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Comunidad de Soporte de Cisco - Webcast en vivo:

Introducción a Multiprotocol Label Switching (MPLS): Usos y beneficios

Experto:

Héctor Eduardo Carranza Contreras

Martes 11 de Junio de 2013

© 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 2

• El experto del día de hoy es: Héctor Carranza Contreras

2

Héctor Carranza


Panel del Experto

Ricardo Prado TAC México


La presentación incluirá algunas preguntas a la audiencia.

Le invitamos cordialmente a participar activamente en las preguntas que le haremos durante la sesión


Si desea bajar una copia de la presentación de hoy, vaya

a la liga indicada en el chat o use ésta dirección:

https://supportforums.cisco.com/docs/DOC-34132






Usted puede encontrar todos los Webcast de la Comunidad de Soporte de Cisco en español en:

https://supportforums.cisco.com/community/spanish/espacio-de-los-expertos/webcasts











a) Ninguno.

b) He escuchado sobre MPLS pero no he buscado información al respecto.

c) Conozco algunos conceptos básicos (funciones, configuraciones básicas, etc).

d) Estoy muy enterado, tengo un laboratorio de pruebas o he leído RFC’s sobre MPLS.

¿Qué conocimiento tiene de MPLS?

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Use el panel de preguntas y respuestas (Q&A) para preguntar a los expertos ahora. Ellos empezarán a responder.


Héctor Eduardo Carranza Contreras Junio 11, 2013


Introducción a MPLS: Definición y conceptos más utilizados

Beneficios ofrecidos por MPLS

Arquitectura de MPLS

Aplicaciones de MPLS

LDP: Neighbor Discovery Protocol

Frame Mode MPLS


10.1.1.1 10.1.1.1

Routing

lookup

Routing

lookup

Routing

lookup

Ruteo basado en el destino del paquete, en cada salto se debe de verificar el siguiente salto para poder enviar el

tráfico.

El tamaño de la tabla de ruteo puede variar, lo que puede aumentar los tiempos de procesamiento.


Las redes de los proveedores estaban basadas en ATM.

ATM trabaja con un esquema de VCI/PVCs y los routers con IP. No estan destinadas a trabajar juntas.

• Escalabilidad… las redes ATM necesitan un esquema de “Full

Mesh” para todos los PVCs para poder trabajar

adecuadamente


MPLS

Bajo Costo

Atributos de

QoS

Escalabilidad

Redundancia

Tecnologia

Probada


• MPLS maneja un nuevo esquema de envío de paquetes basado en etiquetas.

• Cada etiqueta corresponde a un destino.

• Las etiquetas también pueden ser usadas con otros propósitos, como por ejemplo para calidad de servicio.

• Diseñado para poder soportar otros protocolos, no solo IP.


• Solo los equipos “Edge” deben realizan ruteo basado en IP, los demás equipos del “Core” realizan el ruteo basado en etiquetas.

10.1.1.1 10.1.1.1

Routing lookup

and

label assignment

10.0.0.0/8 L=5

Label

swapping

L=5 L=3

Label removal

and

routing lookup

L=3


• La arquitectura de MPLS está diseñada en dos capas:

• Control Plane: Responsable de la asignación de etiquetas y de la redistribución de las mismas hacia otros vecinos. Dos protocolos se pueden ocupar para esto:

LDP – Label Distribution Protocol. Es el estandar por la IETF

TDP – Tag Distribution Protocol. Propietario de Cisco

• Forwarding Plane / Data Plane: Aquí es donde la información que se intercambia en el plano de control se almacena.


MPLS puede ser usado en diferentes aplicaciones:

Unicast IP routing

Multicast IP routing

Traffic Engineering (MPLS TE)

QoS

Virtual private networks (MPLS VPN)


• Mecanismos utilizados en el control plane:

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

Label distribution protocol (LDP or TDP)

• Un protocolo de ruteo contiene la información acerca de la accesibilidad de una o más redes.

• El label distribution protocol asigna las etiquetas a las redes aprendidas por el protocolo de ruteo.

• FEC (Forwarding Equivalence Class) es un conjunto de destinos que comparten características similares o idénticas para su envío por lo que pueden ocupar el mismo conjunto de etiquetas.


• No es necesario un protocolo específico para soportar trafico multicast a través de un dominio de MPLS.

• Protocol Independent Multicast (PIM) version 2 con extensiones para MPLS, es utilizado para propagar informacion de ruteo así como etiquetas.

