Protocol MPLS

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Protocol MPLS

• Josep Ma Antolín Segura
• Jordi Solé Cuadras
• Enric Àlvarez
• Adriana Castaño

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Concepte de MPLS

• Protocol denrutament basat en etiquetes. (Label
  Switching).
• Encarat a ser utilitzat en servidors de servei i
  connexió (core Backbones/service providers).
• Fàcil de muntar i àmpliament configurable.

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Per què necessitem MPLS?

• Interconnexions basades en el servei requerit.
  (Traffic Engineering)
• Redundància de camins, per a suportar fallides
  dels equips.
• Diferents QoS per a diferents serveis.
• Xarxes virtuals (VPN)
• Augmenta la eficiència de la infraestructura.
• Coexisteix amb IP i és millor alternativa que
  ATM.
• Necessitats creixents del mercat.

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Elements del Sistema

• LSR. (Label Switching Router)
• LSP. (Label Switched Path)
• Ingress/Esgress/MidPoint.
• BGP i BGP Next Hop (política denrutament).
• RSVP i LDP.

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Aplicacions de MPLS

• Camí millor (Shortcut Routing)
• Camí alternatiu (Tunnel Restoration)
• Qualitat de servei (QoS)

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Etiqueta

• CARACTERISTIQUES
• S'encasella a la capa de nivell 2.
• L'assignació detiquetes es basa en els criteris
  següents
• Unicast, multicast, QoS,traffic
  engineering
• Es poden usar diferents protocols per a treballar
  amb etiquetes LDP, RSVP, CR-LDP, BGP...
• Es poden fusionar etiquetes

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Etiqueta

• Si es rep una etiqueta que no correspon al camí a
  
• seguir, es pot tractar de dos maneres
• Es descarta. No es gasten recursos.
• S'emmagatzema. Permet adaptació als canvis.
• PILA DETIQUETES
• Permet operar jeràrquicament al MPLS.
• Facilita el mode doperació amb túnels del
  MPLS.

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Etiqueta
EXP (Experimental). Indica el comportament dels
paquets que passen per els LSR. S (Pila). Indica
la presencia duna pila detiquetes. Time to Live
(Temps de vida ). Es decrementa cada cop que
passa per un LSRi susa per enviar els paquets.
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Funcionament del MPLS

• 1. Creació i distribució detiquetes.
• Abans que s'inicia el tràfic el router
  decideix lligar una etiqueta a un FEC i
  construir les seves taules.
• En el LDP els routers distribueixen les
  etiquetes
• i les lliguen als FEC.
• El LDP també estableix les característiques
  de la ruta
• Sha dusar un protocol de transport adequat
  com a protocol de senyal. LDP usa el TCP.
  

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Funcionament del MPLS

• 2. Creació de taules
• El LSR crea entrades a la taula detiquetes
  (LIB)
• al rebre les etiquetes.
• Els continguts de la taula especificaran la
  relació
• entre letiqueta i el FEC.
• Les taules es modifiquen quan es modifica la
  relació de les etiquetes amb els FEC.
• 
  

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Funcionament del MPLS

• 3. Creació del LSP
• Es crea el LSP en direcció inversa a la
  creació dentrades en la taula detiquetes.
• (línia blava)

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Funcionament del MPLS
Creació de LSP i enviament dun paquet a traves
dun domini MPLS.
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Funcionament del MPLS

• 4.Inserció d'etiquetes
• El primer router (LER1) usa la taula
  detiquetes per a trobar el següent router i
  demana una etiqueta per a
• un FEC específic.
• Els següents routers usen letiqueta per anar
  trobant el següent punt de destí.
• Quan sarriba al egress LSR(LER4), es treu
  letiqueta i s'envia el paquet a destí

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Funcionament del MPLS
Creació de LSP i enviament dun paquet a traves
dun domini MPLS
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Funcionament del MPLS

• 5.a. lliurament del paquet
• Examinem el camí de la figura.
• LER1 pot no tindré cap etiqueta al ser la
  primera ocurrència de la petició. Llavors buscarà
  
• el següent node on enviar el paquet. LSR1
  serà el següent node.
• LER1 iniciarà una petició d'etiqueta i
  aquesta petició es propagarà per la xarxa (Línia
  verda).
• Cada ruter intermig rebrà una etiqueta del
  router
• posterior.
• El LSP es creat usant LDP o qualsevol altre
  protocol de senyal.

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Funcionament del MPLS
Creació de LSP i enviament dun paquet a traves
dun domini MPLS.
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Funcionament del MPLS

• 5.b. lliurament del paquet
• Si es necessita enginyeria de
  comunicació(traffic engineering), s'usa CR-LDP
  per a
• trobar el camí assegurant que es complex QoS
  i la CoS.
• LER1 inserirà l'etiqueta i enviarà el paquet
  al LSR1.
• El següents LSR examinaran l'etiqueta, la
  reemplaçaran i enviaran el paquet.
• Quan el paquet arriba a LER4, eliminarà
  l'etiqueta
• ja que el paquet deixa el domini MPLS i es
  lliurat a
• destí (linia vermella).

