Redes de alta velocidade

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Redes de alta velocidade

• Redes MPLS
• Prof. Diovani Milhorim

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Redes MPLS

• MPLS, ou MultiProtocol Label Switching, é uma
  tecnologia de encaminhamento de pacotes baseada
  em rótulos (labels) que funciona, basicamente,
  com a adição de um rótulo nos pacotes de tráfego
  (O MPLS é indiferente ao tipo de dados
  transportado, pelo que pode ser tráfego IP ou
  outro qualquer) à entrada do backbone (chamados
  de roteadores de borda) e, a partir daí, todo o
  encaminhamento pelo backbone passa a ser feito
  com base neste rótulo.

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Redes MPLS

• MPLS converge para a rede IP a sofisticação de
  uma rede orientada à conexão para o mundo IP
  tradicionalmente não orientado à conexão. A
  tecnologia suporta virtualmente todos os
  protocolos de camada 3 (e de outras redes
  também).
• Obviamente, destes, o IP é o mais popular.

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Redes MPLS

• . O MPLS é padronizado pelo IETF - Internet
  Engineering Task Force através da RFC-3031 e
  opera numa camada OSI intermediária às definições
  tradicionais do Layer 2 (Enlace) e Layer 3 (Rede).

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Redes MPLS

• O label é um identificador curto, de tamanho
  fixo e significado local. Todo pacote ao entrar
  numa rede MPLS recebe um label, este pode ser
  pensado como uma forma abreviada para o cabeçalho
  do pacote.
• Desta forma os roteadores só analisam os labels
  para poder encaminhar o pacote.
• O cabeçalho MPLS deve ser posicionado depois de
  qualquer cabeçalho da camada 2 e antes do
  cabeçalho da camada 3, ele é conhecido como Shim
  Header

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Redes MPLS

• Digrama

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Redes MPLS

• Descrições dos campos do Label
• O campo Label contém o valor atual deste.
• O campo EXP define a classe de serviço a que um
  pacote pertence, ou seja, indica a prioridade do
  pacote.
• O campo S (stack) suporta o enfileiramento de
  labels. Caso o pacote receba mais de um label.
• O campo TTL (Time to Live) tem o mesmo papel que
  no cabeçalho IP, contar por quantos roteadores o
  pacote passou, num total de 255. No caso do
  pacote viajar por mais de 255 roteadores, ele é
  descartado para evitar possíveis loops.

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Redes MPLS

• Os rótulos tem validade local, o que significa
  que só são válidos entre roteadores adjacentes.
  Além disso, o fato de terem tamanho fixo agiliza
  o seu tratamento pois este pode ser feito por
  meio de Hardware.

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Redes MPLS

• Vantagens
• Melhor desempenho no encaminhamento de pacotes
  (rapidez)
• Criação de caminhos (Label Switching Paths) entre
  os roteadores
• Possibilidade de associar requisitos de QoS,
  baseados nos rótulos carregados pelos pacotes.
• Criação de redes virtuais

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Redes MPLS

• Funções da tecnologia MPLS
• Mecanismos para o tratamento de fluxos de dados
  entre hardware, ou mesmo aplicações, distintas.
• Independência em relação aos protocolos
  das camadas OSI 2 (enlace) e 3 (rede).
• Mapeamento entre os endereços IP e labels, para
  envio de pacotes.
• Interfaces com protocolos de roteamento,
  como OSPF.
• Suporta IP, ATM e frame-relay.

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Redes MPLS

• Funcionamento
• Classe de encaminhamento equivalente (CEE) ou
  Forwading equivalent class (FEC)
• Conjunto de pacotes que tenham caminhos iguais
  dentro da rede.
• Cada CEE recebe um número que é anotado no label
  de cada pacote

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Redes MPLS

• Funcionamento
• Cada CEE é relacionada a um LSP (Label Switch
  Path).  
• Os LSP são caminhos determinados dentro da nuvem
  MPLS. Uma CEE pode ser associada a mais de um
  LSP, porém com todos apresentando mesma origem e
  mesmo destino.

