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REDES MPLS

PROFESSOR: MARCOS A. A. GONDIM

Roteiro

 Protocolos anteriores ao MPLS.

 Motivações para o uso de Redes MPLS.

 O Cabeçalho MPLS.

 Label Switch Router (LSR).

 Switched Path (LSP).

 Forwarding Equivalency Class (FEC).

 Distribuição de Rótulos.

 Label Distribution Protocol – LDP.

Protocolos anteriores ao MPLS

 Demanda crescente por largura de banda.  Aplicações como:

 vídeo conferência;

 transferência de dados com alto desempenho;

 multimídia;

 biblioteca de vídeos.

 Pesquisadores e o mercado de tecnologia

Protocolos anteriores ao MPLS

 ATM (Asynchronous Transfer Mode).

 Esperava-se domínio mundial com alta velocidade (25 Mbps, 51

Mbps, 155 Mbps e 600Mbps).

 Utiliza pacote de tamanho fixo denominado célula (53bytes).

 O protocolo ATM não foi concebido para atender ao modelo

OSI.

 Baseada no uso de conexões virtuais.

 Protocolo orientado a conexão.

Protocolos anteriores ao MPLS

 Incompatibilidade do ATM com IP.

 RFC 1483 → RFC 2684: ATM Adaptation Layer (AAL) 5

(Camada 3).

 LAN Emulation (LANE).

 Integração Ethernet/ATM (camada 2).

 Multiprotocol over ATM (MPOA).

Protocolos anteriores ao MPLS

 Esta deficiência da rede ATM inviabilizou

a sua popularização.

 A solução restringe-se aos backbones das

operadoras.

 Retomada das pesquisas na busca de

Protocolos anteriores ao MPLS

 Inicio da utilização de rótulos (labels).

Roteamento mais rápido e eficiente.

 Tecnologia LBS - Label Based Switching .

 Benefícios do IP + Benefícios ATM = LBS.

Protocolos anteriores ao MPLS

 Implementações comerciais proprietárias(LBS): IP Switching da Nokia;

CSR - Cell Switching Routers da Toshiba; TAG Switching da Cisco;

ARIS da IBM;

Protocolos anteriores ao MPLS

 Implementações proprietárias de LBS =

impossibilidade de interoperabilidade.

 IETF (RFC 3031) - MPLS (Multi Protocol

Motivações no uso de Redes MPLS

 Roteamento e encaminhamento de pacotes

mais eficiente.

 Implementação de QoS.  Engenharia de Tráfego.  Implementação de VPN.

Cabeçalho MPLS

 Implementação do rótulo foi um desafio.

 Na estrutura do cabeçalho do pacote IP

não há espaço reservado para rótulos.

 Solução: adicionar um novo cabeçalho

Cabeçalho do Enlace

Cabeçalho

MPLS Datagrama IP

Fim do Pacote

Rótulo (20 bits) EXP (3 bits) S(1) TTL (8bits)

1. Campo Rótulo: guarda o valor atual do rótulo;

2. Campo EXP (experimental): prioridade do pacote na rede;

Cabeçalho MPLS

 Cabeçalhos MPLS não fazem parte da

camada de rede nem de enlace de dados.

 O MPLS é independente dessas

camadas.

 Conclusão: o MPLS transporta pacotes IP

Cabeçalho MPLS

 Pacote ou célula em um roteador MPLS

usará rótulo.

 Os rótulos indicam quais caminhos seguir

dentro da rede.

Label Switch Router (LSR)

 LSR é um roteador que suporta o

protocolo MPLS.

 Existem três tipos de LSR em uma rede:

LSR de Entrada (de borda); LSR Intermediário;

Label Switched Path (LSP)

 É uma seqüência de roteadores

comutadores de rótulos formando um caminho dentro de uma rede MPLS.

 A LSP é unidirecional.

 São necessárias duas LSPs para a

Label Switched Path (LSP)

 O caminho a ser percorrido pelo pacote

MPLS é determinado no momento da sua entrada na rede.

 Os LSRs do núcleo irão chavear os

rótulos encaminhando o pacote com a LSP pré-determinada.

Label Switched Path (LSP)

PE – Roteador de Borda do Provedor CE – Roteador de Borda do Cliente

Forwarding Equivalency Class (FEC)

 Fará um grupo ou um fluxo de pacotes

serem roteados por um mesmo caminho.

 Para isto devem se enquadrar em um

Forwarding Equivalency Class (FEC)

 Todos os pacotes pertencentes a uma mesma

FEC terão o mesmo rótulo.

 Entretanto pacotes com um mesmo rótulo nem

sempre pertencerão a uma mesma FEC.

