2. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Motivaciones
• Solucionar el problema de Internet “Best-efford”
• Aplicable a cualquier tecnología de capa inferior ATM, SDH,
•
DWDM.
Separación de las funciones de control y reenvío.
•Encaminamiento capa 3: Escalabilidad y flexibilidad
•Conmutación y reenvío capa 2: Alto rendimiento
• Las etiquetas constituyen una cierta capa 2 y 1/2
Capa 2
Capa 3
+
=
3. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Motivaciones
• Mejorar las redes IP con nuevas capacidades.
• Soportar adecuadamente flujos de servicios con requisitos de
•
•
•
tiempo real.
Soporte de QoS y Redes Privadas Virtuales(VPN).
Facilitar la integración de los protocolos de los mundos IP y Redes
con tecnología de capas inferiores: ATM, SDH, DWDM.
Procedimientos para facilitar las tareas de gestión de tráfico
(Traffic engineering).
4. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Motivaciones
Policy Routing: El problema del
El ISP no puede controlar en
Enlaces de alta capacidad
‘pez’
X que solo vaya por la ruta
Problema:
Usuario A
Tarifa premium
Y
A
X
Usuario B
Tarifa normal
de alta capacidad el tráfico
dirigido a C desde A y no el
de B
Backbone
del ISP
V
B
Z
C
Usuario C
W
Enlaces de baja capacidad
Solución ATM:
Usuario A
Tarifa premium
PVC A-C
Y
A
X
Backbone
del ISP
V
Usuario B
Tarifa normal
Al crear diferentes
PVCs el ISP puede
separar fácilmente el
tráfico de A del de B
B
PVC B-C
W
Z
C
Usuario C
Este es un ejemplo de lo
que se denomina
‘Ingeniería de Tráfico’
5. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Motivaciones
Problema de los routers
IP
• Es difícil encaminar eficientemente los datagramas cuando hay
que respetar reglas externas, ajenas a la dirección de destino,
es decir hay que hacer ‘policy routing’ o enrutamiento por
políticas de uso.
• Resulta difícil hacer Gigarouters eficientes que respeten el
‘policy routing’.
• Esto es especialmente crítico en los enlaces troncales de las
grandes redes.
• ATM puede resolver el problema gracias a la posibilidad de fijar
la ruta de los datagramas mediante el establecimiento del VC
6. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Motivaciones
Problema de los routers
Desventajas del Ruteo IP
IP
Sin conexión
- e.g. no QoS
Cada router debe tomar decisiones independientes basado en
las Direcciones IP
Encabezado IP Grande
- al menos 20 bytes
Ruteo en capa de red
- Más lento que Switching (conmutación)
Usualmente diseñado para obtener el camino más corto
- No toma en cuenta otras métricas
7. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Motivaciones
ATM vs
Inconvenientes de ATM
Ventajas de ATM
IP
Rápida conmutación (consulta SAR (segmentación y
reensamblado). Solo se da en el
en tabla de VPI o VPI/VCI)
origen y destino.
Posibilidad de fijar la ruta
según el origen (ingeniería de Overhead (≅13%) debido al ‘Cell
tax’ (cabecera) encapsulado
tráfico)
AAL5, etc.
Provee QoS
Integración de diferentes tipos
de tráfico (voz, datos, video)
8. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
¿Por qué Multiprotocolo?
MPLS (Multiprotocol Label Switching) intenta conseguir las ventajas
de ATM, pero sin sus inconvenientes.
Asigna a los datagramas de cada flujo una etiqueta única que permite
una conmutación rápida en los routers intermedios (solo se mira la
etiqueta, no la dirección de destino).
Las principales aplicaciones de MPLS son:
◦ Funciones de ingeniería de tráfico (a los flujos de cada usuario se les
asocia una etiqueta diferente)
◦ Policy Routing
◦ Servicios de VPN
◦ Servicios que requieren QoS
9. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
¿Por qué Multiprotocolo?
