RETI INTERNET MULTIMEDIALI MPLS

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1 RETI INTERNET MULTIMEDIALI MPLS Il documento è adattato da materiale cortesemente messo a disposizione dal Prof. Stefano Paris

2 MPLS Multi-Protocol Label Switching

3 Introduzione MPLS: Multi Protocol Label Switching Pensato per unire i vantaggi di IP e ATM nelle Backbone Network Routing IP Switching ATM (label switching) con miglioramenti che eliminano gli svantaggi di IP su ATM

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

5 Architettura Border Router Core Router E un architettura per la gestione dei flussi a circuito virtuale (Forward Equivalence Class) predeterminati dal gestore o su richiesta esplicita degli utenti con meccanismo di set up e prenotazione di risorse

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

7 Label Swapping Forwarding IP è incapsulato in un LS header (la label MPLS, detta anche «shim header», si interpone tra header di livello 2 e header IP e può essere annidata a stack) CoS: Class of Service S: Stack (consente l uso in cascata, se uguale a 1 indica bottom of stack e quindi la label più TTL: interna) Time To Live 20 bit bit 1 bit 8 bit Label CoS S TTL 4 byte La label di 20 bit è compatibile con il VC ATM

8 LS Forwarding La Label è usata per commutare - Label Swapping (circuito virtuale) In Interface. In Label Out Interface 4 6. Out Label La label ha significato locale (come in ATM e FR)

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

10 LS Forwarding All Ingress Router (detto anche CE o Customer Edge 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

11 Affasciamento dei cammini IP 18 A B C IP 8 IP 25 IP IP IP IP IP 7 I due flussi seguono il cammino A C in comune A incapsula i due flussi con identica label (42) B instrada sulla seconda label (42 21) C decapsula i flussi

12 Affasciamento dei cammini Il numero di affasciamenti non ha limite I router instradano: sulla base della label esterna sulla base di indicazioni push, pop, swap Operazioni: Push: aggiunta di una nuova label Pop: rimozione della label esterna Swap: modifica di una label E il meccanismo di scalabilità i router interni commutano pochi flussi

13 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

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

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

16 Controllo Link State Database Traffic- Eng. Database Routing Updates IGP Routing (OSPF) OSPF mod. Signaling Routing Updates Packets Packet Forwarding Packets Nuovo Traffic Engineering Database (TED) Nuove procedure di signaling

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

18 Costruzione del cammino Si determina lo Egress Router in base al next hop ibgp I cammini possono essere determinati con calcoli off line Ottimizzazione globale conoscendo i flussi Oppure on line (Constrained based routing) Tiene conto dei vincoli dell utente Banda Inclusione/esclusione di link/nodi Richieste amministrative Riarrangiamento si/no...

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

20 Signaling I meccanismi prevedono possibilità Label Distribution Protocol (LDP) Hop per Hop Segue i cammini di IGP Non supporta il Traffic Engineering Resource Reservation Protocol (RSVP) Estensione per supportare route esplicite Gestito dai border Routers Constrained Routing LDP Estende LDP per supportare le route esplicite

21 Label Distribution Protocol (LDP) Inf. Dest. Inf. Label IN Out OUT x LER 1 2 Inf. Label Dest. Inf. Label IN IN Out OUT x 2 40 LSR 1 2 Request: x Mapping: 40 Inf. Label Dest. Inf. IN IN Out x 1 LER LER: Label Edge Router LSR: Label Switch Router

22 Label Distribution Protocol (LDP) Inf. Dest. Inf. Label IN Out OUT x 1 50 Inf. Label Dest. Inf. Label IN IN Out OUT x Inf. Label Dest. Inf. IN IN Out x 1 IP IP

23 Explicitly Routed LSP ER-lSP Inf. IN Label OUT Dest. Inf. Out IP IP

24 Constrained Routing LDP A 1 2 B 1 2 Request: x Route [C] D Mapping: 40 C E F G

25 Resource Reservation Protocol 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

26 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

27 MPLS: Approfondimenti Articoli (disponibili sul sito web del corso): G. Armitage, MPLS: The Magic behind the Myths, IEEE Communication Magazine, Jan. 2000, pp D.O. Awduche, MPLS and Traffic Engineering in IP Networks, IEEE Communication Magazine, Dic. 1999, pp Libri: Bruce S. Davie, Yakov Rekhter, MPLS: Technology and Applications, Morgan Kaufmann Publishers, Links: MPLS Resource Center: IETF MPLS Working Group: Rick Gallaher MPLS Links:

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