MPLS-Multiprocol Label Switching e Rerroteamento

1. Projeto GIGA MPLS-Multiprocol Label SwitchingeRerroteamento

2. Sumário (MPLS) • Introdução • Conceitos básicos • Arquitetura MPLS • Distribuição de Rótulos

3. Introdução • MPLS – Multiprotocol Label Switching • Suporta diversos protocolos de nível 3 • IP, IPX, Apple Talk, etc • Surgiu da necessidade de atender aos requisitos de aplicações multimídia • QoS • Confiabilidade • Segurança

4. Introdução • Resultado de um processo evolutivo • Inicilamente, soluções proprietárias • The cell switching router – CSR (Toshiba) • Ipsilon’s IP Switching • Cisco’s Tag Switching • IBM’s Aggregate Route-based IP Switching (ARIS) • Especificado através de RFC’s (RFC-3031)

5. Conceitos Básicos • Redes orientadas a circuito • Rede de telefonia pública • A rota (circuito físico) dos dados (voz) é a mesma durante a conexão • Dados chegam em ordem ao destino • Recursos são reservados nos dispositivos pertencentes à rota: sendo utilizados ou não (QoS) • Sinalização para o estabelecimento do circuito • Latência de sinalização • Duração média de uma conexão telefônica: 3 min

6. Conceitos Básicos • Redes sem conexão • Redes IP • Os dados podem chegar fora de ordem ao destino • A rota dos dados pode mudar durante uma conexão (fluxo) • Sem reserva de recursos • Ausência de latência de sinalização • Apropriada para fluxos de curta duração • Classe de serviço: best-effort

7. Conceitos Básicos • Redes baseadas em circuito virtual • A idéia é introduzir em uma infra-estrutura de comunicação características de redes sem conexão e de redes orientadas a circuito • Materializar as vantagens dos dois esquemas • Atender ao fenômeno de convergência das mídias • Em uma mesma infra-estrutura de comunicação atender aos requisitos de aplicações multimídia e tradicionais. • Frame-Relay, ATM e MPLS

8. Objetivo • Substituir o paradigma do roteamento IP salto a salto por encaminhamento através da troca de rótulos • Obter maior escalabilidade ao simplificar / eliminar várias operações no roteamento IP • Prover maior flexibilidade ao gerenciamento de desempenho e engenharia de tráfego.

9. Objetivo • Ser utilizado em redes de backbone • O ATM não chegou até ao usuário final • Operadores adotaram as tecnologias ATM e Frame relay no núcleo das redes (backbone) • Problema: como interoperar IP c/ essas tecnologias? • Modelo overlay: mapeamento • Modelo de integração: fundir camadas 2 e 3 • O MPLS: modelo de integração

10. Arquitetura MPLS • Elementos da arquitetura • LSP (Label Swithed Path): caminho pré-etabelecido entre dois pontos • O LSP é sempre unidirecional • Rótulo (label): número que identifica um LSP • LSR (Label Switch Router): nome genérico de um roteador MPLS; usado também para detonar os roteadores intermediários de um LSP; realizam a troca de rótulos.

11. Arquitetura MPLS FEC: Forwarding Equivalent Class LIB : Label Information base • Funcionamento Geral Prefixo IP : LSP : rótulo (234)

12. Rótulo FEC LSP Arquitetura MPLS • Outros elementos da arquitetura • FEC (Forwarding Equivalente Class): Classe que representa um conjunto de pacotes que terão o mesmo tratamento nos LSRs de um LSP • Exemplos de regras: mesmo endereço (prefixo) destino; endereço destino (prefixo) e ToS; mesma VPN; tipo de tráfego • Granuralidade: • Grossa: vários fluxos; Fina: único fluxo

13. Arquitetura MPLS • Outros elementos da arquitetura • LIB (Label Information Base): tabela de rótulos • Espaço de endereçamento de rótulos • Por nó: LSR • Por interface Entrada LIB

14. 20 bits 3 bits 8 bits 1 bit TTL S rótulo Exp Cabeçalho de enlace Cabeçalho MPLS Cabeçalho MPLS Pacote IP Arquitetura MPLS • Formato do cabeçalho do rótulo (shim)

15. Criação de Rótulos • Funcionamento interno

16. Distribuição de rótulos • Modos • Independente: cada LSR toma a iniciativa • Ordenado: somente os LER’s

17. Distribuição de rótulos • Estabelecimento de LSP’s : FEC Rótulo • Estender protocolos de roteamento já existentes • Estender protocolos de sinalização já existentes • RSVP: reserva de recursos • Criar novos protocolos • LDP (Label Distribution Protocol): rotas dos protocolos de roteamento • CR-LDP (Constraint-based routing LDP): roteamento explícito

18. Sumário (Rerroteamento) • Introdução • Visão geral • Arquitetura de Rerroteamento Pró-ativo • Funcionamento da Arquitetura

19. Introdução - Rerroteamento • Abordagem reativa - tradicional • Após a ocorrência da falha • Latência – degrada as aplicações • Abordagem pró-ativa • Tendência de falhas de QoS • Antecipa todas as operações possíveis • Redução da latência • Elimina/minimiza falhas de QoS

20. Introdução Rerroteamento Pró-ativo - Pleno e Parcial Parcial com agentes móveis • Problemas • Deslocamento agentes • Mudança trecho crítico • Escalabilidade • Vantagens • Maior flexibilidade • Independência protocolo de roteamento

21. Visão Geral

22. Componentes da Arquitetura • AgenteNóEntrada (ANE) • Gerenciamento de rerroteamento – int. externa • Fixo – escalabilidade • Disparo do agente ARA • AgenteNóIntermediário (ANI) • Identifica circuito virtual • Monitora estados locais • AgenteRotaAlternativa (ARA) • Identifica e monitora trechos alternativos • Redireciona fluxo

23. Funcionamento da Arquitetura • Fases do processo de rerroteamento

24. Funcionamento da Arquitetura Fases IA e MCV • Instalação dos Agentes – fase IA • Monitoração do Circuito Virtual – fase MCV

25. Funcionamento da ArquiteturaFase DTA • Descoberta Trechos Alternativos – fase DTA

26. Funcionamento da ArquiteturaFase MTA • Monitoração Trechos Alternativos – fase MTA

27. Funcionamento da ArquiteturaFase MR - antecipada • Mudança de Rota (Antecipada) – fase MR

28. Funcionamento da ArquiteturaFase MR – sob-demanda • Mudança de rota (sob demanda) – fase MR

29. Tempo mínimo p/ rerroteamento (Tmr)Tempo de chaveamneto (Tcv)

30. Rerroteamento: Preocupações • Muitas camadas de processamento • Principais latências: infra-estrutura de mobilidade µcode e interpretador Pearl

31. Administradores Usuários Aplicações Módulos LDAP Servidor HTTP/S Módulos Aglets ou MuCode Agente SNMP (Jasmin) Módulos JXTA Peer adjacentes Engine de execução (e.g. PHP) Repositório de políticas Páginas Web Web Services Agentes móveis Scripts Daemon de execução do peer Módulos de comunicação com a infra-estrutura óptica O rerroteamento e o projeto Giga • Também possui muitas camadas

32. FIM www.nce.ufrj.br/labnet/projetogiga