Aplicable
a cualquier protocolo de capa de red (multiprotocolo)
Es independiente de la capa de enlace que se utilice:
Protocolo de red: IP
Protocolo de capa 2: ATM
10. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Es una arquitectura especificada por la IETF.
Representa la convergencia de la técnica de
envío orientado a conexión y de los protocolos
de enrutamiento de Internet.
MPLS realiza lo siguiente:
Especifica mecanismos para gestionar los flujos de
tráfico de diversa granularidad.
Mantiene independiente los protocolos de la capa 2 y 3
Utiliza los protocolos de reserva de recursos RSVP y
de enrutamiento OSPF.
MPLS no reemplaza el enrutamiento IP
11. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
El MPLS esta basado en el uso de etiquetas que identifican la
ruta para los encaminadores.
El MPLS ofrecen dos opciones para la distribucion de las
etiquetas usadas para encaminar los paquetes.
1. RSVP( Protocolo de reserva de recursos): reserva los
recursos de la red para los flujos individuales con el fin de
garantizar QoS del mismo.
2. LDP (Protocolo de distribución de etiqueta)
12. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
C am
o
mi n
Ca
s corto
Camino má
en MPLS
Cam
ino
m
en M ás cort
o
PLS
ino m
corto ás
en M
PLS
et
ern
nt
Cam
t
cor
s
má
I
en
o
ino
en I más c
o
nt er
net r t o
MPLS busca el camino más OPTIMO:
MPLS busca el camino más OPTIMO:
Traffic Engineering-TE
Traffic Engineering-TE
13. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Componentes del Protocolo MPLS
Formato genérico del label:
14. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Componentes del Protocolo MPLS
Formato del Label:
Identificador utilizado para identificar un FEC:
Label swap: Operación de cambio del valor de la
etiqueta que se realiza en LSR
Label merging: Cambio de varias etiquetas, que
identifican al mismo FEC, por una única
15. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Componentes del Protocolo MPLS
Formato del Label:
Etiqueta Genérica (Para redes sin campo de etiquetas: PPP o LAN)
Exp
TTL
(3 bits)
Etiqueta (20 bits)
S.
(1 bit)
(8 bits)
32 bits
Etiqueta: La etiqueta propiamente dicha que identifica una FEC (con
significado local)
Exp: Bits para uso experimental; una propuesta es transmitir en ellos
información de DiffServ
S: Vale 1 para la primera entrada en la pila (la más antigua), cero
para el resto
TTL: Contador del número de saltos. Este campo reemplaza al TTL de
la cabecera IP durante el viaje del datagrama por la red MPLS.
16. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Componentes del Protocolo MPLS
Distribución de Label (rótulo)
MPLS no especifica un único método para distribuir los rótulos
(labels)
BGP (Border Gateway Protocol) ha sido mejorado para la
información de label dentro de mensajes del protocolo
(piggyback)
RSVP también ha sido extendido para incluir intercambio de
labels (también vía piggybacked).
IETF definió el protocolo Label Distribution Protocol (LDP)
para señalización y administración
Extensiones al protocolo base LDP ha sido definido para
soportar ruteo basado en requerimientos de QoS.
17. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Componentes del Protocolo MPLS
Encapsulados
Se permiten dos opciones para el encapsulado de datos
etiquetados:
• Encapsulado genérico MPLS
•Utilización de campos disponibles del nivel de red o del
enlace de datos.
