© 2001, Cisco Systems, Inc. Conceptos de MPLS. Desventajas del enrutamiento tradicional IP © 2001,...

© 2001, Cisco Systems, Inc.

Conceptos de MPLSConceptos de MPLS

Desventajas del enrutamiento tradicional IP

Desventajas del enrutamiento tradicional IP

© 2001, Cisco Systems, Inc. MPLS v1.0—2-2

MPLS v1.0—2-3© 2001, Cisco Systems, Inc.

Enrutamiento IP tradicionalEnrutamiento IP tradicional

En el enrutamiento tradicional de paquetes IP:• Se utilizan Protocolos de enrutamiento para

distribuir información de ruteo de capa 3.

• El enrutamiento se basa solamente en la dirección destino.

• La búsqueda en la tabla de enrutamiento se hace en cada salto.


Enrutamiento IP tradicionalEnrutamiento IP tradicional

• Las búsquedas en las tablas de ruteo basadas en la dirección de destino se realiza en cada salto.

• Todos los routers pueden llegar a necesitar la tabla de enrutamiento de Internet completa (más de 100.000 rutas).

Update: 10.0.0.0/8

Update: 10.0.0.0/8 Update: 10.0.0.0/8

Update: 10.0.0.0/8

10.1.1.1

10.1.1.110.1.1.1

10.1.1.1

10.1.1.110.1.1.110.1.1.110.1.1.1

Búsqueda en tabla

Búsqueda en tabla

Búsqueda en tabla


IP sobre ATMIP sobre ATM

• La topología de la capa 2 puede ser diferente de topología de la capa 3, dando como resultado la no utilización del mejor camino.

• Los dispositivos de capa 2 no tienen conocimiento de la información de ruteo de capa 3 . —Los circuitos virtuales deben ser establecidos manualmente.

• Incluso si dos topologías se superponen, por lo general se utiliza la topología en estrella por su facilidad de administración.

10.1.1.110.1.1.110.1.1.110.1.1.110.1.1.110.1.1.1

10.1.1.110.1.1.110.1.1.110.1.1.1

10.1.1.110.1.1.1

10.1.1.1

10.1.1.1

10.1.1.1

10.1.1.1

10.1

.1.1

10.1

.1.1


Ingeniería del tráfico con el envío tradicional de IP

Ingeniería del tráfico con el envío tradicional de IP

• La mayoría del trafico va de la Red Corporativa A a la B utilizando el vinculo primario.

• El ruteo basado en el destino no provee mecanismos para realizar el balanceo de carga.

• El Policy-based routing puede ser utilizado para el envió de paquetes basado en otros parámetros, pero esto no provee una solución escalable.

Link Primario

Link Primario

Red corporativa A Red corporativa B

SOHO C

Link deBackupLink deBackup

Conceptos Básicos de MPLS

Conceptos Básicos de MPLS



Conceptos Básicos de MPLSConceptos Básicos de MPLS

• MPLS es un nuevo mecanismo de envío de paquetes basado en etiquetas.

• Las etiquetas pueden corresponder a direcciones IP de redes destinos (igual que el forwarding IP tradicional).

• Este etiquetado puede corresponder a otros parámetros como calidad de servicio (QoS) o dirección de origen.

• MPLS fue diseñado para soportar el envío de otros protocolos.


Ejemplo de MPLS Ejemplo de MPLS

• Solamente los router de borde realizan el ruteo tradicional.

• Los routers del núcleo realizan el ruteo basado en el intercambio de etiquetas.

L=5L=3

10.1.1.110.1.1.1

Ruteo tradiciona y asignación de

etiquetas10.0.0.0/8 L=5

Intercambio de etiquetasL=5 L=3

Remueve la etiqueta y

realiza el ruteo tradicional

L=3


MPLS Versus IP sobre ATMMPLS Versus IP sobre ATM

• Los dispositivos de capa 2 operan IP y corren protocolos de enrutamiento.

• A estos dispositivos no hace falta establecerle manualmente Circuitos virtuales.

• MPLS provee una topología “full mesh” virtual

10.1.1.110.1.1.1L=5L=5L=3L=3

L=17L=1710.1.1.110.1.1.1

Los dispositivos de Capa 2 corren protocolos de capa

3 y establecen circuitos virtuales dinámicamente

basándose en información de capa 3


Ingeniería del Tráfico con MPLSIngeniería del Tráfico con MPLS

• El envío de tráfico se basa en otros parámetros (QoS, dirección origen, ...).