• FEC es equivalente a un destino multicast, almacenado en la tabla de ruteo de multicast.


• MPLS traffic engineering requiere OSPF o ISIS con extensiones para MPLS TE.

• Permite el envío de información basado en las necesidades de cada flujo de tráfico (ancho de banda, QoS, etc). Lo cuál permite un mejor uso de recursos y mejor calidad en los servicios.

• Ocupa RSVP para la reserva de recursos y LSPs para el envío de información.

Primary

OC192 link Large Site A

Large Site B

Small Site C

Secondary

OC48 link


• MPLS QoS representa un conjunto de tecnicas necesarias para manejar bandwidth, delay, jitter, y packet loss de una red

• Etiquetas adicionales son ocupadas para propagar la información de QoS para cada paquete a través de una nube de MPLS.

• FEC es una combinacion de red destino y CoS (class of service).


• Las redes son aprendidas por un IGP (OSPF, EBGP, RIP version 2 [RIPv2] or static) desde un cliente o via BGP desde un router interno.

• Las etiquetas son propagadas via MP-BGP.

• Dos etiquetas son utilizadas:

Top label, apunta al router de salida (asignada atraves de LDP o TDP).

Second Label, principalmente es usada para representar una tabla de ruteo en donde se realizara la búsqueda del prefijo para su envío.

• FEC es equivalente a la tabla de ruteo de una VPN.


Control Plane

Multicast

IP Routing

MPLS Traffic

Engineering

Quality of Service

MPLS/VPN Unicast

IP Routing

Data Plane

Any IGP

LDP or TDP

Label forwarding table

Unicast IP

routing table

PIM version 2

Multicast

IP routing table

OSPF or IS-IS

LDP

Unicast IP

routing table

RSVP

Any IGP

LDP or TDP

Unicast IP

routing table

Any IGP

LDP

Unicast IP

routing tables

BGP


• MPLS es una versión estandarizada del switcheo de etiquetas propietario de Cisco (TAG Switching), las etiquetas son la magia de MPLS.

• El stack de las etiquetas de MPLS esta conformado de 4 octetos (32 bits)

•EXP, usado principalmente en las aplicaciones de QoS para MPLs. El valos del CoS es copiado a este campo.

•S, o stack bit, es usado para identificar el final de las etiquetas.

•TTL usado como mecanismo de prevención de “loops”, copia del paquete IP original.

Frame

Header Label 1 IP Header Payload Label 2 Label 3

S=0 S=0 S=1

PID=MPLS-IP


LSRs, sin importar el tipo, desarrollan las siguientes 3 funciones:

• Intercambio de información de ruteo

• Intercambio de etiquetas

• Reenvio de paquetes(LSRs y edge LSRs) o celulas (ATM LSRs y ATM edge LSRs)


LSRs principalmente reenvía paquetes etiquetados o células (ATM LSRs).

LSR

Control Plane

Data Plane

Routing Protocol

Label Distribution Protocol

Label Forwarding Table

IP Routing Table

Exchange of

routing information

Exchange of

labels

Incoming

labeled packets

Outgoing

labeled packets


Edge LSR

Control Plane

Data Plane

Routing Protocol

Label Distribution Protocol

Label Forwarding Table

IP Routing Table

Exchange of

routing information

Exchange of

labels

Incoming

labeled packets

Outgoing

labeled packets

IP Forwarding Table

Incoming

IP packets

Outgoing

IP packets


a) No uso MPLS.

b) Solo lo uso con fines de estudio en el laboratorio

c) Mi empresa tiene implementado MPLS, pero me involucro en un nivel muy básico.

d) Mi empresa tiene implementado MPLS y estoy involucrado en actividades de diseño y/o troubleshooting avanzadas.

¿De qué forman trabaja con MPLS?


• LDP y TDP usan un proceso similar para establecer la sesión:

Hello messages son periodicamente enviados en todas las interfaces habilitadas para MPLS.

Si hay otro router en esa interface, este responderá intentando establecer una sesion con el origen de los mensajes Hello.

• UDP es usado para los mensajes Helloy dirigidos a la dirección de multicast 224.0.0.2. Posteriormente TCP es utilizado para establecer la sesión en los puertos 646 para LDP y 711 para TDP.

Source port=1050

Destination port=646

Source address=1.0.0.1

Destination address=224.0.0.2

IP Header UDP Header LDP Hello Message

Well-know multicast

IP address identifying

all routers on the

subnet.

