ENERO 2018 INTEGRANTES: CARLOS CADENA ANDERSON CARRERA JONATHAN GUERRERO ALVARO YUCAZ.

Presentación del tema: "ENERO 2018 INTEGRANTES: CARLOS CADENA ANDERSON CARRERA JONATHAN GUERRERO ALVARO YUCAZ."— Transcripción de la presentación:

1 www.utn.edu.ec

2 ENERO 2018 INTEGRANTES: CARLOS CADENA ANDERSON CARRERA JONATHAN GUERRERO ALVARO YUCAZ

3 UTN | FICA-CIERCOM3 QUE ES MPLS? Es un protocolo de conmutación por etiquetas definido para funcionar sobre múltiples protocolos como Sonet, Frame Realy, ATM, Ethernet o cualquiera sobre el que pueda funcionar PPP. Las principales motivaciones para su desarrollo son la ingeniería de tráfico, la diferenciación de clases de servicio, y las redes privadas virtuales (VPN). En un principio, también proporcionaba una mayor velocidad puesto que los routers sólo deben mirar la etiqueta para conmutar y no leer la cabecera de la capa 3 para después decidir por dónde enrutar en función del destino y/u otros parámetros

4 UTN | 30años4 DEFINICIÓN DE MPLS MPLS se basa en el etiquetado de los paquetes en base a criterios de prioridad y/o calidad (QoS). La idea de MPLS es realizar la conmutación de los paquetes o datagramas en función de las etiquetas añadidas en capa 2 y etiquetar dichos paquetes según la clasificación establecida por la QoS en la SLA. Por tanto MPLS es una tecnología que permite ofrecer QoS, independientemente de la red sobre la que se implemente. El etiquetado en capa 2 permite ofrecer servicio multiprotocolo y ser portable sobre multitud de tecnologías de capa de enlace: ATM, Frame Relay, líneas dedicadas, LANs,

5 UTN | 30años5 LAS PRINCIPALES APLICACIONES DE MPLS SON: Funciones de ingeniería de tráfico (a los flujos de cada usuario se les asocia una etiqueta diferente) Policy Routing Servicios de VPN Servicios que requieren QoS

6 UTN | 30años6 ORÍGENES DE MPLS Para poder crear los circuitos virtuales como en ATM, se pensó en la utilización de etiquetas añadidas a los paquetes. Estas etiquetas definen el circuito virtual por toda la red. Estos circuitos virtuales están asociados con una QoS determinada, según el SLA. Inicialmente se plantearon dos métodos diferentes de etiquetamiento, o en capa 3 o en capa 2. La opción de capa 2 es más interesante, porque es independiente de la capa de red o capa 3 y además permite una conmutación más rápida, dado que la cabecera de capa 2 está antes de capa 3.

7 UTN | 30años7 TERMINOLOGÍA MPLS FEC (Forwarding Equivalence Class): conjunto de paquetes que entran en la red MPLS por la misma interfaz, que reciben la misma etiqueta y por tanto circulan por un mismo trayecto. LSP (Label Switched Path): camino que siguen por la red MPLS los paquetes que pertenecen a la misma FEC. Es equivalente a un circuito virtual en ATM o Frame Relay. LSR (Label Switching Router) : router que puede encaminar paquetes en función del valor de la etiqueta MPLS LDP (Label Distribution Protocol): es el protocolo que utilizan los LSR para asignar las etiquetas LIB (Label Information Base): La tabla relaciona la pareja (interfaz de entrada - etiqueta de entrada) con (interfaz de salida - etiqueta de salida)

8 UTN | 30años8 TERMINOLOGÍA MPLS Los LSR pueden ser a su vez de varios tipos: –LSR Interior: el que encamina paquetes dentro de la red MPLS. Su misión es únicamente cambiar las etiquetas para cada FEC según le indica su LIB –LSR Frontera de ingreso: los que se encuentran en la entrada del flujo a la red MPLS (al principio del LSP). Se encargan de clasificar los paquetes en FECs y poner las etiquetas correspondientes. –LSR Frontera de egreso: Los que se encuentran a la salida del flujo de la red MPLS (al final del LSP). Se encargan de eliminar del paquete la etiqueta MPLS, dejándolo tal como estaba al principio

9 UTN | 30años9 Ejemplo de arquitectura MPLS Las etiquetas solo tienen significado local y pueden cambiar a lo largo del trayecto

10 11/29/2018UTN | 30años10 Terminología MPLS

11 11/29/2018UTN | 30años11 Características de las etiquetas MPLS Tienen significado local (relevantes para enlace entre 2 LSR´s). Puede definir varios circuitos virtuales para un mismo paquete. Los paquetes se guían por las etiquetas Conjunto pequeño de bits que sirve para identificar a una FEC. Solo sirve entre un par de nodos y es remplazada cuando existe un salto en el LSP

12 11/29/2018UTN | 30años12 Para asignar etiquetas MPLS Los paquetes se clasifican en una FEC Se etiqueta a cada paquete dependiendo los identificadores de la capa 2 (DLCI o VPI/CI) pueden usarse como etiquetas para redes Ethernet y PPP. Los paquetes se envían dependiendo de su etiqueta.