• Se puede realizar balanceo de carga sobre rutas de distinto costo.

LinkPrimario

LinkPrimario

Red Corporativa A Red Corporativa

B

Sucursal C

Link Secundario

Link Secundario


Arquitectura MPLSArquitectura MPLS

• MPLS Tiene dos grandes componentes:

• Plano de Control—Cambia la información de capa 3 por etiquetas y etiquetas por información de capa 3.

• Plano de Datos—Envia paquetes basandose en etiquetas

• El plano de control posee mecanismos complejos para el intercambio de información de ruteo. Como OSPF, EIGRP, IS-IS y BGP, y el intercambio de etiquetas, como TDP (Tag Distribution Protocol), LDP (label distribution protocol ), BGP, y RSVP (Resource Reservation Protocol ).

• El plano de datos tiene un sencillo motor de forwarding de paquetes.

• El plano de control mantiene las tablas de intercambio de etiquetas (label forwarding information base, o LFIB).


Arquitectura MPLSArquitectura MPLS

• La funcionalidad del router está dividida en dos partes: plano de control y plano de datos

Plano de DatosPlano de Datos

Plano de ControlPlano de Control

OSPF: 10.0.0.0/8OSPF: 10.0.0.0/8

LDP: 10.0.0.0/8Label 17

LDP: 10.0.0.0/8Label 17

OSPF

LDP

LFIB

LDP: 10.0.0.0/8Label 4

LDP: 10.0.0.0/8Label 4

OSPF: 10.0.0.0/8OSPF: 10.0.0.0/8

417Labeled packet

Label 4Labeled packet



Label 17


Modos de Operación de MPLSModos de Operación de MPLS

• La tecnología MPLS esta diseñada para ser utilizada en cualquier lugar independientemente del medio y del protocolo de capa 1 y 2.

• MPLS usa etiquetas de 32 bits que inserta entre los encabezados de capa 2 y 3 (frame-mode).

• MPLS sobre ATM usa el encabezado de ATM como etiqueta (cell-mode).


Formato de la EtiquetaFormato de la Etiqueta

MPLS usa etiqueas de 32 bits que contiene la siguiente información:• Etiqueta de 20 bit

• Campo experimental 3 bit (Define las prioridades de colas y politicas de descarte)

• Indicador de fin de pila 1 bit

• Campo de Tiempo de vida (TTL) 8-bit

LABEL EXP S TTL

0 19 22 23 3120 24


MPLS Modo Frame MPLS Modo Frame

EncabezadoDe Frame

EncabezadoDe Frame

Encabezado IPEncabezado IP DatosDatos

Layer 2Layer 2 Layer 3Layer 3

EncabezadoDe Frame

Label Encabezado IP Datos

Layer 2 Layer 2½ Layer 3

Buzqueda en la tabla de ruteo y asignación de etiqueta


Encabezado de IP

MPLS Mode Celda MPLS Mode Celda

EncabezadoDe Frame

Encabezado IP Datos

Layer 2 Layer 3

EncabezadoDe Frame

Label Encabezado IP Datos


Encabezado de adaptación ATM Layer 5 (AAL5) Label Datos


EncabezadoATM

Celda 1

DatosEncabezado

ATMCelda 2

VPI/VCI los campos son utilizados para el

intercambio de etiquetas


Ruteo en base a intercambio de etiquetas (Label Switch Router)Ruteo en base a intercambio de etiquetas (Label Switch Router)

• Ruteo por intercambio de Etiquetas (LSR) Su función primaria es enviar los paquetes etiquetados (label swapping)

• Borde LSR Su funcion primaria es etiquetar los paquetes IP y enviarlos a un dominio MPLS, o remover las etiquetas y enviarlos fuera del domino MPLS.

Dominio MPLS

Borde LSR

LSR

10.1.1.1 L=3 L=5

L=43L=3120.1.1.1

10.1.1.1

20.1.1.1


Ruteo en base a intercambio de etiquetas sobre ATM

(ATM Label Switch Router)

Ruteo en base a intercambio de etiquetas sobre ATM

(ATM Label Switch Router)

• ATM LSR solo puede enviar celdas

• ATM Borde LSR sergmenta paquetes en celdas y los envia al domio MPLS ATM , o reenzambla las celdas en paquetes y los envia fuera del dominio MPLS ATM.