Well-know port

number used for

LDP.

Transport address=1.0.0.1

Optional TLV used

to identify the

source IP address

for LDP session.

LDP ID=1.0.0.1:0

6-byte TLV

identifying the

router and label

space.


• Una sesión TCP de LDP es establecida desde el router con la dirección IP más alta.

1.0.0.1 1.0.0.3

1.0.0.4

MPLS_D

1.0.0.2

UDP: Hello

(1.0.0.1:1050 224.0.0.2:646)

UDP: Hello

(1.0.0.4:1033 224.0.0.2:646)

UDP: Hello

(1.0.0.2:1064 224.0.0.2:646)

UDP: Hello

(1.0.0.1:1051 224.0.0.2:646)

UDP: Hello

(1.0.0.4:1034 224.0.0.2:646)

UDP: Hello

(1.0.0.2:1065 224.0.0.2:646)

UDP: Hello

(1.0.0.1:1052 224.0.0.2:646)

UDP: Hello

(1.0.0.4:1035 224.0.0.2:646)

UDP: Hello

(1.0.0.2:1066 224.0.0.2:646) MPLS_B

MPLS_A NO_MPLS_C


• Los peers primero intercambian mensajes de inicialización.

• La sesión está lista para el intercambio de etiquetas después de recibir el primer keepalive.

1.0.0.1 1.0.0.2 Initialization message

Establish TCP session

Initialization message

Keepalive

Keepalive

MPLS_A MPLS_B


• LSP tunnel es una secuencia de LSRs que transportan paquetes etiquetados de una misma FEC.

• Los tuneles LSP tunnels son unidireccionales.

• El tráfico de regreso puede usar un tunel LSP diferente (usualmente el camino contrario es el mismo, porqué la mayoría de los protocolos de ruteo proveen ruteo simétrico).

• Un túnel LSP puede tomar un camino diferente del elegido por un protocolo de ruteo (MPLS traffic engineering).

• Un IGP es usado en el núcleo de la red MPLS para intercambiar las rutas de origen y destino internas a la red del proveedor.


• El protocolo de ruteo determina el camino.

• LDP o TDP propagan las etiquetas para convetir el camino en un túnel LSP.

A

B

C

D

E

F

G

H

I A

B

C

D

E

F

G

H

I

23

LFIB:

7716

LIB:

10/8 16

10/8 51

LFIB:

1634

LIB:

10/8 23

10/8 34

10/8 51

LDP

updates

LFIB:

34pop

LIB:

10/8 pop

LFIB:

3377

LIB:

10/8 77

10/8 57


• Una etiqueta es removida en el router qué esta antes del último salto en un dominio MPLS.

MPLS Domain

10.0.0.0/8

L=pop

10.0.0.0/8

L=18

10.0.0.0/8

L=17

LFIB

18 pop

FIB

10/8 NH, 19

LFIB

17 18

FIB

10/8 NH, 18

LFIB

35 17

FIB

10/8 NH, 17

LFIB

FIB

10/8 NH

10.1.1.1 17

10.1.1.1 18

10.1.1.1

10.1.1.1

10.0.0.0/8

Pop or implicit null es

advertido como etiqueta.

One single lookup.


• Los protocolos de ruteo son usados para construir tablas de ruteo en todos los LSRs.

• La tabla FIBs es construida basándose en las tablas de ruteo con la información no etiquetada.

Network Next-hop

X B

Routing table of A

Network Next-hop

X C

Routing table of B

Network Next-hop

X D

Routing table of C

Network Next-hop

X C

Routing table of ENetwork Next hop Label

X B —

FIB on A

A B C D

E

Network X


Las estructuras LIB y LFIB tienen que ser inicializadas en el LSR que asigna las etiquetas.

Network Next-hop

X C

Routing table of B

A B C D

E

Network X

Router B asigna la etiqueta 25

a la red X.

Network LSR label

X local 25

LIB on BLa etiqueta local es almacenada

en la LIB..

Label Action Next hop

25 pop C

LFIB on B La acción de salida es pop ya

Que C no ha anunciado su

Etiqueta.


• Cada LSR almacena las etiquetas recibidas en su LIB. • Los edge LSRs que reciben etiquetas de su next-hop también

almacenan información de las etiquetas en la FIB.

