multi protocol label switching mplstelekomunikacije.etf.bg.ac.rs/predmeti/ot4ptm/mpls.pdf · •...

Multi Protocol Label Switching- MPLS –

UvodMr Nenad Krajnović

Katedra za telekomunikacijeE-mail: [email protected]

©Krajko 2

Zašto MPLS?

• Prelazak na “All IP” komunikacije zahteva uvođenje novih mogućnosti u IP bazirane mreže

• MPLS omogućava prevazilaženje određenih nedostataka IP protokola

• MPLS predstavlja osnovu svih modernih telekomunikacionih mreža

©Krajko 3

“Mane” IP protokola• Bez uspostave veze – nema garantovanja QoS-

a• Svaki ruter donosi odluku “nezavisno”, na

osnovu odredišne IP adrese• Veliko zaglavlje (najmanje 20 bajtova)• Rutiranje je sporije od switching-a (napretkom

tehnologije ova razlika se polako gubi)• Po pravilu, saobraćaj prati najkraću putanju što

nije uvek optimalno rešenje (Koliko je kašnjenje? Kolika je varijacija kašnjenja? Koliki je gubitak paketa?)

©Krajko 4

Kako unaprediti IP?• ATM tehnologija je rešila sve probleme IP-a ali

zbog kompleksnosti i visoke cene nije prihvaćena na tržištu

• Koristi:– Formiranje virtuelnih kanala i putanja– Garantuje QoS, sa uspostavom veze– Prosleđivanje paketa na osnovu VPI/VCI– Integriše različite servise

• Kroz MPLS ove osobine treba implementirati u IP mreže

©Krajko 5

Kako radi?

• Prosleđivanje saobraćaja zasnovano na labelama umesto odredišne IP adrese

• Koristi se stekovanje labela čime je omogućeno grupisanje više virtuelnih putanja i njihovo zajedničko rutiranje na delu trase

• Inicijalno definisan u RFC 3031

©Krajko 6

MPLS – Multi Protocol Label Switching

• Tehnologija koja donosi ATM karakteristike u IP bazirane mreže• Svaki IP datagram dobija labelu fiksne dužine • Labela se ubacuje između Layer2 i Layer3 paketa• Koristi se za identifikaciju virtuelnog kanala

Preamb.(8B)

Destin.(6B)

Source(6B)

Type(2B) Data (46Data (46--1500B)1500B) CRCCRC

(4B)(4B)

Ethernet frame:

IP packetIP packet

ProtocolProtocol Data (variable)Data (variable) Padding

PPP frame:

LabLab

©Krajko 7

MPLS – princip rada

1

1

0

LSR4

LSR3LER1LSR2

10.12.32.1 …...D.A.

D.A. D.A. –– Destination AddressDestination Address

10.12.32.1 …...4

10.12.32.1 …...6

In label Out label prefix

34

16

10.23.2.1410.12.32.1

01

In label Out label prefix

int

xx

34

10.23.2.1410.12.32.1

11

int

5 10.3.21.0 1x

5 3 10.3.21.0 0

LSRLSR –– Label Switched RouterLabel Switched RouterLERLER –– Label Edge switched RouterLabel Edge switched Router

©Krajko 8

MPLS – rezultat primene

data transferdata transfer

VOIPvideo conferencingvideo conferencing

MPLSMPLSdomaindomain

©Krajko 9

MPLS - mogućnosti

• formiranje virtuelnih kanala u mreži tipa Interneta

• mogućnost brzog prerutiranja saobraćaja• mogućnost traffic engineering-a

©Krajko 10

MPLS – rezultati iz prakse

ParametarDobijene vrednosti

End-to-end delay < 30 ms

Varijacija kašnjenja < 20 ms

Maksimalni efektivni protok IP datagrama na STM-1 linku za ATM

120 Mb/s

Maksimalni efektivni protok IP datagrama na STM-1 linku za MPLS

140 Mb/s

©Krajko 11

Terminologija• FEC – Forwarding Equivalent Class – grupa IP

datagrama koji se kroz mrežu rutiraju istom putanjom

• LSP – Label Switched Path – skup LSR-ova koji definišu putanju kroz mrežu kuda prolaze paketi koji pripadaju FEC-u

• LSR – Label Switching Router – ruter koji prosleđivanja paketa bazira na labelama

