Core Network e MPLS

1. VoIP e NGN
Core Network e MPLS
Frederico Madeira <fred@madeira.eng.br>
www.madeira.eng.br

2. Sumário
➔
Características
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Redes Orientadas a Circuito
➔
Redes sem Conexão
➔
Redes Baseadas em Circuito Virtual
➔
Arquitetura de Suporte
➔
MPLS
➔
O rótulo MPLS
➔
Campos do rótulo
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Elementos Principais do MPLS
➔
Dinâmica do MPLS
➔
Roteamento e Encaminhamento na rede MPLS
➔
VPN
➔
AToM
➔
Resumo

3. Características
✔
Rede única para comutação de todos os tipos de serviços: Voz,
dados e vídeo
✔
Tecnologia de pacotes, as informações são encaminhadas em
blocos chamados pacotes (ao invés de circuitos)
✔
Flexibilidade para facilitar ampliação devido ao crescimento do
tráfego
✔
Qualidade de serviço (QoS) – equivalente a pstn
✔
Baixo custo operacional
✔
Multi-protocolo

4. Redes Orientadas a Circuito
➔
Rede de telefonia pública
➔
A rota (circuito físico) dos dados (voz) é a mesma durante a
conexão
➔
Dados chegam em ordem ao destino
➔
Recursos são reservados nos dispositivos pertencentes à rota:
sendo utilizados ou não (QoS)
➔
Sinalização para o estabelecimento do circuito
➔
Latência de sinalização

5. Redes sem Conexão
➔
Redes IP
➔
Os dados podem chegar fora de ordem ao destino
➔
A rota dos dados pode mudar durante uma conexão (fluxo)
➔
Sem reserva de recursos
➔
Ausência de latência de sinalização
➔
Apropriada para fluxos de curta duração
➔
Classe de serviço: best-effort

6. Redes Baseadas em Circuito Virtual
➔
A idéia é introduzir em uma infra-estrutura de comunicação
características de redes sem conexão e de redes orientadas a
circuito
➔
Materializar as vantagens dos dois esquemas
➔
Atender ao fenômeno de convergência das mídias
➔
Em uma mesma infra-estrutura de comunicação atender aos
requisitos de aplicações multimídia e tradicionais.
➔
Frame-Relay, ATM e MPLS

7. Arquitetura de Suporte
✔
TCP/IP
✔
Protocolos de Roteamento: BGP, OSPF, EGP, RIP
✔
ATM, Frame Relay
✔
MPLS
✔
Multiplexação Estatística: Quando a banda não for
utilizada, pode ser preenchida por outros fluxos de
dados, ao contrário da multiplexação TDM onde
são alocados circuitos dedicados para a
transmissão dos fluxos de dados.

8. MPLS
✔
Evolução do modelo IP/ATM
✔
Padronização de diversas tecnologias emergentes
no final dos anos 90.
✔
IP Switching
✔
Tag Switching
✔
Aggregate Route-Based IP Switching (ARIS)
✔
Cell Switching Router (CSR)
✔
Criado para atender aos requisitos de aplicações
multimídia:
●
QoS
●
Confiabilidade
●
Segurança

9. MPLS
✔
Encaminhamento baseado em rótulos
✔
Menor processamento
✔
Consequentemente mais rápido
✔
Em função do local no modelo OSI onde o rótulo é
inserido ele suporta qualquer protocolo de
camada 2: PPP, HDLC, Ethernet, etc...
✔
Não se encaixa muito no modelo OSI.
✔
Não nem de camada 2 e nem de camada 3
✔
É considerado da camada 2,5

10. O rótulo MPLS
3

11. O rótulo MPLS
✔
É um número que identifica um fluxo de dados
dentro de um enlace
✔
Rótulo MPLS precede endereço IP, tornando o
roteamento mais rápido.
✔
Não é novidade, já utilizado por frame relay/ATM
✔
Possui 32 bits e é uma representação curta do
cabeçalho IP (Só o endereço IP possui 32bits)

12. O rótulo MPLS - Campos
✔
Label: Transporta o valor efetivo do rótulo
✔
CoS (Class of Service) ou EXP: utilizado para
classificar a prioirdade dos pacotes em até oito
níveis
✔
S (stack): indica o inicio e fim de uma pilha de
rótulos hierárquicos
✔
TTL (Time-to-Live): mesma funcionalidade do
TTL do IP.

