cap 06a redes mpls-primera parte

MULTIPROTOCOL LABEL SWITCHING: MPLS

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INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACION Y CAPACITACION DE TELECOMUNICACIONES, INICTEL-UNI

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Ingeniería de Telecomunicaciones

Profesor Daniel Díaz [email protected]

Catedrático Titular a Tiempo Parcial FIEE-UNIDirector de Investigación y Desarrollo

Tecnológico del INICTEL-UNI

Lima, 2013

Palacio Real-España

MaracanáBrasil

ARQUITECTURA MPLS


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CONTENIDO

INTRODUCCION

OPERACIÓN DE MPLS

ANALISIS DE LA CABECERA MPLS


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13 INTRODUCCION


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ANTECEDENTES

Los inicios de MPLS se remota a mediados de los 90cuando se intenta combinar la tecnología IP y ATM.►IP switching desarrollado por IPSILON1

►ARIS (Aggregate Route-based IP Switching) desarrollado por IBM►IP Navigator desarrollado por Cascade2

►Tag Switching desarrollado por CISCO

1 http://www.cs.wustl.edu/~jain/cis788-97/ftp/ip_switching/index.htm

2 http://www.bcr.com/equipment/product_reviews/cascade_promises_qos_for_isps_19970101323.htm

Consideraron el uso de OSPF para definir los pathy Switches ATM para mover los datos por la red.

La IETF, en 1997, forma el grupo de trabajo MPLS►Enero de 2001 lanza la RFC 3031 donde define MPLS


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AREAS RELACIONADOS CON MPLS

Calidad de Servicio-QoS►MPLS ofrece una arquitectura de red orientada a conexión sobre la Internet basada en IP.

►Se garantiza capacidades fijas, control de latencia y jiiter para aplicaciones de tiempo real. Variedad de QoS.

Ingeniería de Tráfico

IP

Según OSPF o RIP

Porqué no utilizar ésta región subutilizada

►Dos flujos, con diferentes QoS, entre dos puntos extremos de la red pueden seguir rutas diferentes.

►RFC 3272: Overview and Principles of Internet Traffic Engineering.


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Virtual Private Network-VPN►Tráfico originados en una empresa o grupos de empresas pasan por la Internet de manera transparente, agregada, eficiente y segura.

InternetInternet

Túnel

Local 1

Local 2

Local 3

Dato

Dato


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Multiprotocolo►MPLS es usado sobre multiples tecnologías.

►Routers IP deben ser actualizados para soportar MPLS.

►Switches ATM deben ser actualizados para soportar MPLS.

►Switches Frame Relay deben ser actualizados para soportar MPLS.

►El router IP MPLS coloca una etiqueta delante del protocolo de capa 3, que es la base de la conmutación

►MPLS en Internet basada en IP es independiente del tipo de protocolo IP: IPv4/IPv6


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Físico

Enlace dedatos

MPLS

SINTETIZANDO MPLS

Red

Transporte

Sesión

Presentación

Aplicación

Físico

Enlace dedatos

Red

Transporte

Sesión

Presentación

Aplicación

MPLSCapa 2.5

MPLS no reemplaza el enrutamiento IPMPLS no reemplaza el enrutamiento IP


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MODOS MPLS

Modo Trama MPLS►MPLS inserta una etiqueta de 32 bits (04 campos) entre las cabeceras de las capas 2 y 3.

Modo Celda MPLS►MPLS usa los campos VPI/VCI de la cabecera ATM como etiqueta:


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13 OPERACION MPLS


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ESCENARIO DE UNA RED MPLS

REDMPLS

REDLAN RED

LAN

Router IP

EdgeLSR

EdgeLSR

LSR LSR

LSR LSR

IP

IP

IP Etiqueta

IP

Introduce (push)Etiqueta

LSP

QoS en la Red MPLS

AnalizaEtiqueta

AnalizaEtiqueta

AnalizaEtiqueta

AnalizaEtiqueta

Extrae (pop)

Etiqueta


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PRINCIPIO DE CONMUTACION EN MPLS

