REDES MPLS
PROFESSOR: MARCOS A. A. GONDIM
Roteiro
Introdução a TE
Operação do MPLS-TE
PCALC
RSVP
Introdução a TE
Introdução a TE
Protocolos de roteamento IP utilizam o
princípio do menor custo para o rápido
encaminhamento dos pacotes na rede.
Porém os pacotes são encaminhados por
Introdução a TE
Considerando que: todos os links tem o mesmo custo;
O caminho de menor custo entre R1 e R5 é: R1 → R2 → R5.
Custo 3 Custo 3
Custo 3
Custo 3
Introdução a TE
Pode-se tentar balancear as cargas do enlace alterando-se os custos dos links; Tem-se o mesmo custo entre R1 → R5 e custos diferentes entre R2 → R4.
Custo 3 Custo 3
Custo 4
Custo 1
Introdução a TE
A Engenharia de tráfego permite direcionar o tráfego da
rede para caminhos diferentes dos que foram
estabelecidos por um roteamento IP convencional, distribuindo melhor o tráfego na rede.
Evita pontos de congestionamento.
Otimiza a utilização de recursos de rede.
A Engenharia de tráfego, é a arte de movimentar o
tráfego de modo que o tráfego de um enlace
Introdução a TE
Nesse contexto, a engenharia de tráfego com MPLS
(MPLS-TE) pode solucionar esse problema da seguinte forma:
Prover uma maior eficiência do tráfego em toda a rede, evitando
subutilização e sobre utilização dos enlaces;
Verifica a banda configurada nos enlaces;
Verifica atributos dos enlaces, tais como largura de banda e
atraso;
Adapta-se automaticamente a mudanças de largura de banda e
Introdução a TE
Foram inseridos os roteadores R6 e R7 à rede.
Redes MPLS permitem a determinação de um LSP no roteador head end.
Head end
Introdução a TE
O MPLS- TE permite um esquema de engenharia de tráfego, onde
o roteador conhecido como head end do LSP pode estimar o melhor
caminho para o tráfego mais eficiente através da rede em direção ao roteador conhecido como tail end.
O head end pode fazer isso se ele conhece a topologia da rede.
Ele também precisa saber a banda disponível de todos os enlaces
para estabelecimento da melhor LSP fim a fim.
O fato da comutação de rótulos ser utilizada, e não o
Introdução a TE
Utilizando o roteamento por IP não se poderia
fazer a diferenciação de caminhos baseando-se
pela origem.
Com o MPLS o tráfego originado em R6 poderá
percorrer o caminho R6-R1-R2-R5,enquanto o
tráfego gerado por R7 poderá percorrer o
Operação do MPLS-TE
É necessário para o correto funcionamento do
MPLS-TE:
Entender as limitações dos enlaces da rede;
Distribuição das informações TE (por um protocolo link-state).
Um algoritmo (path calculation [PCALC]) para calcular o melhor
caminho de um head end LSR para um tail end LSR.
Um protocolo de sinalização (Resource Reservation Protocol
Operação do MPLS-TE
Operação MPLS-TE
Para a correta operação da engenharia de
tráfego em redes MPLS se faz necessário:
Base de Dados;
PCALC;
Operação do MPLS-TE
Este conjunto de primitivas (PACLC,
RSVP etc) tem como objetivo o
encaminhamento de tráfego de acordo
com os recursos ou restrições do link.
Os recursos podem ser entendidos como
Base de Dados MPLS-TE
As informações dos atributos são propagadas
por protocolos link-state (ex: OSPF e IS-IS).
A base de dados TE (
TE
database
) é formada
pelas informações TE que o protocolo link-state
envia.
Esta base de dados contém todos os links que
PCALC
É um algoritmo SPF especial usado no MPLS
TE e também conhecido como CSPF
(Constraints SPF).
Ele roda em todos os roteadores MPLS TE e
utiliza a base de dados construída pelo OSPF
ou IS-IS para melhorar a tabela de roteamento.
O PCALC além de utilizar as informações de
PCALC
A partir desta base de dados MPLS TE é que o Path
Calculation (PCALC) ou Constrained SPF (CSPF)
calcula a melhor rota entre o head end e o tail end.
O PCALC compara os requisitos de banda e atributos
demandados pelos túneis TE com os links disponíveis e daí escolhe o melhor caminho.
O cálculo de qual o melhor caminho a ser utilizado pelo
PCALC
O resultado do algoritmo PCALC não é
uma tabela de rotas, mas sim um único
caminho.