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Redes MPLS

• Funcionamento

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Redes MPLS

• Funcionamento
• No MPLS a associação do pacote com uma
  determinada CEE é feita apenas uma vez quando o
  pacote entra na rede através do LER (Label Edge
  Router) 

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Redes MPLS

• Funcionamento
• Nos saltos subseqüentes não há nenhuma análise
  do cabeçalho da camada de rede do pacote. A cada
  Roteador Comutador de Rótulos (Label Switch
  Router LSR ) pelo qual o pacote passa, os
  rótulos são trocados pois cada rótulo representa
  um índice na tabela de encaminhamento do próximo
  roteador.

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Redes MPLS

• Funcionamento
• Quando um pacote rotulado chega, o roteador
  procura em sua tabela pelo índice representado
  pelo rótulo. Ao encontrar este índice o roteador
  substitui o rótulo de entrada por um rótulo de
  saída associado à CEE a que pertence o pacote.
  Após completada a operação de troca de rótulos o
  pacote é encaminhado pela interface que está
  especificada na tabela de roteamento.

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Redes MPLS

• Funcionamento

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Redes MPLS

• Funcionamento
• Quando o pacote chega ao LER de saída da rede
  MPLS, o rótulo é removido e o pacote é
  encaminhado pela interface associada à CEE a qual
  pertence o pacote.

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Redes MPLS

• Distribuição de rótulos
• Para que um RCR possa associar um rótulo a um
  pacote ele precisa saber quais foram os rótulos
  estipulados pelos seus RCRs adjacentes.
• O rótulo de saida de um RCR será igual ao rótulo
  de entrada ao RCR adjacente que recebe o pacote

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Redes MPLS

• Distribuição de rótulos

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Redes MPLS

• Distribuição de rótulos
• É necessário que haja algum tipo de protocolo de
  distribuição de rótulos. Existe na verdade vários
  protocolos de distribuição de rótulos, sendo que
  o padrão não estabelece qual deles deve ser
  utilizado.

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Redes MPLS

• Distribuição de rótulos
• Alguns destes protocolos são na verdade
  adaptações de protocolos já existentes onde foi
  introduzida a distribuição de rótulos. Exemplos
  destes protocolos são o MPLS-BGP e o
  MPLS-RSVP-TUNNELS.
• Porém alguns protocolos foram desenvolvidos com o
  fim específico de distribuir rótulos em uma rede
  MPLS. Dois exemplos comuns destes protocolos são
  o MPLS-LDP e o MPLS-CR-LDP.

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Redes MPLS

• Distribuição de rótulos
• Alguns destes protocolos são na verdade
  adaptações de protocolos já existentes onde foi
  introduzida a distribuição de rótulos. Exemplos
  destes protocolos são o MPLS-BGP e o
  MPLS-RSVP-TUNNELS.
• Porém alguns protocolos foram desenvolvidos com o
  fim específico de distribuir rótulos em uma rede
  MPLS. Dois exemplos comuns destes protocolos são
  o MPLS-LDP e o MPLS-CR-LDP.

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Redes MPLS

• Interoperabilidade entre Protocolos
•  
• Por ser uma tecnologia nova e muito versátil,
  muitas pessoas acabam confundindo o conceito de
  MPLS com outras redes como redes IP, ATM ou Frame
  Relay.
• Na verdade, MPLS é outro tipo de rede,
  independente das demais, mas que pode usar
  equipamentos ATM, IP ou Frame Relay como RCRs
  alterando-se apenas o software que controla esses
  equipamentos.

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Redes MPLS

• Interoperabilidade entre Protocolos
•  
• Esta facilidade se deve ao fato de que redes
  MPLS podem rotear tanto pacotes como células sem
  alteração na maneira como os caminhos são
  calculados.
•  
• Outro fator que se deve levar em conta é que a
  flexibilidade do MPLS ainda permite que ele seja
  usado simultaneamente com outros protocolos, mais
  especificamente com ATM.

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Redes MPLS

• Interoperabilidade entre Protocolos
•  
• Isto pode ser encontrado em provedores de
  serviço e em grandes empresas que já fizeram um
  grande investimento em WAN com backbones ATM. A
  rede ATM é necessária para aplicações de voz
  enquanto o restante dos dados pode usar MPLS.
•  

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Redes MPLS

• Devido ao alinhamento do MPLS relativamente ao
  tipo de dados em trânsito, é possível encapsular
  o tráfego de tecnologias anteriores, como
• Frame Relay
• ATM
• PPP
• Packet Over Sonet/SDH
• Ethernet
• Token Ring
• FDDI