REDMPLS

REDLAN RED

LAN

Router IP

EdgeLSR

EdgeLSR

LSR LSR

LSR LSR

1

2

1 2

3

1

23

4

1

2 3

4 1

2 3

1

2 3

IP IP

IP70

IP34

IP17

IP

IP

IPIP

23

IP 80

IP77

IP71

Las etiquetas tienen significadolocal; no tiene significado global

swap

FEC Interfaz Etiqueta de salida de salida

a 2 70 b 2 23

Interfaz Etiqueta Interfaz Etiqueta de entrada de entrada de salida de salida

1 70 3 34 1 23 4 80


1 80 2 71


2 34 4 17 3 71 4 77

LFIB=Label Forwarding Information Base

LFIB=Label Forwarding Information BaseLFIB=Label Forwarding Information Base

LFIB=Label Forwarding Information Base


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PRINCIPIO DE CONMUTACION EN MPLS

REDMPLS

REDLAN RED

LAN

Router IP

EdgeLSR

EdgeLSR

LSR LSR

LSR LSR

1

2

1 2

3

1

23

4

1

2 3

4 1

2 3

1

2 3

FEC Interfaz Etiqueta de salida de salida

a 2 70 b 2 23


1 70 3 34 1 23 4 80


1 80 2 71


2 34 4 17 3 71 4 77

QoS para cadaLSP.

QoS para cadaLSP.

QoS para cadaLSP.

QoS para cadaLSP.

QoS para cadaLSP.

Red orientada a conexión

Mediofísico

LSP

LSP


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DESCRIPCION DE LA RED MPLS

Label Switching Router, LSR.►Nodo dentro de la red MPLS capaz de conmutar y enrutar paquetes analizando la etiqueta adicionada a cada paquete.

Edge Label Switching Router, Edge LSR.

Label Switch Path, LSP►Trayecto definido con QoS entre dos puntos extremos dentro de la red MPLS.

►Nodo MPLS de borde que maneja tráfico que ingresa o sale a una red MPLS.►El de entrada adiciona etiqueta a cada paquete IP.

►El de salida extrae etiqueta del paquete IP y enruta según capa 3.


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RED MPLS

REDMPLS

EdgeLSR

EdgeLSR

LSR LSR

LSR LSR

EdgeLSR

EdgeLSR

Red delCliente

Red delCliente

Red delCliente

Red delCliente


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FORWARDING EQUIVALENCE CLASS-FEC

Forwarding Equivalence Class, FEC►Grupo de paquetes IP, ó flujos, que son enviados sobre un mismo trayecto y con el mismo tratamiento.

El FEC para un paquete puede ser determinado porel análisis de los siguientes parámetros:►Dirección IP de origen o destino.

►Dirección de red de origen o destino.►Valor del campo Protocolo (protocol ID)

►Valor de DSCP (nivel de prioridad del paquete IP)

►Valor del campo Etiqueta de Flujo en IPv6

Un PHB puede ser asignado en un LSR para un FEC dado.


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ROUTER DEL PROVEEDOR Y CLIENTE

Red delproveedor

Red delusuario

Red deusuario

1

2

1 2

3

1

23

4

1

2 3

4 1

2 3

1

2 3PEPE

P P

P P

CE

CC

CE .- Customer EdgeC .- Customer

PE .- Provider EdgeP .- Provider


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ANALISIS DE LACABECERA MPLS


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EXPEtiqueta MPLS TTLS EXPEtiqueta MPLS TTLS

CABECERA(S) MPLS

Opciones-relleno

Ver HLEN Tipo Serv. Longitud total

Identificador Desplaz de frag. Indic

TTL Protocolo Suma de chequeo

Dirección de origen

Dirección de destino

Carga útil

0 4 8 16 19 3140

byt

es

max

20 b

ytes

DS Etiqueta de flujo


40 b

ytes

Ver

Longitud de carga útil Límite saltoCabe.sigte

Dirección de destino

PDU de la capa superior

Cabecera opcionales


Opc

iona

l

0 4 8 16 19 31

Cabe

cera



CabeceraMPLS

CabeceraMPLS

Lab

elS

tack

ing S=0

S=0

S=1


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FORMATO DE ETIQUETA O CABECERA MPLS

EtiquetaMPLS

EXP S TTL

20bits 3bits 1bits 8bits

MPLS Shimheader

Campo Label ó Etiqueta.►Campo de 20 bits. Valores del 0 al 15 son reservados.