ATM: VPI/VCI Frame Relay: DLCI
18. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Componentes del Protocolo MPLS
Encapsulados
Cabecera PPP
Sobre SDH
Cabecer
aPPP
Pila de
etiquetas MPLS
LANs (802.2)
Cabecer
a MAC
Cabecer
aLLC
Cabecera
IP
Pila de
etiquetas MPLS
Dato
s
Cola PPP
Cabecera
IP
Dato
s
Cola MAC
Campo VPI/VCI
ATM
Etiqueta
MPLS
Superior
Resto de
etiquetas MPLS
Cabecera
IP
Dato
s
Resto de
etiquetas MPLS
Cabecera
IP
Dato
s
Cabecera ATM
Campo DLCI
Frame Relay
Etiqueta
MPLS
Superior
Cabecera Frame Relay
Cola
Frame
Relay
19. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
El FEC es un conjunto de paquetes que entran en la red MPLS por la misma
interfaz, que reciben la misma etiqueta y por tanto circulan por un mismo
trayecto. Normalmente se trata de datagramas que pertenecen a un mismo flujo.
El FEC puede agrupar varios flujos, pero un mismo flujo no puede pertenecer a
más de una FEC al mismo tiempo.
El FEC permite agrupar paquetes en clases, el valor de la FEC en el
paquete se puede utilizar para establecer prioridades.
Ejemplo se puede asociar FECs de alta prioridad a trafico de voz
en tiempo real, de baja prioridad a correo.
El MPLS, para establecer una relación entre el FEC y un paquete, utiliza la
etiqueta.
20. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Escalabilidad y grado de granulado
Si en una FEC se incluyeran todos los paquetes en los que la
dirección destino del nivel de red coincidiera con un determinado
prefijo de dirección, tendríamos un granulado grueso. El sistema sería
muy escalable. El inconveniente es que con un granulado grueso no
podríamos diferenciar diferentes tipos de tráfico y por tanto no
permitiría clases de tráfico ni operaciones de QOS.
El granulado fino, en la que una FEC podría incluir sólo los paquetes
pertenecientes a una aplicación entre dos ordenadores, es decir,
paquetes que tengan las mismas direcciones origen y destino, los
mismos puertos e incluso la misma clase de servicio. En este caso
tendremos más clasificaciones de tráfico, más FECs, más etiquetas y
una tabla de encaminamiento más grande.
21. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Clasificación del tráfico en FECs
Se
puede efectuar en base a diferentes
criterios, como por ejemplo:
Dirección IP de origen o destino (dirección de host
o de red)
Número de puerto de origen o destino (a nivel de
transporte)
Campo protocolo de IP (TCP; UDP; ICMP, etc.)
Valor del campo DSCP de DiffServ
Etiqueta de flujo en IPv6
22. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Cab.
IP
Cab. IP
IP
Cab.
Dato
s
A
Etiq.
IP
Cab.
LSP
Etiq
.
B
s
Da
to
MPLS
IP
Datos
Todo es por
Hardware
Ca
b.
FEC
Sólo se analiza
la etiqueta
Hace el análisis
de la cabecera.
Asigna etiqueta
Cab
.
IP
Cab. IP
Dat
os
Datos
Etiq. C
Datos
Sólo se analiza
la etiqueta
Un conjunto
de paquetes se envían por
un mismo camino-LSP
Datos
IP
Cab.
Datos
Ca
b.
IP
Da
tos
23. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Algunos routers analizan la cabecera de la capa
Algunos routers analizan la cabecera de la capa
de red para seleccionar el siguiente salto y para
de red para seleccionar el siguiente salto y para
determinar la preferencia o clase de servicio.
determinar la preferencia o clase de servicio.
MPLS facilita inferir la preferencia o clase de
MPLS facilita inferir la preferencia o clase de
servicio desde la etiqueta.
servicio desde la etiqueta.
Etiqueta
Etiqueta
Representa
Representa
FEC + Preferencia
FEC + Preferencia
+ Clase de Servicio.
+ Clase de Servicio.
24. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Arquitectura MPLS
25. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Solución MPLS al problema del pez
α
A
β
5
δ
Usuario A
Tarifa premium
-
γ
3
α
X
Usuario B
Tarifa normal
B
δ
γ
α
Los routers X y Z se
encargan de etiquetar los
flujos según origen-destino
β
α
5
β
5
Y
α
4
β
3
β
-
7
β
-
4
α
Z
3
α
4
γ
α
V
β
7
2
β
α
2
α
W
2
Las etiquetas solo
tienen significado
local y pueden
cambiar a lo largo del
trayecto (como los
VPI/VCI de ATM)
β
C
Usuario C
γ
β
β
7
C ha de distinguir de
algun modo los paquetes
que envía hacia A o B
(puede usar
subinterfaces diferentes)
26. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
MPLS
LSPs
α
Routers IP
ordinarios (no
MPLS ‘enabled’)
-
β
5
δ
FECs
-
γ
LIB
3
A
α
δ
X
γ 3
B
α
β
V
β
4
β
α
5
β
5
Y
2
α
α W
4
α
β
-
7
β
-
α
Z
7
β
LIB
LSR Frontera de ingreso
4
γ
α
β
Router IP ordinario
(no MPLS ‘enabled’)
C
γ
LIB
3
β
2
α
2
β
LSRs Interiores (V, W, Y)
7
LSR Frontera de egreso
27. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
LSR (Label Switching Router)
Es un Router que puede encaminar paquetes en función del valor
de la etiqueta MPLS.
Los LSRs frontera: Son encargados de etiquetar los paquetes
que entran en la red, estos LSRs deben implementar el
componente de control y el componente de reenvío tanto del
encaminamiento convencional como de la conmutación de
etiquetas.
Cuando el paquete va a salir de la red MPLS, el LSR que recibe
el paquete le quitará la etiqueta y lo reenviará al siguiente salto
usando el componente de reenvío del encaminamiento
convencional.
28. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
LSR (Label Switching Router)
LSR de entrada (ingress LSR): Recibe el tráfico de usuario (por
ejemplo datagramas IP) y lo clasifica en su correspondiente FEC.
Genera una cabecera MPLS asignándole una etiqueta y
encapsula el paquete junto a la cabecera MPLS obteniendo una
PDU MPLS (PDU = Protocol Data Unit).
LSR de salida (egress LSR): LSR que realiza la operación
inversa al de entrada, es decir, desencapsula el paquete
removiendo la cabecera MPLS.
LSR intermedio o interior: LSR que realiza el intercambio de
etiquetas examinando exclusivamente la cabecera MPLS
(obteniendo la etiqueta para poder realizar la búsqueda en la
tabla de encaminamiento).
29. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
LSR (Label Switching Router)
Datos IP
LSR Ingress
Datos IP
7 C
ab. IP
LSR
Ca
b.
IP
LSR
Datos
I
P
b. I
43 Ca
P
IP
Datos IP
Da
tos
I
P
IP
Datos
LSR Egress
.
ab
C
Cab. IP
1
P
.I
ab
C
12
C
ab
.
Cab. IP
P
sI
to
Da LSR 20 Cab. IP
D
at
os
IP
Las Etiquetas se asignan desde
LSR Egress hacia LSR Ingress
IP
at
D
os
IP
30. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
LSR (Label Switching Router)
Una etiqueta representa un FEC que es asignado a un paquete:
basado en la dirección destino.
ACUERDO
Todos los paquetes del FEC F
tendrán etiqueta L
L tiene significado entre Ru y Rd
Ru
LSR
Etiqueta L
Rd
LSR
Etiqueta P
LSR
Etiqueta de
salida de Ru
Etiqueta de
entrada de Rd
Representan
FEC F
LSR
No siempre Rd sabe
si Ru colocó la
etiqueta L.
No son vecinos!!.
31. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
LSR (Label Switching Router)
ACUERDO
Todos los paquetes del FEC F
tendrán etiqueta L
Upstream
LSR
Ru
Rd
LSR
Etiqueta L
LSR
Downstream
LSR
32. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
LSR (Label Switching Router)
Unsolicited downstream
•Un LSR distribuye la asociación de un FEC con una etiqueta
a otros LSRs que no la han solicitado
Asociación
LSR3
Asociación
LSR1
LSR2
33. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
LSR (Label Switching Router)
Downstream-on-demand
•Un LSR le pide explícitamente al nodo siguiente la asociación de
un FEC con una etiqueta.
