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Politecnico di Milano Advanced Network Technologies Laboratory
Evoluzione del livello di rete o Multi Protocol Label Switching - MPLS
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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
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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’!!)
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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
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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
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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
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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
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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
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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 …...
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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)
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Se il link diretto è saturo il traffico per NY può essere provvisoriamente mandato via DENVER
ESEMPI di TE: Trabocco
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