MPLS
CAPITULO 05 MPLS
Dan iel Díaz A tau c ur i,
[email protected] 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
Prof esor de Telec lecomuni omuni ca cacione cioness, F I EE =U N I D ir ector ctor de I nve nvessti tiga gació ción n y Des Desarr arr oll o Tecnoló cnológico, gico, I NI CTE L -UN I
Lima, Agosto-Diciembre Agosto-Diciembre de 2007
MPLS
CONTENIDO
INTRODUCCION CONCEPTOS Y PRINCIPIOS DE MPLS 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
CABECERA MPLS
SEÑALIZACION: Protocolo RSVP-TE
MPLS
CONTENIDO
INTRODUCCION CONCEPTOS Y PRINCIPIOS DE MPLS 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
CABECERA MPLS
SEÑALIZACION: Protocolo RSVP-TE
MPLS
INTRODUCCION 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
MPLS
ANTECEDENTE
7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
MPLS
ANTECEDENTE
Es difícil en Internet ofrecer diferentes niveles de servicios para diferentes aplicaciones.
7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
En Internet la decisión de encaminamiento está basada en el análisis de IP. IP Capa 3 En Internet el volumen es muy complejo. Consenso unánime: Introducir cambios tecnológicos profundos.
MPLS
IETF Y MPLS
A mediados de los años 90 se inicia esfuerzos para combinar las tecnologías IP con ATM. La empresas proponen diversas soluciones: ►Cisco 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
Systems con Tag Switching ►IBM con agregación de rutas basado en IP Switching ►Etc.
La Internet Engineering Task Force (IETF) forma el grupo de trabajo MPLS en 1997 IETF define en la RFC 3031 la arquitectura MPLS. Enero de 2001.
MPLS
QUE OFRECE MPLS
Reduce el tiempo de procesamiento de cada paquete requerido en cada router en una red basada en IP. En síntesis, combina: 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
Capa 2 Intercambio de etiqueta
Capa 3 Enrutamiento de la capa de red
MPLS
MPLS
AREAS RELACIONADAS CON MPLS
Quality of Service QoS
7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
Virtual Private Network VPN
Traffic Engineering TE
Multiprotocol
MPLS
QoS
MPLS define una estructura de red orientada a conexión en una red basada en IP. ►Garantiza
7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
una capacidad fija para una aplicación
específica ►Controla la latencia y jitter para una aplicación ►Cumple con los contratos de tráficos. ►Configura una variedad de grados de QoS.
Una red no orientada a conexión (IP) no garantiza QoS. DiffServ no ofrece granularidad de QoS. IntServ no es escalable, carga a la red.
MPLS
TE
MPLS permite mejorar el rendimiento de la red (Ingeniería de Tráfico): ►Ante
congestión, los trayectos se re-enrutan inteligentemente.
7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
TE: Es el proceso de control de flujo de tráfico a través de la red con el fin de optimizar el uso de los recursos y mejorar el rendimiento de la red. RFC 2702: Requeriments for Traffic Engineering over MPLS RFC 3272: Overview and Principles of Internet Traffic Engineering
De definir rutas “basado en paquetes” a rutas “basado en flujos”.
MPLS
VPN
MPLS da mecanismos para soportar VPN. El tráfico de una empresa o grupos de empresas pasan por Internet de una manera agregada y eficiente. Local 1 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
Local 3
Túnel
Internet Local 2
MPLS
MULTIPROTOCOL
7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
MPLS es aplicable a cualquier protocolo de red. MPLS no está limitada a una específica tecnología de la capa de enlace. Mantiene independiente los protocolos de la Capa 2 y 3. Algo importante: MPLS no reemplaza el enrutamiento IP
MPLS
SINTETIZANDO
MPLS forwarding está definido para un amplio rango de tecnologías de la capa de enlace: ►Frame
►ATM ►Paquetes 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
sobre SONET/SDH o Ethernet
Capa de red Capa Capa de de red red
Capa de red MPLS
Capa de enlace
Relay (FR)
MPLS
MPLS Capa de enlace Capa de enlace Capa de enlace
MPLS
RAZONES DE USO DE MPLS
MPLS soluciona los problemas de: ►Velocidad: Conmutación
de etiqueta.
►Escalabilidad: Simplifica
proceso de señalización.
►Gestión 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
de QoS: La etiqueta puede definir un túnel óptimo.