El destino (Rd) informa al origen(Ru) de cada asignación particular:
{FEC, etiqueta, atributos}
Petición Asociación (LDP)
LSRu
Router Up stream
Respuesta (LDP)
LSRd
Router Down stream
34. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
LSR (Label Switching Router)
En la Arquitectura MPLS, la decisión de asociar una etiqueta
particular L a un FEC F es realizado por el LSR DOWNSTREAM.
Upstream
LSR
Downstream
LSR
Distribución
de etiquetas
LSR
Distribución
de etiquetas
La distribución está
basada en atributos.
Existe un
rango de
etiquetas
LSR
Distribución
de etiquetas
Asocia una
etiqueta L
a un FEC F
35. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
LSP (Label Switched Path)
LSP nos proporciona el camino que siguen por la red MPLS
los paquetes que pertenecen a la misma FEC.
Es equivalente a un circuito virtual en ATM o Frame Relay.
El camino de tráfico específico a través de la red MPLS que nos
da LSP, se crea utilizando los:
LDPs (Label Distribution Protocols): El mas Comun
RSVP-TE (ReSerVation Protocol – Traffic Engineering) o
CR-LDP (Constraint-based Routing – Label Distribution Protocol)
36. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
LSP (Label Switched Path)
MPLS
provee dos opciones para configurar:
Ruteo hop-by-hop
Cada LSR selecciona independientemente el próximo hop
para un FEC dado. LSRs soporta varios protocolos de ruteo
(OSPF, ATM …).
Ruteo explícito
Es similar a ruteo de fuente. El LSR de ingreso especifica la
lista de nodos a través del cual el paquete pasará.
El
setup de LSP para un FEC es unidireccional. El
tráfico de retorno debe tomar otro LSP! (para
distribuir carga)
37. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Label Distribution Protocol - LDP
Un
protocolo a nivel aplicación para
distribuir la asociación a lebels a LSRs.
Son usados para mapear FECs a labels, los
cuales a su vez crean LSPs.
Las sesiones LDP son establecidas entre LDP
pares en la red MPLS (no necesariamente
adyacentes).
Algunas veces emplea OSPF o BGP.
38. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Label Distribution Protocol - LDP
Tipos de mensaje LDP:
discovery messages — anuncia y mantiene la presencia de
un LSR en la red.
session messages— establece, mantiene, y termina
sesiones entre LDP pares.
advertisement messages — crea, cambia, y borra mapeo
de labels para FECs .
notification messages — provee información de avisos y
señalización de errores.
39. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Label Edge Routers LER
Son Routers que están ubicados en el borde de la red MPLS Su funcion
es asignar y remover los labels de los paquetes.
El LER analiza y clasifica el paquete IP entrante considerando hasta el
nivel 3, es decir, considerando la dirección IP de destino y la QoS
demandada; añadiendo la etiqueta MPLS que identifica en qué LSP
está el paquete.
El LER en vez de decidir el siguiente salto, como haría un router IP
normal, decide el camino entero a lo largo de la red que el paquete
debe seguir.
40. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Label Edge Routers LER
Una vez asignada la cabecera MPLS, el LER enviará el paquete a un
LSR. Los LSR están ubicados en el núcleo de la red MPLS para
efectuar encaminamiento de alto rendimiento basado en la
conmutación por etiqueta, considerando únicamente hasta el nivel 2.
Cuando le llega un paquete a una interfaz del LSR, éste lee el valor
de la etiqueta de entrada de la cabecera MPLS, busca en la tabla de
conmutación la etiqueta e interfaz de salida, y reenvía el paquete
por el camino predefinido escribiendo la nueva cabecera MPLS.