Caso o algoritmo encontre dois caminhos
RSVP
O encaminhamento do tráfego pelos roteadores
será baseado na comutação de rótulos, que são
mapeados pelo RSVP.
Tal protocolo é utilizado pelo
IntServ
, no qual a
aplicação do cliente sinaliza na rede a reserva
de banda necessária para a mesma.
Através da RFC 3468 foi definido que o RSVP
RSVP
O RSVP utiliza mensagens do tipo:
PATH; RESV.
O roteador head end (conforme figura a seguir), envia
uma mensagem PATH ao longo do caminho que foi
determinado pelo CSPF em direção ao roteador tail end.
Cada roteador que recebe a mensagem PATH verifica
RSVP
Ao chegar ao roteador
tail end
, o mesmo gera
uma mensagem RESV em direção do
head end
com o intuito de indicar que a reserva de banda
foi efetuada e divulgar os rótulos a serem
utilizados pelos roteadores ao longo do
caminho.
Ao chegar ao
head end
o túnel é estabelecido e
Fast Reroute
(FRR)
A Engenharia de tráfego é habilitada no
núcleo da rede, onde a capacidade dos
enlaces é muito alta.
Em caso de falha de um enlace ou de um
roteador, o IGP é o responsável por fazer
o rerotamento rápido para contornar as
Fast Reroute
(FRR)
Dependendo da dimensão da rede, o IGP pode levar
muitos segundos para convergir, e isso poderá provocar perda de pacotes.
É possível também que, em caso de falha de um enlace,
ocorra congestionamento em algumas partes da rede, enquanto deixa outras partes livres de
congestionamento.
Para certos tipos de tráfego, como Voz sobre IP (VoIP),
Fast Reroute
(FRR)
Embora seja impossível ter um mecanismo de
restauração de falhas completamente sem perdas,
certamente é possível ter mecanismos que minimizem a perda ao máximo possível.
O mecanismo de Fast Reroute (FRR) permite reduzir
esse tempo de convergência para tempos na ordem de
milisegundos, o que contribui em muito para o aumento
Fast Reroute
(FRR)
O mecanismo de FRR, também conhecido como
mecanismo de proteção, é definido através de túneis de
backup, que serão utilizados para proteção, em
situações de falha do túnel principal na arquitetura MPLS TE.
Embora exista a proteção de caminhos, onde são
estabelecidos LSP adicionais em paralelo ao já existente, tal proteção é pouco utilizada.
A proteção local proporciona diversas vantagens tais
Fast Reroute
(FRR)
A proteção local pode ser dividida em:
Link Protection (Proteção do enlace)
Node Protection (Proteção do Nó)
Ambos os tipos de proteção são conhecidas como
proteção local, isso porque os túneis de backup
exibe a proteção local entre R3 e R5, denominada de
proteção do enlace.
Fast Reroute
(FRR)
Para a proteção do enlace, o
head end
do
túnel de
backup
é o R3, que será o PLR
(
Point of Local Rapair
), e o fim do túnel é
o roteador R5 (
Merge Point
).
Já para a proteção do nó, o
headend
do
Fast Reroute
(FRR)
O enlace R3-R5 é considerado o enlace crítico sobre o
qual o túnel primário é sinalizado.
Esse enlace será o enlace protegido e, para sua
proteção e proteção do túnel principal, um túnel de
backup é sinalizado em torno do enlace.
A proteção do enlace usa túneis de backup NHop (Next
hop router) e conta com o fato de que, embora o enlace
protegido tenha sido rompido, o roteador na outra ponta desse enlace protegido ainda está ativo, portanto a
Fast Reroute
(FRR)
A proteção do nó é semelhante à proteção do
enlace.
No caso de falha da conexão R3-R5, o tráfego
ocorrerá pelo Túnel 1 até que o túnel principal
seja reestabelecido.
Já em caso de falha do roteador R5, o tráfego
Extensão do OSPF para TE
A RFC 2370 descreve a extensão do protocolo
OSPF onde são descritos três tipos de
mensagens link-state (LSA).
Estas mensagens LSA são chamadas de LSA
opaca.
Esta extensão do OSPF permite estender a sua
Extensão do OSPF para TE
Foram criados três tipos de LSA opaca:
LSA opaca 9 (link local);
LSA opaca 10 (dentro de uma área OSPF);
Extensão do OSPF para TE
Nas mensagens LSA foi inserido um novo
bit (O-bit) no
campo de opções
da
mensagem LSA do OSPF.
Extensão do OSPF para TE
Extensão do OSPF para TE