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Funcionament del MPLS
Creació de LSP i enviament dun paquet a traves
dun domini MPLS.
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Aplicacions dMPLS

• Aplicacions lligades a sistemes autonoms dIP
  simple
• Principal aplicació shortcut routing
• El shortcut routing defineix camins entre routers
  exteriors BGP

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Aplicacions dMPLS
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Aplicacions dMPLS

• Els BGP tracen rutes entre clients i proveïdors
• BGP NEXT HOP historial de cada ruta per indicar
  per on sha passat

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Aplicacions dMPLS

• Un tunel és una connexió directa entre tots els
  routers BGP externs dins dun sol punt de
  connexió
• Un tunel té dues boques
• Egress Punt de sortida
• Ingress Punt darribada

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Aplicacions dMPLS
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Aplicacions dMPLS

• Restauració de tunels Consisteix en solucionar
  problemes en la comunicació de tunels
• Dos métodes
• Head End
• Fast Reroute

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Aplicacions dMPLS

• Head End Sistema per reenrutar tunels que no són
  consistents per
• congestió en un LSP (Label Switch Path),
• vincle fallit,
• node fallit, etc.
• Notificació de Head End
• Per linia de comandes
• Notificació del IGP (Internal Gateway Protocol)
• Notificació del RSVP (Resource Reservation
  Protocol)

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Aplicacions dMPLS
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Aplicacions dMPLS

• Fast (or Local) Rerouting Alternativa al Head
  End. Consisteix en fer backups per cada salt del
  camí primari
• Tunels bypass Es fan servir per protegir
  múltiples tunels primaris

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Aplicacions dMPLS
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TRAFICO DE INGENIERIA CON MPLS Y ATM

• qué es el trafico de ingeniería con MPLS?
• Política del trafico de ingeniería.
• Realzamiento del IGP y el rol de TE-LSDB.
• Señalización para la distribución de etiquetas.
• Soluciones al trafico de ingeniería.

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qué es el trafico de ingeniería con MPLS?

• Elimina la redundancia de señalización encontrada
  en la capa ATM .
• Creación de servicios IP verdaderamente
  diferenciados .
• QoS(calidad de servicio) combinada con los
  túneles MPLS de trafico de ingeniería.

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• Tiene tres componentes
• Interficie de usuario para la política de
  articulación del trafico de ingeniería.
• Componentes IGP compuestos de extensiones de
  trafico de ingeniería a IS_IS y OSPF.
• Componente señalizado basado en las extensiones
  de trafico de ingeniería RSVP o CR_LDP.

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• IGP Interior Protocol Gateway.
• RSVP ReSerVation Protocol.
• CR_LDP Constraint Based LDP.
• LDP Label Distribution Protocol.
• OMP Optimized Multi-Path
• LSDB Label Switching DataBase
• LRO Label Request Object
• ERO Explicit Route Object
• RRO Record Route Object
• SO Session Object
• SA Session Atribute

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POLITICA DEL TRAFICO DE INGENIERIA

• Provee el trafico de ingeniería con una amplia
  gama de nudos definiendo los caminos a través de
  Internet.
• Selección de Camino es una clave deliberada del
  MPLS.

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Selección de caminos
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Afinidad de Clases de recursos
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Caminos adaptados al Label Switched

• Reencaminaría dinámicamente en un
  make-before-break proveyendo mas caminos
  opcionales.
• Esto desencadenaría un cambio de topología
  causado por los defectos de la red o la
  congestión en los túneles MPLS.

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Prioridad de reservación de ancho de banda para
los caminos LS.

• Los Caminos LS pueden estar provistos de reservas
  de banda ancha para cualquier enlace actual de
  banda ancha o para suscribirse a estos enlaces.
• Los túneles de MPLS inicialmente no están
  equiparados de colas con peso para precisar
  asignación y política de banda ancha.

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Distribución de cruce paralelo de caminos LS
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REALZAMIENTO DEL IGP Y EL ROL DE TE-LSDB.

• IGP utiliza un estado de enlace a una base de
  datos , dando información de los desbordamientos.
• Cada router usa el algoritmo de DijKstra sobre la
  LSDB produciendo caminos cortos a todos los
  destinos con el router local(root).
• IGP esta realzado incluyendo tres mensajes de
  desbordamiento

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• Reserva de banda ancha para cada
  prioridad(0-7).
• Asignaciones de color a los enlaces.
• Asignación de métricas del trafico de
  ingeniería.
• El TE_LSDB esta actualizado por el desbordamiento
  IGP en el dominio MPLS esta en el principio del
  fin del router jugando un rol en la creación del
  túnel.
• Señalizando el túnel establecido controlamos el
  ingreso al ruoter.

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• El algoritmo de Dijkstra produce una lista de
  restricciones de caminos cortos(CR-SPF) adaptado
  a el LS router.

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SEÑALIZACION PARA LA DISTRIBUCION DE ETIQUETAS

• Tiene tres protocolos de señales
• LDP distribuye etiquetas a lo largo de los
  caminos SPF.
• CR_LDP es una gama de extensiones del protocolo
  LPD incorporando restricciones al trafico de
  ingeniería.
• TE-RSVP dirigido a QoS basado en encaminamiento
  de micro flujos.

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• RSVP PATH Messages
• El LS router hará el proceso de señalización del
  camino deseado. Path messages son puestos
  directamente sobre IP contiene la dirección de
  destino de egreso al ruter, localmente procesado
  por cada ruoter sobre el camino seleccionado.

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• RSVP-TE RESV Messages
• El RESV message se usa para identificar y asignar
  el valor de la etiqueta encontrada en la
  interficie. Cada LS router podría tener asignado
  una etiqueta local para la próxima cascada del
  LSR.

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SOLUCIONES AL TRAFICO DE INGENIERIA

• ATM da al trafico de ingeniería
• Creación de PVC para ningún ingreso y egreso en
  un punto de conexión ATM.
• Señalización sofisticada simplificando la
  creación y enrutamiento de un camino.
• Características QoS para la reservación de banda
  ancha, índice bit constante, índice bit variable
  y servicios no especificados de índices bit
  aplicados a celdas.