►Ingeniería
de Tráfico: Balanceo de carga en la red.
►Seguridad: Establecimiento ►Migración
de túneles.
a nuevas redes: De IPv4 a IPv6.
MPLS
7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
CONCEPTO Y PRINCIPIO DE MPLS
MPLS
CONFIGURACION BASICA DE UNA RED MPLS IN Label OUT Label FEC (define == ==== ==== ==== flujo) 1 A 2 B Ingress LSP ó LER
OUT Label ==== ==== 1 A
IntServ
Túnel
IP
DiffServ 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
IP
A
1 2
Best Effort
LER: Label Edge Router LIB : Label Information Base
IP
Router MPLS o LSR
FEC :Forwarding Equivalence Class
IP
1 2
DiffServ
1
2
Introduce Etiqueta A
IntServ
Red MPLS
IP
1
LSP: Label Switching Path
Egress LER
1
IN Label OUT Label == ==== ==== ==== 1 B 1 C
Best Effort Extrae Etiqueta
MPLS
CONCEPTO DE FEC
FEC o Forwarding Equivalence Class, es un conjunto de etiquetas que se envían en un mismo camino o path , aun si los destinos finales son diferentes. 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
En MPLS, el Ingress LER asigna un FEC a los paquetes de datos que ingresan. Un túnel o LSP es definido por un FEC
MPLS
CLARIFICANCO LA IDEA DE FEC
FEC
Hace el análisis de la cabecera. Asigna etiqueta
Sólo se analiza la etiqueta MPLS
Todo es por Hardware
Cab. IP
LSP
Cab. IP
7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
Datos
Sólo se analiza la etiqueta
Un conjunto de paquetes se envían por un mismo camino-LSP
Datos
MPLS
FUNCIONAMIENTO DE UNA RED MPLS Puerto Etiqueta OUT OUT ==== ===== 1 FEC=10 FEC=34 1
IP
Puerto Puerto Etiqueta Puerto Puerto Etiqueta Etiqueta Puerto Puerto IN IN OUT IN IN OUT ===== ====== ===== ===== ====== ===== 1 10 11 1 34 34 11 1 34 1 2 2 76 76 1 1 2 76 1
RSVP: Requiere etiqueta
Etiqueta Etiqueta Etiqueta OUT OUT ====== ====== 20 20 150 150 150 99 99 99
Puerto Puerto Etiqueta Etiqueta Puerto Puerto Etiqueta Etiqueta IN IN OUT OUT ===== ====== ===== ====== 1 20 2 30 1 150 1 75 76 11 99 22