 Campo EXP do cabeçalho MPLS - valores

Forwarding Equivalency Class (FEC)

 Podemos determinar uma FEC através de um

ou vários parâmetros:

 Qualidade de Serviço (QoS);

 IP de origem e IP de Destino;

 Pacotes de multicast pertencentes a um grupo;

Encaminhamento por rótulos

MPLS A _{MPLS B}

MPLS D MPLS C FEC INTERF. SAÍDA RÓTULO SAÍDA

A 1 16

B 1 17

RÓTULO ENTRADA

INTERF. ENTRADA

16 2 0

17 2 1

18

19

Interface 1

Interface 1

Interface 2 Interface 0 Interface 1

Interface 0 INTERF. SAÍDA RÓTULO SAÍDA RÓTULO ENTRADA INTERF. ENTRADA INTERF. SAÍDA

18 1 0

REDE Y

REDE X

Dest: Rede X Dados 16

Dest.: Rede Y Dados 17

Dest: Rede X Dados Dest.: Rede Y Dados

Dest: Rede X Dados 18

Distribuição de Rótulos

Label Distribution Protocol - LDP

 É descrito pela RFC 2283.

 A criação do LDP trouxe vantagens ao

projeto de uma rede MPLS.

 O protocolo foi pensado e projetado com a

Label Distribution Protocol - LDP

 Eficiente, escalável e confiável, diferentemente de

adaptações de protocolos.

 É um protocolo aberto, e isto favoreceu a sua

popularização.

 Objetivos:

 Descoberta de LSRs vizinhos que rodem o LDP.

 Manutenção e estabelecimento de sessões com outros

roteadores.

Distribuição de rótulos com LDP

 São criadas relações locais entre rótulos e prefixos IPv4

(binding).

 Roteadores vizinhos armazenam informações recebidas

(rótulos) em uma tabela especial LIB (Label Information

Base) com todos os rótulos de entrada e saída disponíveis.

 Embora recebam informações de vários vizinhos os

Distribuição de rótulos com LDP

 A atbela LFIB (Label Forwarding Information Base): contém

a relação do rótulo de entrada e saída para

encaminhamento de pacotes dentro da rede MPLS.

Tabela LFIB

 Local (ou tag) – é o valor de rótulo esperado pelo LSR.

 Se o router PE1 receber um pacote rotulado com valor 21, ele fará um swap para o valor de

rótulo 19 e encaminhará para a serial 1/1.

 Se o router PE1 receber um pacote rotulado com valor 16, removerá o rótulo e encaminhará o

pacote para a interface serial 1/0.

Habilitando o LDP

 Para habilitar o LDP utilizar o comando:

 Nas interfaces que encaminharão pacotes

Rótulos Desconhecidos

 Caso um LSR receba um pacote com rótulo

desconhecido (não consta na LFIB), duas ações podem ser tomadas:

Descarte (drop) do pacote ( padrão).

Tentar encaminhá-lo após retirada do rótulo →

Rótulos reservados

 Rótulos com valores de 0 a 15.

0 – valor nulo (Null) de rótulo explícito. 3 – valor nulo (Null) de rótulo implícito. 1 – Router Alert Label.

14 – OAM Alert Label.

Rótulo Nulo Explícito

 Valor do rótulo = 0 (IPv4) e rótulo = 2 (IPv6).

 Penúltimo LSR realiza uma troca (swap) de rótulo

com valor de saída igual a 0 (zero).

 No último LSR são realizadas duas verificações:

 Rótulo (Label lookup) → realiza um POP do rótulo.

Configurando o Explicit Null

 Para habilitar o uso do nulo explícito.

 Para propagar o rótulo nulo explícito via

Rótulo Nulo Implícito

 Valor do rótulo = 3 (padrão).

 Objetivo: sinalizar para o penúltimo LSR que

deve realizar um operação POP do rótulo, com isto traz eficiência no encaminhamento.

 Benefício: o LSR de saída (egress) realiza

Quando utilizar o Nulo Explícito?

 Quando implementa-se QoS (Quality of Service).  Justificativa: o pacote precisa ser marcado (campo

EXP) como prioritário numa LSP até o último LSR da rede MPLS.

 Se o rótulo for retirado no penúltimo LSR

Router Alert Label

 Valor do rótulo = 1.

 Descrito pela RFC 3032.

 Indica que o pacote deve ser examinado

Router Alert OAM

Router Alert OAM

 Valor do rótulo = 14.

 Descrito pela RFC 3429.

 Usado para detecção de falhas e

Rótulos não reservados

 Valores disponíveis = 16 até 1.048.575 ou

(220 – _1).

 Por padrão os valores disponíveis de

rótulos são de 16 a 100.000 em um roteador Cisco.

TTL Expirado

 Quando um pacote é recebido com o valor=1 (TTL):

 O pacote é descartado (drop).

 É enviada a mensagem ICMP do tipo “time exceeded”

para a origem.

 A resposta ICMP não é imediata, pois o pacote time

exceeded tem que seguir até o LSR de destino e