Si un LSR detecta que debe enviar un paquete a un LER, extrae la
cabecera MPLS; como el último LER no conmuta el paquete, se
reducen así cabeceras innecesarias.
41. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Label Edge Routers LER
42. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
LIB (Label Information Base)
Es la tabla de etiquetas que manejan los LSR. Relaciona
la pareja (interfaz de entrada - etiqueta de entrada) con
(interfaz de salida - etiqueta de salida)
Incoming
Input Port
Port Label
Output
Port
Outgoing
Port Label
1
3
3
6
2
9
1
7
44. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
LIB
Puerto Etiqueta Puerto Etiqueta
Entrada Entrada Salida Salida
1
a
1
b
1
h
2
j ta
ue
LER
a
a
r ad
t
En 1
LSR Salida
•Analiza la cabecera IP.
•Asigna una etiqueta a
un FEC.
•Envía el paquete hacia
la apropiada interfaz
de salida.
LER
2
LSR
1
1
LSR
Paq
ue
IP te E
tiq
ue
c ta
i da
Sal
Paquete
IP
e
uet
Paq IP
q
Eti
Paquete Etiqueta
b
IP
LSR
Paquete
IP
LSR
2
• Analiza la etiqueta del paquete presente
en la interfaz de entrada en cada LSR.
• Determina la interfaz de salida y asigna
una nueva etiqueta (swap).
• Envía el paquete hacia la apropiada
interfaz de salida.
3
•Extrae la etiqueta del
stack (operación pop).
•Proceso de erutamiento
de acuerdo a los protocolos de enrutamiento
de la capa 3
45. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Modelo de red MPLS
Internet
LER
IP
LER
LSR
LSR
MPLS
LSR
MPLS
LSR
LER
IP
LSR = Label Switched Router
LER = Label Edge Router
46. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Integración IP/ATM
47. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Integración IP/ATM
Modelo superpuesto
Los conmutadores ATM están rodeados de encaminadores relativamente
lentos. Este tipo de redes se dice que usan el modelo superpuesto.
Una red IP superpuesta en una red ATM. Tendra inteligencia IP externa, esto
es, la red ATM permite una conectividad de alta velocidad mientras que la
red IP tendrá la inteligencia para reenviar datagramas IP. Aunque tengamos
sólo una infraestructura física, tenemos dos redes separadas que funcionan
de distinta forma, de distinta tecnología y concebidas para dos fines distintos.
48. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Integración IP/ATM
Modelo Acoplado
Todos los esquemas que usan la conmutación de etiquetas no tienen en
cuenta el modelo superpuesto
Permiten que los protocolos de control IP corran directamente en hardware
ATM.
Por tanto, los conmutadores ATM se vuelven encaminadores IP.
Tendremos inteligencia IP en cada nodo. Este modelo se conoce como
modelo acoplado..
49. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
MPLS. Modelos Acoplado (Peer) y Superpuesto
Modelo Superpuesto:
Inteligencia IP externa
Modelo Acoplado:
Inteligencia IP en cada nodo
50. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Modelos Acoplado y Superpuesto
OSPF, BGP
OSPF, BGP, LDP
PNNI
Modelo Superpuesto
Modelo Acoplado
IP Clásico, MPOA, NHRP
Encaminadores y conmutadores aislados
Navíos en la noche
MPLS
Encaminadores y conmutadores integrados
Comparten topología
51. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Modelos Acoplado y Superpuesto
Modelo Superpuesto:
Núcleo conmutadores ATM con encaminadores
Todos los encaminadores son vecinos de todos
Sobrecarga de actualización de rutas
Limitada escalabilidad
Modelo Acoplado:
Núcleo MPLS con encaminadores MPLS
Los encaminadores están acoplados a los
conmutadores
Alta escalabilidad
Etiqueta por prefijo de destino, no por flujo
52. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Operación de MPLS
53. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Los siguientes pasos deben ser seguidos
para que un paquete de datos viaje a
través de una red MPLS.