Túnel
RSVP: Requiere etiqueta
Puerto Etiqueta IN IN ===== ====== 1 2
Puerto Etiqueta OUT OUT ===== ======
75 76
1 1
---
Túnel
IP 10 OUT 1 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
OUT 2
IN 1 IN 2
RSVP: Distribuye Para OUT 1 = 10
IN 1
OUT 1 OUT 2
OUT 1
IN 1
OUT 2
IN 2
OUT 1 OUT 2
RSVP: Distribuye Para OUT 1 = 20
IN 1 IN 2 Puerto Etiqueta IN IN ===== ====== 1 30 1 67 2 70
IN 1
OUT 1
IN RSVP: 2 OUT 2 Requiere
IN 1 IN 2
etiqueta
OUT 1 OUT 2 Puerto Etiqueta OUT OUT ===== ====== 2 45 1 75 1 90
IN 1
OUT 1
IN 1
IN 2
OUT 2
IN 2
Red MPLS
OUT 1
Puerto Etiqueta RSVP: Distribuye IN IN Para OUT===== 2 = 45 ====== 2 1 2
45 60 80
Puerto Etiqueta OUT OUT ===== ====== 1 15 1 5 1 9
MPLS
RESUMIENDO MPLS Puerto Etiqueta Entrada Entrada 1 a 1 h
LIB
Puerto Etiqueta Salida Salida 1 b 2 j
1 Paquete LER IP
1 Analiza la cabecera IP. Asigna una etiqueta a un FEC. Envía el paquete hacia la apropiada interfaz de salida.
•
•
•
1
LER Paquete
2
LSR 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
LSR
LSR Salida
IP
LSR
LSR
2
3
Analiza la etiqueta del paquete presente en Extrae la etiqueta del la interfaz de entrada en cada LSR. stack (operación pop). Determina la interfaz de salida y asigna una Proceso de erutamiento nueva etiqueta ( swap). de acuerdo a los protoEnvía el paquete hacia la apropiada interfaz colos de enrutamiento de salida. de la capa 3
•
•
•
•
•
MPLS
INGRESS LER Puerto de salida, etiqueta colas y reglas de planificación Tabla de envío
Tabla LSP
Puertos de entrada
Clasificador de paquetes
Carga útil IP
Cabecera Carga útil IP IP
7 0 0 2 A z Cabecera a í D IP l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
Etiquetado de paquetes
Colas y planificación Etiqueta Cabecera Carga útil MPLS IP IP
(a) LER de Ingreso
Puertos de salida Etiqueta Cabecera Carga útil MPLS IP IP
MPLS
LSR
Tabla de conmutación LIB
7 0 0 2 A z aEtiqueta í D l MPLS e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
Contexto MPLS Cabecera Carga útil IP IP
Eliminación
Etiqueta j Conmu- Cola/ tador Planif.
Siguiente salto, medidor. eliminación/marca, cola y reglas de planificación
Etiqueta Cabecera Carga útil MPLS IP IP
(b) LSR
Etiqueta Cabecera Carga útil MPLS IP IP
MPLS
CABECERA MPLS 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
MPLS
CABECERA MPLS 0
4
8
16 19
Etiqueta MPLS
EXP S
31 0 Cabecera MPLS TTL
Ver HLEN Tipo Serv.
Longitud total
Identificador
Indic Desplaz de frag.
TTL
8
16 19
Etiqueta MPLS Ver
DS
EXP S
31
TTL
Etiqueta de flujo
Longitud de carga útil Cabe.sigte Límite salto
Protocolo Suma de chequeo Dirección de origen
Dirección de origen 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
4
Dirección de destino Dirección de destino Opciones-relleno l a n o i c p O
Cabecera opcionales
Carga útil PDU de la capa superior
MPLS
CABECERA MPLS
7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
20bits
3bits
Etiqueta MPLS
EXP
Cabecera MPLS
1bits 8bits S
TTL
MPLS Shim header
MPLS
JERARQUIAS DE TUNELES
7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
http://www.convergedigest.com/Bandwidth/archive/010910TUTORIAL-rgallaher1.htm http://www.mplsrc.com/articles.shtml
MPLS
7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
PROTOCOLO RSVP-TE
MPLS
PROTOCOLO DE DISTRIBUCION DE ETIQUETA
Grupo de procedimientos para que un LSR informe la relación Etiqueta/FEC. Facultad de negociar entre dos LSR. 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
MPLS no asume ningún protocolo de distribución de etiqueta. Algunos protocolos han sido extendidos: BGP-4
RSVP-TE
Otros son nuevos protocolos: LDP
CR-LDP
MPLS
COMENTARIOS INICIALES
La arquitectura MPLS no asume ningún protocolo de señalización. Una propuesta es extender el protocolo RSVP definido en la RFC 2205. 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
La extensión de RSVP soporta la inicialización de LSP explícitamente enrutado, con o sin QoS.
Desde que el tráfico que fluye a lo largo de un LSP es definido por la etiqueta aplicada en el nodo de ingreso, estos LSP son TUNELES LSP.
MPLS
TUNEL LSP
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Permite la implementación de una variedad de políticas relacionado con la optimización de la red. Túnel LSP puede ser establecido automáticamente o manualmente en una región donde la red es óptima. Pueden definirse túneles LSP paralelos. Túnel LSP 1
Mapeo de tráfico según políticas Túnel LSP 2 Red MPLS
MPLS
NUEVOS OBJETOS EN RSVP
LABEL REQUEST: Para requerir una etiqueta Path LABEL: Contiene una etiqueta Resv 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
EXPLICIT_ROUTE: Contiene una lista de router que definen el túnel Path
RECORD_ROUTE: Contiene los router que define el túnel
Path Resv
MPLS
QUE OFRECE RSVP-TE
Permite el establecimiento de rutas explícitas. Reserva recursos en cada nodo. 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
Soporta re-enrutamiento. Prioridad. Detección de lazo.
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SIMULACION DE RED MPLS (1/2)
LER Nodo IP 7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
Red MPLS BW: 1Mbps LSR
LER Nodo IP
MPLS
SIMULACION DE RED MPLS (1/2)
7 0 0 2 A z a í D l e i n a D l a u t c e l e t n i d a d e i p o r