• LER – Label Edge Router – ruter na ulazu u MPLS domen

©Krajko 12

LSP

• Definiše virtuelnu putanju kroz mrežu• Uvek je jednosmeran; za dvosmernu

putanju potrebna su dva LSP-a• Za definisanje se koristi LDP (Label

Distribution Protocol – RFC 5036)• Postoji mogućnost korišćenja MP-BGP-a i

RSVP protokola za ovu namenu

©Krajko 13

Format labele0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 0 1 ++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++|| L a b e l a L a b e l a || Exp Exp ||S S || TTL TTL ||++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++

• Labela – 20 bajtova• Exp – eksperimentalni biti, predviđeni za

definisanje CoS-a• S – bit kad je setovan označava da se radi

o poslednjoj labeli na steku• TTL – Time To Live – isto kao i kod IP-a

©Krajko 14

LER• Nalazi se na ulazu u MPLS domen• Funkcije:

– Analiza paketa koji dolazi u MPLS domen i određivanje FEC-a

– Određivanje LSP-a koji treba da se koristi– Ako ne postoji LSP, inicira njegovu uspostavu (LDP,

RSVP,MP-BGP,NMS)– Dodavanje labele i prosleđivanje paketa– Na paketa koji dolazi iz MPLS domena skida labelu i

rutira ga dalje u skladu sa tabelom rutiranja– Vodi računa o QoS parametrima

©Krajko 15

LSR

• Nalazi se u središtu MPLS domena• Funkcije:

– Kod dolaznog paketa menja/dodaje/skida labelu na osnovu zadatog pravila

– Prosleđuje paket ka sledećem ruteru/switch-u– Vodi računa o QoS-u– Za garantovanje QoS-a koristi se DiffServ ili

RSVP

©Krajko 16

LDP

• Jedan od protokola koji se mogu koristiti za automatsku distribuciju informacija o labelama

• LDP peers (susedi) su dva LSR-a (ili LER) koji koriste LDP za razmenu informacija o labelama kroz LDP sesiju

• Radi na principu razmena poruka

©Krajko 17

LDP poruke

• Discovery messages – koriste se za oglašavanje postojanja LSR-a

• Session messages – koriste se za uspostavu, održavanje i raskidanje sesije

• Advertisement messages – koriste za kreiranje, promenu i brisanje mapiranja labela

• Notification messages – koriste se za razmenu informacije (npr. informacije o grešakama)

©Krajko 18

TE – Traffic Engineering

• Upravljanje saobraćajem• Pošto je rutiranje bazirano na labelama,

može da proizvoljno usmeravamo saobraćaj kroz mrežu

• Upravljanje može da bude manuelno ili automatski u kom slučaju se koriste novi protokoli (RSVP-TE i CR-LDP)

CR-LDP – Constraint based Routing LDP

©Krajko 19

Tunelovanje

• Neki put se javlja potreba da se više LSP-ova grupiše i jedan deo putanje zajedno rutira

• Tada se koristi mogućnost stekovanja labela• Dodavanjem nove labele na već postojeće

labele omogućava se zajedničko rutiranje paketa koji pripadaju različitim LSP-ovima uz očuvanje originalnih informacija o LSP-ovoma

©Krajko 20

Tunelovanje

5

8

7

491

32

6

©Krajko 22

MPLS VPN

• Model mreže za MPLS VPN

P ruter

PE ruter PE ruterCE ruter

CE ruter

P – Provider ruter

PE – Provider Edge ruter

CE – Customer Edge ruter

Mreža provajdera

©Krajko 23

VRF

• VPN Routing and Forwarding instance• Virtuelna tabela rutiranja koja se odnosi

samo na jedan VPN• Svaki VPN ima svoj VRF u PE i P ruteru čime se obezbeđuje da nema međusobnog uticaja paketa iz različitih VPN-ova

©Krajko 24

MPLS L2 VPN

• Više načina da se uspostavi VPN na L2 nivou– PWE3 – Pseudo Wire Emulation Edge to

Edge– VPLS – Virtual Private LAN Service

©Krajko 27

MPLS L3 VPN

• Mreža provajdera se ponaša kao veliki ruter na koji su povezani svi CE ruteri

• Između CE i PE se koristi neki od protokola za dinamičko rutiranje saobraćaja (najčešće BGP ili OSPF)

©Krajko 29

MPLS QoS

• Koristi se DiffServ arhitektura• DSCP (DiffServ Code Point) se mapira u

Exp bite u labeli• Druga mogućnost je da se DSCP mapira u

par (Labela,EXP)• Na samom ruteru koristi se isti sistem

queueing-a kao i kod DiffServ-a

multi protocol label switching mplstelekomunikacije.etf.bg.ac.rs/predmeti/ot4ptm/mpls.pdf · •...

Documents