13. Elementos Principais do MPLS
✔
LER (Labe Edge Router)
✔
Equipamento que atribui o primeiro rótulo
✔
O rótulo inserido é baseado no IP de destino e
na qualidade de serviço requerida
✔
LSR (Label Switching Router)
✔
Equipamento que faz a troca de rótulos.
✔
Remove rótulo no input e adiciona novo rótulo
no output
✔
Faz parte no núcleo da rede
✔
Encaminha de um LSR para outro até chegar
ao destino.

14. Elementos Principais do MPLS
✔
FEC (Forward Equivalence Class)
✔
Serviço ou conjunto de serviços cuja qualidade
é igual ou equivalente
✔
Serviços com o mesmo FEC percorrem o
mesmo caminho
✔
LSP (Label Switched Path)
✔
Caminho virtual fim-a-fim
✔
Conjunto de vários enlaces
✔
Utilizado pelo FEC

15. Elementos Principais do MPLS

16. Elementos Principais do MPLS
✔
FIB (Forward Information Base)
✔
Base de dados dos equipamentos MPLS que
contem a tabela de encaminhamento
✔
Contém valor de rótulo/porta para
entrada/saída
✔
LIB (Label information Base)
✔
Base de dados com informações cruzadas
✔
Dado o rótulo obtém-se uma determinada
qualidade de serviço em uma rota
✔
LDP (Label Distribution Protocol)
✔
Protocolo para distribuição automática dos
rótulos pela rede
✔
Configurando a base de dados FIB/LIB dos
equipamentos

17. Dinâmica do MPLS
✔
Ao entrar na rede, um rótulo é agregado a cada
pacote pelo LER
✔
Este rótulo possui informações sobre o próximo
salto, o LSR
✔
Com base no rótulo recebido, o LSR consulta a FIB
e toma a decisão do encaminhamento
✔
O rótulo é trocado e o pacote é encaminhado pela
interface de saída definida conforme FEC
atribuída.
✔
Ao sair da rede MPLS, o rótulo é removido.

18. Dinâmica do MPLS

19. Roteamento e Encaminhamento
✔
Em conformidade com a filosofia de redes NGN, existe a
separação do roteamento em duas partes:
✔
Controle
✔
Encaminhamento
✔
Roteamento é excutado pelo LER (borda)
✔
Classificação de pacotes
✔
Necessita de alto desempenho em analisar todos os pacotes
✔
Baseado na analise é aplicada uma classe de serviço (FEC)
✔
Encaminhamento é executado pelo LSR (Core)
✔
Processar os pacotes em alta velociade
✔
Encaminhamento rápido
✔
Fazem apenas a troca dos rótulos

20. Roteamento e Encaminhamento

21. Roteamento e Encaminhamento
Roteamento executado pelos LER.

22. VPN
✔
É uma rede de uso privativo virtualmente construída sobre uma
rede pública
✔
Compartilhada com outras VPN's
✔
Permite a customização da rede de acordo com as necessidades
dos clientes
✔
Particionamento da rede física e equipamentos da rede
✔
Multi-protocolo

23. VPN

24. MPLS VPN
Esquema de uma VPN MPLS

25. AToM – Any Transport over MPLS
✔
Clientes ainda possuem legado de soluções que só suportam
layer 2 como ATM, Frame Relay e X.25
✔
Através do AToM as operadoras podem carregar este tipo de
serviço através de redes MPLS, mantendo apenas uma única
estrutura em suas redes.
✔
Proporciona economia $$$ para as operadoras, pois o legado
trafega sobre uma única infraestrutura.
✔
Também conhecido como layer 2 VPN
✔
Implementado no PE no modelo point-to-point

26. AToM – Any Transport over MPLS

27. Resumo MPLS
✔
MPLS é a forma mais efetiva de integrar redes
✔
MPLS reduz o processamento dos roteadores, melhorando a
eficiência no encaminhamento dos pacotes
✔
Provê QoS a redes IP
✔
Opera sobre qualquer tecnologia de camada 2 (ethernet/óptica)
✔
Aceita qualquer protocolo da camada 3
✔
Provê redes privadas para clientes através do modelo de VPN
✔
Layer 3 – MPLS VPN
✔
Layer 2 - AToM

28. VoIP e NGN
Core Network e MPLS
Frederico Madeira <fred@madeira.eng.br>
www.madeira.eng.br