X = 25 X = 25

Network LSR label

X B 25

LIB on A

Network LSR label

X B 25

LIB on C

Network LSR label

X B 25

LIB on E

Network Next hop Label

X B 25

FIB on A

A B C D

E

Network X


Cada LSR eventualmente asignará una etiqueta para cada destino.

Network LSR label

X B 25

local 47

LIB on C


47 pop D

LFIB on C

A B C D

E

Network X Router C asigna la etiqueta

47 a la red X.

X = 47


• Cada LSR almacena la información recibida en su LIB. • Los LSRs que reciben su etiqueta de su next-hop LSR

también llenan la IP forwarding table (FIB).

Network LSR label

X B 25

C 47

LIB on E

Network LSR label

X local 25

C 47

LIB on BNetwork Next hop Label

X C 47

FIB on B


X C 47

FIB on E

A B C D

E

Network X

X = 47


• El Router B ya ha asignado una etiqueta a X y creado una entrada en la LFIB.

• La etiqueta de salida es insertada en la LFIB después de que la etiqueta es recibida del LSR next-hop.

Network LSR label

X local 25

C 47

LIB on BNetwork Next hop Label

X C 47

FIB on B

Label Action Next hop 25 47 C

LFIB on B

A B C D

E

X = 47

Network X


IP: X IP: X

Ingress LSR Egress LSR

A B C

E

Lab: 25 Lab: 47


X B 25

FIB on A

Busqueda por IP es realizada

en la FIB.


47 pop D

LFIB on C

Se busca la etiqueta en la LFIB

y la etiqueta es removida.


25 47 C

LFIB on B

La etiqueta se busca en la LFIB

y la etiqueta es intercambiada.


• LDP o TDP dependen de los mecanismos de detección de ciclos implementados en el IGP utilizado.

• Sin embargo, si un loop es generado (que sería, mala configuración con rutas estáticas), el campo TTL en el encabezado es utilizado para prevenir un loop de paquetes.

• TTL usualmente es copiado de los encabezados IP a los encabezados de las etiquetas (TTL propagation).

Dominio de MPLS

IP TTL Label

TTL

5 4 4

TTL copiado al

paquete de MPLS

4 3

Solo el TTL del

encabezado de

MPLS es

modificado

2

TTL es copiado de

regreso al campo TTL

del paquete IP.

1

C B A D


• Los paquetes etiquetados son desechados cuando el TTL es igual a cero.

Dominio de MPLS

C B A D

IP TTL Label

TTL

4 3

Routing loop

5 4 4

4 2

4 1


• Bajo costo: Una vez aprovisionada la red de core básica. Diferentes servicios pueden montarse sobre ella. Agregar nuevos clientes no requiere mucha intervención humana ni nuevos enlaces.

• QoS: Soporta diferenciar el tráfico para darle diferente trato dependiendo de la aplicación.

• Mejora el desempeño de la red: El ruteo basado en etiquetas incrementa la velocidad con la que se transfiere la información.

• Recuperación de desastres: Permite la redundancia de aplicaciones o servicios importantes al conectarse por diferentes medios a la red MPLS.

• Tecnología de uso actual: Las implementaciones de tecnologías como Frame Relay o ATM ya no están siendo utilizadas. La mayoría de las empresas centra sus esfuerzos en migrar a esta tecnología.


• Mandatory:

Habilitar CEF.

Configurar un pool de etiquetas (mandatorio en algunas versiones IOS)

Configurar LDP o TDP.

• Optional:

Configurar el tamaño del MTU para MPLS

Configurar la propagación del TTL


tag-switching ip

router(config-if)#

• Enables label switching on a frame-mode interface

• Starts TDP on the interface

mpls ip Cisco IOS Release 12.1(3)T

router(config-if)#

• Enables label switching on a frame-mode interface

• Starts TDP on the interface

mpls label-protocol [tdp | ldp | both] Cisco IOS Release 12.2T

router(config-if)#

• Starts selected label distribution protocol on the specified interface


Provider Network

A C C1 C2 B Cat6000

ip cef

interface hssi 1/0

mpls ip

interface fastethernet 0/0

mpls ip

Enable MPLS on all core

interfaces in your network.

ip cef

interface serial 3/1

ip access-group NoTDP in

interface hssi 1/0

mpls ip

ip access-list NoTdp deny tcp any any eq 711

ip access-list NoTdp permit ip any any

Never run MPLS with your

customers.

