Evoluzione del livello di rete

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1 Politecnico di Milano Advanced Network Technologies Laboratory Evoluzione del livello di rete o Multi Protocol Label Switching - MPLS

2 MPLS o MultiProtocol Label Switching n n n n Pensato per unire i vantaggi di IP e ATM nelle Backbone Network o Routing IP o Switching ATM (label switching) Suite TCP/IP con o possibilità di Traffic Engineering o flessibilità e leggerezza del label switching Con miglioramenti che eliminano gli svantaggi di IP su ATM Celle ATM: o diminuiscono l efficienza (overhead) o apparati ATM dedicati e costosi

3 MPLS o Precursori (dal 96) n IP Switching (Ipsilon/Nokia) n Tag Switching (Cisco) n Aggregate Route-Based IP-Switc. (IBM) n IP Navigator (Cascade/Ascend/Lucent) n Cell Switching (Toshiba)

4 Architettura Generale Border Router Core Router o Gestione dei flussi a circuito virtuale (Forward Equivalence Class) n Predeterminati dal gestore o su richiesta esplicita degli utenti n Meccanismo di set up n Prenotazione di risorse

5 Architettura generale o E possibile ottimizzare l instradamento dei flussi in base a meccanismi statici o dinamici o E possibile instradare in base a un ricco set di parametri (sorgenti, porte, applicazioni) in aggiunta alla destinazione Ingress Router Core Router Egress Router

6 LS Forwarding o IP è incapsulato in un LS header 20 bit bit 1 bit 8 bit Label CoS S TTL 4 byte o CoS: Class of Service o S: Stack (consente l uso in cascata) o TTL: Time To Live

7 LS Forwarding o La Label è usata per commutare - Label Swapping (circuito virtuale) In Interface. In Label Out Interface 4 6. Out Label o La label ha significato locale

8 LS Forwarding o Le Label vengono determinate e cucite al momento del set up del cammino IP 18 IP IP 4 A B

9 LS forwarding o All Ingress Router la corrispondenza è fra l indirizzo IP di destinazione (e possibilmente altri parametri) e la Label del cammino scelto IP IP 18 IP 5 IP 18 Ingress Router 18 5 A

10 Affasciamento dei cammini IP 18 A B C IP 8 IP 25 IP IP IP IP IP 7 o I due flussi seguono il cammino AC in comune o A incapsula i due flussi con identica label o B instrada sulla label 2 o C decapsula i flussi

11 Affasciamento dei cammini o Il numero di affasciamenti non ha limite o I router instradano sulla base della label esterna o e sulla base di indicazioni push-pop o I router interni commutano pochi flussi (!!SCALABILITA!!)

12 Inoltro e Controllo Routing Updates Routing Protocol Routing Updates Controllo Routing Table (IP) Forwarding LS Packets Forwarding table (LS) Packet Processing Packets Disaccoppiamento fra routing e forwarding

13 Inoltro e Controllo o I pacchetti di controllo seguono un inoltro hop-byhop simile a quello IP tradizionale o I pacchetti di controllo creano un nuovo label switched path (circuito virtuale) o I pacchetti dati per i quali è stato creato il path possono dopo inoltrati direttamente in base alla label Controllo Controllo LS Controllo LS LS Controllo LS Controllo LS

14 Inoltro e Controllo o Ovviamente è possibile anche un instaurazione manuale dei label switched path; in questo caso il controllo non serve o Il disaccoppiamento fra routing e forwarding consente l evoluzione delle tecniche e dei parametri di routing o Consente economie di scala (cammini affasciati) o Il forwading a circuito consente la prenotazione di risorse e l uso di tecniche di ingegneria del traffico

15 Controllo Link State Database Traffic- Eng. Database Routing Updates IGP Routing (OSPF) OSPF mod. Signaling Routing Updates Packets Packet Forwarding Packets o Nuovo database di traffic engineering (TED) o Nuove procedure di signaling

16 TED o Contiene informazioni relative a: n n Informazioni topologiche tipo link-state o Derivate dai protocolli di routing Risorse di rete (banda dei link, banda prenotata) o Derivate da estensioni dei protocolli di routing (IGP) n n Dati amministrativi o Derivate da dati di configurazione degli utenti Consente ai border router di determinare un cammino

17 Instauramento del cammino o Si determina lo Egress Router in base al next hop BGP o I cammini possono essere determinati: n off line o Ottimizzazione globale conoscendo i flussi n on line (Constrained based routing) o Tiene conto dei vincoli dell utente n banda n n n n inclusione/esclusione di link/nodi richieste amministrative riarrangiamento si/no...

18 Segnalazione Serve un meccanismo di segnalazione per n Coordinare la distribuzione delle label n Instaurare un cammino desiderato (Explicit Route) n Riservare le risorse n Riassegnare le risorse n Prevenire i loop

19 Segnalazione o I meccanismi prevedono possibilità n Label Distribution Protocol (LDP) o Hop per Hop o Segue i cammini di IGP o Non supporta il Traffic Engineering n ReSerVation Protocol (RSVP) o Gestito dai border Routers o Estensione per supportare route esplicite n Constrained Routing LDP o Estende LDP a supportare le route esplicite

20 Label Distribution Protocol (LDP) Inf. Inf. Label Dest. IN Out OUT x Request: x 2 Inf. Label Inf. Label Dest. IN IN Out OUT x Request: x Mapping: 40 Inf. Label Inf. Dest. IN IN Out x

21 Label Switched Path (LSP) Inf. Inf. Label Dest. IN Out OUT x IP Inf. Label Inf. Label Dest. IN IN Out OUT x Inf. Label Inf. Dest. IN IN Out x 1 IP

22 Explicitely Routed-LDP Inf. IN Dest. Inf. Out Label OUT IP IP

23 CR-LDP A Request: x Route: [B,C] 1 B 1 Request: x Route [C] 2 D Mapping: 40 C E F G

24 ReSerVation Protocol (RSVP) Destinazione Origine RESV RESV RESV RESV PATH PATH PATH PATH La sorgente invia un messaggio di PATH verso la destinazione (route esplicita). La destinazione accetta la richiesta e invia un messaggio di RESV che distribuisce la label PATH: Fissa il cammino su cui si effettua la riservazione RESV: Distribuisce la label e riserva le risorse

25 ESEMPI di TE: Trabocco San Francisco Chicago Boston Denver NY Washington Se il link diretto è saturo il traffico per NY può essere provvisoriamente mandato via DENVER