Dominio MPLS

ATMBordeLSR

ATMLSR

10.1.1.1 L=1/3

L=1/620.1.1.1

10.1.1.1

20.1.1.1

L=1/3 L=1/3 L=1/5 L=1/5 L=1/5

L=1/6 L=1/6 L=1/9 L=1/9 L=1/9


Arquitectura de LSRsArquitectura de LSRs

LSRs, independientemente del tipo, realiza las tres funciones siguientes:

• Intercambia información de ruteo

• Intercambio de Etiquetas

• Envio de paquetes (entre LSRs y borde LSRs) o celdas (ATM LSRs y ATM Borde LSRs)

Las primeras dos funciones se realizane en el plano de control.

La ultima es parte del plano de Datos.


Arquitectura de LSRsArquitectura de LSRs

Los LSRs principalmente reenvían paquetes o celdas etiquetadas (ATM LSRs).

LSRLSR

Plano de Control

Plano Datos

Protocolo de Enrutamiento

Protocolo de Distribución de Etiquetas

Table de Forwarding de etiquetas

Tabla de Enrutamiento IP

Intercambio de InformaciónDe Enrutamiento

Intercambio de Etiquetas

Entrada de Paquetes Etiquetados

Salida dePaquetes Etiquetados


Arquitecftura de los LSRs de borde

Arquitecftura de los LSRs de borde

Nota: ATM LSRs de borde solo puede enviar Celdas.

LSR de bordeLSR de borde

Plano de Control

Plano de Datos

Protocolo de Enrutamiento

Protocolo de Distribución de Etiquetas

Tablas de Envío de Etiquetas

Tabla de Enrutamiento IP

Intercambio deInformación de Enrutamiento

Intercambio deEtiquetas

Entrada dePaquetes Etiquetados

Salida dePaquetes Etiquetados

Tablas de Envío IP

Entrada dePaquetes IP

Salida dePaquetes IP

Etiquetado MPLS y Stack de EtiquetasEtiquetado MPLS y Stack de Etiquetas



Formato de etiqueta MPLSFormato de etiqueta MPLS

MPLS uses un campo de etiqueta de 32 bits que contiene la siguiente información:• 20 bits de etiqueta (un número)

• 3 bits de campo experimental (Define las prioridades de colas y politicas de descarte)• 1 bit indicador de fin de pila (indicata que ésta

es la ultima etiqueta antes del encabezado IP)

• 8-bit TTL (igual que TTL en el encabezado IP)

Etiqueta EXP S TTL

0 19 22 23 3120 24


Etiquetado MPLSEtiquetado MPLS

• Las etiquetas son insertadas entre el encabezado de capa 2 (frame) y el encabezado de capa 3 (packet).• Puede haber mas de una etiqueta – Pila de etiquetas

(label stack).• El bit de indicador de fin de pila (bottom-of-stack)

indica que la etiqueta es la última de la pila.• El campo TTL se utiliza para prevenir los bucles

indefinidos de paquetes.• Campo Experimental usualmente se utiliza para llevar

valores de procesos IP como ser prioridades de colas y politicas de descarte de paquetes IP.


Stack de etiquetas MPLSStack de etiquetas MPLS

• El protocolo de identificación en el encabezado de Capa 2 indica que el área de datos se inicia con una o varias etiquetas y continua con un encabezado IP

• Bit indicador de fin de pila (Bottom-of-stack bit) indica que el e siguiente header es otra etiqueta o el encabezado de capa 3

• El Router que recibe la trama solo utiliza la primera de las etiquetas de la pila.

Encabezado de Frame

Etiqueta 1 Encabezado IP DatosEtiqueta 2Etiqueta 3

S=0 S=0 S=1

PID=MPLS-IP


Stack de etiquetas MPLSStack de etiquetas MPLS

•Usualmente se asigna solo una etiqueta por paquete.

•Los siguientes escenarios pueden producir mas de una etiqueta:

• MPLS VPNs (dos etiquetas—la primer etiqueta apunta al router de salida y la segunda etiqueta apunta a la VPN)

• MPLS TE (Traffic Engineering) (dos o mas etiquetas—la primer etiqueta apunta al punto final de la selección del camino dentro de la nube de gestión MPLS” y la segunda etiqueta apunta al destino)

• MPLS VPNs combined with MPLS TE (tres o mas etiquetas)


Forwarding MPLSForwarding MPLS

Un LSR puede realizar las siguientes funciones:• Insert (agregar) una etiqueta o pila de etiquetas en el

trafico entrante a la nube MPLS.

• Swap (intercambio) de etiqueta por la del próximo salto o una pila de etiquetas en el núcleo.