Use access lists to prevent

customers from running TDP

with your routers.


tag-switching mtu mtu-size

mpls mtu mtu-size Cisco IOS Release 12.1(3)T

router(config-if)#

• Label switching increases the maximum MTU requirements on an

interface, due to additional label header.

• Interface MTU is automatically increased on WAN interfaces; IP

MTU is automatically decreased on LAN interfaces.

• Label-switching MTU can be increased on LAN interfaces

(resulting in jumbo frames) to prevent IP fragmentation.

• The jumbo frames are not supported by all LAN switches.


Mpls ldp range <min lable> <max label>

router(config-if)#

• Asignar manualmente el pool de etiquetas que se quieren ocupar

en la red. Por default los equipos cisco usan un rango de la 16 a la

100,000.

•Las primeras etiquetas (1 a 15) están reservadas y no pueden ser

ocupadas.

•Se pueden realizar asignaciones manuales de etiquetas a ciertos

prefijos.


no tag-switching ip propagate-ttl

no mpls ip propagate-ttl 12.1(3)T

router(config)#

A C C1 C2 B

Provider Network

Cat6000

C1#trace C2.cust.com

Tracing the route to C2.cust.com

1 A.provider.net 44 msec 36 msec 32 msec

2 C2.cust.com 180 msec * 181 msec

ip cef

no mpls ip propagate-ttl

interface hssi 1/0

mpls ip

A#trace C2.cust.com

Tracig the route to C2.cust.com

1 C2.cust.com 180 msec * 181 msec


• Multiprotocol Label Switching http://www.cisco.com/en/US/products/ps6557/products_ios_technology_home.html

• MPLS/TAG Switching http://docwiki.cisco.com/wiki/MPLS/Tag_Switching

• MPLS LDP Inbound Label Filtering http://www.cisco.com/en/US/docs/ios/mpls/configuration/guide/mp_ldp_inbound_filtr.html

• Cisco MPLS Command Reference

http://www.cisco.com/en/US/docs/ios-xml/ios/mpls/command/mp-cr-book.html

http://www.cisco.com/en/US/products/ps6557/products_ios_technology_home.html



http://docwiki.cisco.com/wiki/MPLS/Tag_Switching

http://docwiki.cisco.com/wiki/MPLS/Tag_Switching

http://www.cisco.com/en/US/docs/ios/mpls/configuration/guide/mp_ldp_inbound_filtr.html












a) L3 VPN (VRFs)

b) MPLS TE

c) QoS sobre MPLS

d) Multicast sobre MPLS

¿Cuál De las aplicaciones mencionadas de MPLS le interesaría conocer más a detalle?


El experto responderá verbalmente algunas de las preguntas que hayan realizado. Use el panel de preguntas y respuestas (Q&A) para preguntar a los expertos ahora


Habrá un sorteo con las personas que llenen el

cuestionario de evaluación.

Tres de los asistentes recibirán un

Regalo sorpresa

Para llenar la evaluación haga click en el link que está en el chat, también

aparecerá automáticamente al cerrar el browser de la sesión.


Si tiene preguntas adicionales pregunte aquí https://supportforums.cisco.com/thread/2222139 Héctor responderá del martes 11 de junio al viernes 21 de junio del 2013. Puede ver la grabación de este evento, y leer las preguntas y respuestas en 5 días hábiles en: https://supportforums.cisco.com/community/spanish/espacio-de-los-expertos/webcasts

https://supportforums.cisco.com/thread/2222139











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Regístrese en:

https://supportforums.cisco.com/community/netpro/expert-corner#view=ask-the-experts

https://supportforums.cisco.com/community/netpro/expert-corner








(en Portugués)

Martes, 18 de Junio -

11:00 a.m. Brasil 9:00 a.m. Ciudad de Mexico

Estará presentando el experto de Cisco: Marcio Ferreira

Durante este evento en vivo, Marcio Ferreira hablará sobre los fundamientos del BGP y otros temas improtantes como cuando y porque utilizar BGP, tipos de troubleshooting y otros tópicos interesantes relacionados a la configuración de este procoloto de ruteamiento..

Regístrese aquí:

http://tools.cisco.com/gems/cust/customerSite.do?METHOD=E&LANGUAGE_ID=P&SEMINAR_CODE=S18426&PRIORITY_CODE=cisco

Tema: Border Gateway Protocol (BGP): Fundamentos, Configuración y resolución de problemas















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