Politecnico di Milano Advanced Network Technologies Laboratory

Evoluzione del livello di rete o Multi Protocol Label Switching - MPLS

MPLS o  MultiProtocol Label Switching

n  Pensato per unire i vantaggi di IP e ATM nelle Backbone Network o  Routing IP o  Switching ATM (label switching)

n  Suite TCP/IP con o  possibilità di Traffic Engineering o  flessibilità e leggerezza del label switching

n  Con miglioramenti che eliminano gli svantaggi di IP su ATM

n  Celle ATM: o  diminuiscono l’efficienza (overhead) o  apparati ATM dedicati e costosi

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)

Core Router

Border Router

Architettura Generale

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

Core Router

Ingress Router

Egress Router

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

Label CoS S TTL 20 bit 3 bit 1 bit 8 bit

4 byte

LS Forwarding

o  IP è incapsulato in un LS header

o CoS: Class of Service o  S: Stack (consente l’uso in cascata) o  TTL: Time To Live

In Interface …… 3 3 …….

In Label …… 21 56 …….

Out Interface …… 4 6 …….

Out Label …… 18 135 …….

LS Forwarding o  La Label è usata per commutare - Label Swapping

(circuito virtuale)

o  La label ha significato locale

IP 18

A B

IP 4 IP 35

18 35 35 4

LS Forwarding

o  Le Label vengono determinate e “cucite” al momento del set up del cammino

IP 18

A

IP 35

18 35

IP

Ingress Router

IP 18

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 18

IP 25 IP 18 42

A C B IP 8

IP 7

IP 25 42

IP 18 21 IP 25 21

Affasciamento dei cammini

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

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’!!)

Inoltro e Controllo

Routing Protocol

Routing Table (IP)

Forwarding table (LS)

Packet Processing

Routing Updates Routing Updates

Packets Packets

Controllo

Forwarding LS

Disaccoppiamento fra routing e forwarding

LS

Controllo

LS

Controllo

LS

Controllo

LS

Controllo

LS

Controllo

Inoltro e Controllo o  I pacchetti di controllo seguono un inoltro hop-by-

hop 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

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

Link State Database

IGP Routing (OSPF)

Packet Forwarding

Routing Updates

Packets Packets

Routing Updates

Traffic- Eng. Database

Signaling OSPF mod.

Controllo

o Nuovo database di traffic engineering (TED)

o Nuove procedure di signaling

TED o  Contiene informazioni relative a:

n  Informazioni topologiche tipo link-state o  Derivate dai protocolli di routing

n  Risorse di rete (banda dei link, banda prenotata)

o  Derivate da estensioni dei protocolli di routing (IGP)

n  Dati amministrativi o  Derivate da dati di configurazione degli utenti

n  Consente ai border router di determinare un cammino

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  inclusione/esclusione di link/nodi n  richieste amministrative n  riarrangiamento si/no n  …...

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

Segnalazione

o  I meccanismi prevedono 3 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

Label Distribution Protocol (LDP)

1.1.1.0

1.1.3.0 1.1.2.0

1 2

3

1

2

1

2 3

3

Mapping: 40

Request: 1.1.1.x

Request: 1.1.1.x

Inf. IN Dest. Inf.

Out Label OUT

3 1.1.1.x 1 50

Inf. IN Dest. Inf.

Out Label OUT

3 1.1.1.x 2 40

Label IN 50

Inf. IN Dest. Inf.

Out 3 1.1.1.x 1

Label IN 40

Label Switched Path (LSP)

47.2 1.1.2.0

1

2

3 1

2

1

2 3

3

IP 1.1.1.3

IP 1.1.1.3 Inf. IN Dest. Inf.

Out Label OUT

3 1.1.1.x 1 50

Inf. IN Dest. Inf.

Out Label OUT

3 1.1.1.x 2 40

Label IN 50

Inf. IN Dest. Inf.

Out 3 1.1.1.x 1

Label IN 40

1.1.1.5

47.1

47.2

1

2

3 1

2

1

2 3

3

IP 1.1.1.1

IP 1.1.1.1

Explicitely Routed-LDP

Inf. IN Dest. Inf.

Out Label OUT

3 1.1.1.3 1 50 3 1.1.1.1 2 20

CR-LDP

1.1.1.0

1.1.3.0 1.1.2.0

1 2

3

1

2

1

2 3

3

Mapping: 40

Request: 1.1.1.x Route [C]

Request: 1.1.1.x

Route: [B,C]

A

B C

D

E

F G

PATH: Fissa il cammino su cui si effettua la riservazione RESV: Distribuisce la label e riserva le risorse

◆  La sorgente invia un messaggio di PATH verso la destinazione (route esplicita).

Origine

Destinazione

PATH PATH PATH PATH

◆  La destinazione accetta la richiesta e invia un messaggio di RESV che distribuisce la label

RESV RESV

RESV RESV

ReSerVation Protocol (RSVP)

Se il link diretto è saturo il traffico per NY può essere provvisoriamente mandato via DENVER

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