• Remove (remover) una etiqueta del trafico saliente de la nube MPLS.

ATM LSRs solo puede intercambiar una etiqueta por otra (cambio de campos VPI/VCI “virtual path identifier/virtual channel identifier”).


Dominio MPLSDominio MPLS

MPLS Forwarding(Modo Frame)

MPLS Forwarding(Modo Frame)

• Al trafico entrante se le asigna una etiqueta impueta por el proceso de ruteo IP.

• En el núcleo los LSRs intercambian etiquetas basandose en la tabla de etiquetado “label forwarding table”.

• Al trafico saliente se le quita la etiqueta y se hace el ruteo estandar.

10.1.1.1

IP Lookup10.0.0.0/8 label 3

LFIBlabel 8 label 3

IP Lookup10.0.0.0/8 label 5

LFIBlabel 3 label 5

IP Lookup10.0.0.0/8 next hop

LFIBlabel 5 pop

10.1.1.13 10.1.1.15 10.1.1.1


Dominio MPLSDominio MPLS

MPLS Forwarding(Cell-Mode)

MPLS Forwarding(Cell-Mode)

• Las etiquetas VPI/VCI) son agregadas en el procesos de IP lookup al ingrsar al LSRs sobre ATM de borde. Los paquetes son segmentados en Celdas.

• Los LSRs sobre ATM en el núcleo intercambia etiquetas basándose en la tabla de switching ATM. LSRs sobre ATM no pueden enviar paquetes IP.

• En el LSRs sobre ATM de Borde se remueven las etiquetas (las celdas son reensambladas en paquetes ) y se realiza el ruteo tradicional.

10.1.1.1

IP Lookup10.0.0.0/8 label 1/3

LFIBlabel 8 label 1/3

IP Lookup10.0.0.0/8 Next hop

LFIBlabel 1/5 pop

10.1.1.1

IP Lookup10.0.0.0/8 label 1/5

LFIBlabel 1/3 label 1/5

1/3 1/3 1/3 1/3 1/5 1/5 1/5 1/5

Aplicaciones MPLSAplicaciones MPLS



Aplicacines MPLSAplicacines MPLS

MPLS actualmente está siendo utilizado en diferentes aplicaciones:

• Enrutamiento de Unicast IP

• Enrutamiento de Multicast IP

• Traffic Engineering (MPLS TE)

• QoS

• Redes Privadas Virtuales (MPLS VPN)

Sin importar la aplicación, la funcionalidad siempre se divide en dos, Plano de Control y Plano de Datos.

• Las aplicaciones difieren solo en el plano de control.

• Todas utilizan el Plano de Datos común para el intercambio de etiquetas.

• El plano de Datos de capa 3 en un LSR de borde puede diferir.

• En general la etiqueta se asigna a un forwarding equivalence class (FEC “es un grupo de paquetes IP que son enviados de la misma manera, por el mismo camino y con la misma política de forwarding”).


Ruteo Unicast IPRuteo Unicast IP

• Son necesarios dos mecanoismos en el control de palno:

• IP routing protocol (OSPF, IS-IS, EIGRP, ...)

• Label distribution protocol (LDP or TDP)

• Un protocolo de ruteo transporta información de accesibilidad de redes.

• El protocolo de distribuciión de etiquetas asigna etiquetas a redes aprendidas a traves de protocolos de entutamiento.

• El forwarding equivalence class (FEC) es equivalente a la red de destino almacenada en la tabla de enrutamiento IP.


Ruteo de Multicast IPRuteo de Multicast IP

• No se necesita un protocolo dedicado para enviar multicast a través de un dominio MPLS.

• Se utiliza “peripheral interface manager” (PIM) version 2 con extensiones para MPLS para propagar información de enrutamiento y de etiquetas.

• FEC es el equivalente al las direcciones de multicast almacenadas en la tabla de ruteo.


MPLS TEMPLS TE

•MPLS traffic engineering requiere OSPF o IS IS con soporte para MPLS TE como IGP.

•OSPF e IS-IS con soporte para MPLS contiene toda la topología en su base de datos.

•OSPF e IS-IS pueden contener información adicional sobre los recurso de la red.

•RSVP o CR-LDP es utilizado para establecer traffic engineering tunnels (TE tunnels) y propagar etiquetas.


Quality of ServiceQuality of Service

• El “Differentiated” QoS es una extensión para el ruteo unicast IP que provee servicios separados en clases.

