pilha de pacotes a partir da análise do rótulo no topo. O processo de encaminhamento de um pacote rotulado é comumente chamado de chaveamento de rótulo (Label Switching), pois ele imita as idéias do chaveamento ATM. Às vezes, isto é chamado de troca de rótulos (Label Swapping) porque o valor do rótulo pode mudar a cada passo do LSP. Além de comutar o tráfego MPLS, um LSR pode servir como interface entre uma rede não MPLS e um core MPLS, aceitando um datagrama de uma rede convencional e classificando-o para atribuir um rótulo inicial e o caminho que será percorrido.

LER – Label Edge Routers: Um dispositivo de rede que atua como fronteira entre o encaminhamento de nível três e o núcleo MPLS. Inserem ou retiram pilhas de rótulos dos pacotes/célula. Um LER tem a habilidade de adicionar um rótulo a um pacote não rotulado, e remover os rótulos de um pacote rotulado. Um LER que adiciona um rótulo a um pacote é chamado de LER de ingresso e um LER que remove o rótulo de um pacote é chamado de LER de egresso.

Label switching

port 1

port 3

port 2

port 4

IP 25

IP 19

IN OUT Label

(1,22) (2,17) SWAP

(1,25) (4,19) SWAP

• Roteador mantém tabela com mapeamento de rótulos e caminhos

• A entrada (porta, label) determinada qual a operação com o label e qual a porta de saída.

Componentes da Rede MPLS

LSP – Label Switch Patch: Um pacote que atravessa uma rede MPLS deve ser submetido a três transições.

1) O pacote passa de seu encaminhamento nativo de nível três para encaminhamento rotulado MPLS. Este processo consiste na adição de um rótulo ao cabeçalho do pacote.

2) Um pacote (agora rotulado) deve ser capaz de atravessar um caminho MPLS. Este caminho consiste de todos os roteadores que sabem como este pacote e outros pacotes como ele devem atravessar a rede. Este caminho é chamado LSP - Label Switched Path. Este é um caminho orientado à conexão e é configurado anteriormente ao encaminhamento de qualquer pacote.

3) O pacote volta ao encaminhamento de nível três. Este processo consiste em remover o rótulo do cabeçalho do pacote e então enviá-lo ao protocolo de nível três apropriado para tratamentos adicionais. Numa rede MPLS, o encaminhamento de nível três é utilizado nas bordas da rede, e o encaminhamento MPLS é usado no núcleo da rede.

Componentes MPLS

CLIENTE “X”SP

CLIENTE “X”RJ

LER

LER

LSP

LSPLSP

LSR

LSR

FEC

172.168.10.20

LSR

LSR

LER

LER

LER

LERLER

Componentes da Rede MPLS

LDP (Label Distribution Protocol): Para que os LSR’s possam comutar pacotes rotulados, é necessário um mecanismo de distribuição de rótulos. Tal mecanismo pode ser obtido de várias maneiras, como estender os protocolos de roteamento para carregar mapeamentos entre FEC’s e rótulos, ou criar novos protocolos especialmente para este serviço. O protocolo de distribuição de rótulos (LDP) é basicamente um conjunto de procedimentos através dos quais um LSR informa a outro LSR quais associações rótulo/FEC ele realizou.

LSR LSR

LSR LSRLER

LER

LDP

LDP

LSP

Operação MPLS1a. Protocolo de Roteamento/Comutação Existente estabelece conectividade para a rede de destino

1b. Label Distribution Protocol (LDP) estabelece o mapa do label para a rede de destino

2. O LER de entrada recebe o pacote, executa Layer 3, e aloca um label ao pacote

3. LSR comuta os pacotes usando a troca de labels

4. O LER de saída remove o label e entrega o pacote

Operação MPLS - Exemplo

128.89

171.69

1

0

1

In label

...

Address Prefix

...

OutI’face

...

Out label

- 128.89 1 4

- 171.69 1 5

...

In label

...

Address Prefix

...

OutI’face

...

Out label

4 128.89 0 9

5 171.69 1 7

...

128.89.25.4 Data

128.89.25.4 Data9

In label

...

Address Prefix

...

OutI’face

...

Out label

9 128.89 0 -

...

0

LSR transmite baseado no label

128.89.25.4 Data

171.69.25.4 Data

128.89.25.4 Data4

171.69.25.4 Data5 171.69.25.4Data

7

171.69.25.4 DataLER insere label

LER

LERLSR

LER

Na prática: operação híbrida

• MPLS é usado em grandes sites, enquanto VPNs são utilizadas em sites menores ou como back-up. O serviço pode ser parte de produtosoferecidos por operadoras.

Na prática: operação híbrida

• VPN usadas como back-up para operação de MPLS

Na prática: operação híbrida

Internet IPSec VPNs MPLS

Aplicações sem restrições de qualidade

Aplicações com CoS/QoS

Aplicações “batch” Aplicações transacionais

E-mail VoIP

Transferência de arquivos Vídeo conferência

Distribuição de conteúdo ERPs (SAP, Siebel)

Instant messaging Compartilhamento de arquivos

Gente “nova” na área: PBT• PBT: Provider Backbone Transport

• Tecnologia para obter uma rede orientada à conexão (como em uma rede SDH, mas construída sobre uma infraestrutura Ethernet

• Basicamente, o que se faz é desabilitar a capacidade de aprendizado (spanning tree) das switches

• Todos as VLANs e conexões são pré-configuradas manualmente.

• Sistema substitui todo roteamento de nível 3 (MPLS) em redes Ethernet metropolitanas.

Fonte: www.lightreading.com/document.asp?doc_id=146364 www.lightreading.com/document.asp?doc_id=115612

Gente “nova” na área: PBT

Gente “nova” na área: PBT

Fim