Campo EXP ó experimental.►Campo de 3 bits. Indica CoS o información de PHB.

Campo S ó Stack►Campo de 1 bit. Indica un grupo ó stack de etiquetas.

Campo TTL ó Time-To-Live►Campo de 8 bits. Elimina bucles en la región MPLS.


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Un paquete IP etiquetado puede transportar variasetiquetas.►Stack tipo LIFO: Last-In-First-Out.

LABEL STACKING

Label Stacking permite la agregación de LSPs enun sólo LSP creando un túnel.►Al inicio del túnel, un LSP asigna la misma etiqueta a paquetes provenientes de varios LSPs, introduciendo etiqueta a la parte superior del stack.

Un ISP puede agregar varios LSPs en pocos túnelesentre puntos de presencia (PoP, Points of Presence)►Pocos túneles pocas tablas: mejora la escalabilidad.


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LABEL STACKING

1

2

1 2

3

1

23

4

1

2 3

4 1

2 3

1

2

PE PE

P P

P P

PE PE

P P

PE

P P

PEIP

IP

IP31

IP72

IP41

IP91

LSP1

LSP 2

IP9170IP

7270

LSP

IP9117IP

7217

LSP 1

LSP2

IP 27

IP 81

IP

IP91IP

72 IP 61

IP 25

IP

LSPLSP1

LSP2

Túnel


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CASO DE USO DE DOS O MAS ETIQUETAS

MPLS VPNs.

MPLS Traffic Engineering, MPLS TE.

MPLS VPNs combinado con MPLS TE.

►MultiProtocol BGP (MP BGP) propaga la segunda etiqueta para identificar el VPN.

►La primera etiqueta que define el path es propagado por el Label Distribution Protocol-LDP.

►RSVP-TE propaga etiqueta que es usado para identificar el túnel LSP.

►La primera etiqueta es propagada por el protocolo LDP.

►Tres o más etiquetas son usados para identificar el VPN, túnel LSP y el LSP principal.


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PROCESAMIENTO DEL CAMPO TIME-TO-LIVE

Red MPLS

1

2

1 2

3

1

23

4

1

2 3

4 1

2 3

1

2 3

Dato IP CabecIP

TTL = a

a – 1 = 0, No se envía el paquete IP etiquetado Se descarta simplemente o se envía a la capa 3 para generar ICMP

a – 1 > 0, Se actualiza el campo TTL de MPLS y el paquete etiquetado en enviado

j – 1 = 0, No se envía el paquete IP etiquetado Se descarta simplemente o se envía a la capa 3 para generar ICMP

j – 1 > 0, Se actualiza el campo TTL de IP y el paquete IP es enviado según la capa 3

Etiqueta

TTL = j

Dato IP CabecIP

TTL = a

Dato IP CabecIP

TTL = j-1

Etiqueta

TTL = a

Dato IP CabecIP

TTL = aEs copiadoen el campo

TTL de MPLS


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BIBLIOGRAFIA

http://panoramix.fi.upm.es/~jgarcia/Curso_MPLS/

Curso sobre MPLS, Universidad Politécnica de Madrid

http://www.rediris.es/rediris/boletin/53/enfoque1.html

MPLS: Una arquitectura de backbone para la Internet delsiglo XXI MPLS: A backbone architecture for the Internet of the 21stCentury

http://www.cisco.com/web/about/ac123/ac147/archived_issues/ipj_4-3/mpls.html

MPLS por The Internet Protocol Journal de CISCO.

cap 06a redes mpls-primera parte

Documents