• Las Extensiones TDP o LDP son utilizadas para propagar diferentes etiquetas de distintas clases.

• FEC es una combinación de red de destino y clase de servicio.


Virtual Private NetworksVirtual Private Networks

• Las redes son aprendidas por medio de un IGP (OSPF, EBGP, RIP version 2 [RIPv2] o rutas estáticas) de un cliente o por medio de BGP de otros routers internos.

• Las etiquetas se propagan a través de MP-BGP.

• Dos etiquetas son usadas para:

• La etiqueta superior apunta al router de salida (asignada a traves de LDP o TDP).

• La segunda etiqueta identifica la interface saliente en el router de destino o la tabla de ruteo donde se realiza la busqueda.

• FEC es equivalente al equipo que inicia la VPN o la tabla de enrutamiento de VPN.


Plano de ControlPlano de Control

Ruteo de Multicast IPRuteo de Multicast IP

MPLS Traffic EngineeringMPLS Traffic Engineering

Quality of ServiceQuality of Service MPLS/VPNMPLS/VPNRuteo deUnicast IPRuteo deUnicast IP

Interacción entre aplicaciones MPLS

Interacción entre aplicaciones MPLS

Plano de DatosPlano de Datos

cualquier IGPcualquier IGP

LDP o TDPLDP o TDP

Tabla de Forwardind de etiquetasTabla de Forwardind de etiquetas

Tabla de ruteoUnicast IP


PIM version 2PIM version 2

Tabla de ruteo Multicast IP

Tabla de ruteo Multicast IP

OSPF o IS-ISOSPF o IS-IS

LDPLDP



RSVPRSVP


LDP o TDPLDP o TDP




LDPLDP



BGPBGP

Dferencias entre Tag Switching and MPLSDferencias entre Tag Switching and MPLS



Estandarización MPLSEstandarización MPLS

• La funcionalidad de MPLS está disponible en los routes Cisco con Cisco IOS Release 11.1CT. Esta es conocida como “Tag Switching”, y parte de este Switcheo es equivalente al estandar MPLS.

• La única diferencia entre MPLS y tag switching es el protocolo de distribución de etiquetas:

• Cisco implementa un protocolo propietario llamado TDP.

• La IETF especifica LDP como protocolo estandar de distribución de etiquetas

• Si bien TDP y LDP son funcionalmente equivalentes no son compatibles.

• Sin embargo estos pueden coexistir en un mismo dominio MPLS siempre y cuando los dos extremos utilicen el mismo protocolo.


Estándares MPLSEstándares MPLS

• MPLS es básicamente una versión estandarizada de tag switching.

• Los siguientes son algunos de los borradores que definen MPLS:

• draft-ietf-mpls-arch

• draft-ietf-mpls-label-encaps

• draft-ietf-mpls-ldp

• Muchos mas pueden ser encontrados en : http://www.ietf.org/html.charters/mpls-charter.html

http://www.ietf.org/html.charters/mpls-charter.html

http://www.ietf.org/html.charters/mpls-charter.html


TDP vs. LDPTDP vs. LDP

• MPLS y tag switching son iguales en el plano de Datos.

• La única diferencia esta en el Plano de Control, donde tag switching usa el protocolo propietario de Cisco TDP y MPLS usa el estándar LDP.

• Las funcionalidades de TDP y LDP son equivalentes pero no compatibles.

• TDP usa UDP y TCP en el puerto 711.

• LDP usa UDP y TCP en el puerto 646.


Combinando TDP y LDPCombinando TDP y LDP

• Este ejemplo muestra las posibles combinaciones de TDP y LDP.

• TDP es el protocolo predeterminado, pero puede ser necesario activar LDP en los routers de otra marca.

TDP TDP

TDP&

LDP

TDPLDP

LDPLDPTDP

LDP

TDP

TDP to LDP


Implementación MPLSImplementación MPLS

•MPLS es habilitado por interfase activando uno o ambos protocolos de distribución.

•Cuando se activa LDP o TDP, el Router intentará a encontrar sus vecinos y establecer sesiones TDP o LDP.

• TDP es el protocolo de distribución de etiquetas predeterminado.

© 2001, Cisco Systems, Inc. www.cisco.com Chapter#-45

Date post:	24-Jan-2016
Category:	Documents
Upload:	crescencia-baro
View:	226 times
Download:	0 times

© 2001, Cisco Systems, Inc. Conceptos de MPLS. Desventajas del enrutamiento tradicional IP © 2001,...

Documents