◦ Creación y distribución de label
◦ Creación de tablas en cada router
◦ Creación de label-switched path (LSP, caminos
conmutados por labels)
◦ Inserción de labels y su acceso en tablas
◦ Re-envío de paquetes
54. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Paso 1
Creación y distribución de Label
◦ Antes que el tráfico comience los routers deciden asociar
un label a un FEC (forward equivance class) y construir
sus tablas.
◦ En LDP (label distribution protocol), routers inician la
distribución de labels y la asociación label/FEC.
◦ Además características relacionas con el tráfico y
capacidades MPLS son negociadas usando LDP.
◦ Un protocolo de transporte confiable debería ser usado
para el protocolo de señalización.
55. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Paso 2
Creación de tablas
◦ Bajo recepción de la asociación de label, cada
LSR (Label switching router) crea entradas en una
base de información de labels (label information
base - LIB).
◦ El contenido de la tabla especifica el mapeo entre
un label y un FEC.
Mapeo entre la puerta y label de entrada y la puerta
y label de salida.
Las entradas son actualizadas en cada
renegociación asociando label y FEC.
56. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Ejemplo de Tabla LIB (Label information Base)
Incoming
Input Port
Port Label
Output
Port
Outgoing
Port Label
1
3
3
6
2
9
1
7
57. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Ejemplo de operaci ón MPLS
Label switched router
Label edge router
58. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Paso 3
Creación del camino de switcheo de label
(Label switched path- LSP)
◦ Los LSPs son creados en dirección inversa a la
creación de entradas en el LIBs.
59. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Ejemplo operaci ón MPLS
c
a
b
60. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Paso 4
Inserción de labels y su acceso en tablas
◦ El primer router (LER1) usas la tabla LIB para
encontrar el próximo hop y requerir un label para
un FEC específico.
◦ Router subsecuentes sólo usan la tabla para
encontrar el próximo hop.
◦ Una vez que el paquete llega al LSR de egreso
(LER4), el label es removido y el paquete es
entregado al estino.
61. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Ejemplo operaci ón MPLS
62. Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica
Paso 5
Re-envío de paquetes
◦
◦
◦
LER1 podría no tener ningún label para este paquete
por tratarse de la primera ocurrencia de este
requerimiento. En una red IP, LER1 encontrará la
dirección de su tablas de ruteo de calce mayor para
definir el próximo hop. LSR1 será el próximo hop para
LER1.
LER1 iniciará un requerimiento de label hacia LSR1.
Éste requerimiento se propagará a través de la red
como lo indica la línea punteada verde..
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Paso 5
◦ Cada router intermedio recibirá un label desde su
router downstream comenzando por LER2 y
yendo upstream hasta LER1. La configuración del
LSP es indicada por la línea azul usando LDP o
cualquier otro protocolo de señalización.
◦ LER1 insertará el label y re-enviará el paquete a
LSR1.
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◦ Cada LSR subsiguiente, i.e., LSR2 y LSR3,
examinarán el label en el paquete recibido, y lo
reemplazarán con el label de salida y lo reenviarán.
◦ Cuando el paquete llega a LER4, éste removerá el
label porque el paquete está dejando el dominio
MPLS y es entregado al destino.
◦ El camino recorrido por el paquete es indicado por
la línea roja.
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Ejemplo de Operaci ón MPLS
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T úneles en MPLS
La idea es controlar el camino entero sin
explícitamente especificar los router
intermedios.
◦ Creando túneles a través de routers intermedios
que pueden cubrir múltiples segmentos.
Aplicación en VPNs basadas en MPLS.
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Ventajas de MPLS
Mejora desempeño de re-envío de
paquetes en la red
Soporta QoS y CoS (clases de servicio)
para diferencias servicios
Suporta escalabilidad de la red
Integra IP y ATM en la red
Construye redes inter-operables
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Desventajas de
MPLS
Se agrega una capa adicional
Los router deben entender MPLS