13 11/29/2018UTN | 30años13 Cabecera MPLS Identificador de 32 bits que tiene; 20 bits de etiqueta que localmente es la FEO durante el envío. EXP, contiene 3 bits que identifican el campo de servicio. La TTL son 8 bits de identificación.

14 11/29/2018UTN | 30años14 Formato de la etiqueta MPLS 32 bits ETIQUETA, es la etiqueta propiamente dicha que identifica una FEC (con significado local) EXP, son los Bits para uso experimental; una propuesta es transmitir en ellos información de DiffServ S, Vale 1 para la primera entrada en la pila (la más antigua), cero para el resto. Esta es la primera etiqueta introducida. TTL, Contador del número de saltos. Este campo reemplaza al TTL de la cabecera IP durante el viaje del datagrama por la red MPLS.

15 11/29/2018UTN | 30años15 Lugar de etiquetado MPLS

16 11/29/2018UTN | 30años16 Conmutación MPLS Se realiza en el LSR cuando llega un paquete, al examinar la etiqueta de paquete al llegar y la interfaz por donde se ha receptado; posteriormente determina otra etiqueta e interfaz del paquete de salida

17 11/29/2018UTN | 30años17 Planos de control MPLS Es la componente responsable en la creación de las tablas de enrutamiento establecidas por los LSP. Se encarga de la distribución de la información del etiquetado a los LSR´s.

18 11/29/2018UTN | 30años18 Planos de datos del MPLS Aquí contiene una la LIB (label information base), la tabla de enrutamiento la cual es calculada previamente. La LIB contiene las etiquetas y las usa como índices para asignar a las FECs Necesita de protocolos de etiquetado para informar sobre nuevas asociaciones. Con las tablas de control, los planos de datos solo conmutan paquetes MPLS También contiene a la LFIB que guarda toda la información necesaria para la conmutación de etiquetas.

19 11/29/2018UTN | 30años19 Pila de etiquetas El etiquetado MPLS se encuentra delante del paquete de red y después de la cabecera a nivel de elace Forman una pila con funcionamiento LIFO y su mecanismo es escalable.

20 11/29/2018UTN | 30años20 LSP Son rutas que se establecen dentro de una MPLS y que inician desde el destino hacia el origen. Se pueden crear por configuración de forma estática y es el equivalente a los PVCs en ATM. Tambien de salto a salto sin un LSP determinado. Hace uso de algoritamos del estado del enlace el cual permite saber la ruta y le permite fijar reglas de tráfico.

21 11/29/2018UTN | 30años21 Routing MPLS Esta función es hecha a base de las etiquetas, no se revisa la cabecera de la red por completo por lo tanto su direccionamiento es más rápido. Los paquetes son clasificados en clases de trafico FEC. En LSPs definen la asociación FEC-etiqueta.

22 11/29/2018UTN | 30años22 Clasificacion del tráfico de FECs Clasificados por; direccionamiento IP de origen o destino, también el puerto de origen, el campo de protocolo de IP, el valor del campo DSCP y la etiqueta de flujo en IPv6

23 11/29/2018UTN | 30años23

24 UTN | 30años24 TRATAMIENTO DEL CAMPO TTL Al entrar un paquete en la red MPLS el router de ingreso inicializa el TTL de la etiqueta al mismo valor que tiene en ese momento la cabecera IP Durante el viaje del paquete por la red MPLS el campo TTL de la etiqueta disminuye en uno por cada salto. El de la cabecera IP no se modifica. A la salida el router de egreso coloca en la cabecera IP el valor del TLL que tenía la etiqueta, menos uno Si en algún momento el TTL vale 0 el paquete es descartado Si hay etiquetas apiladas solo cambia el TTL de la etiqueta situada más arriba. Cuando se añade una etiqueta hereda el valor de la anterior en la pila, cuando se quita pasa su valor (menos uno) a la que tenía debajo.

25 UTN | 30años25 FUNCIONAMIENTO DE MPLS: LSR Un router que permita QoS, realiza dos cálculos en cada salto: Partir los paquetes en posibles FEC (clasificar el trafico) Mapear cada FEC para el próximo salto Los routers de entrada: Asignar a cada paquete su FEC (etiqueta) Hacer cumplir la política de QoS establecida Los routers internos a la red MPLS: Dirigen los paquetes basándose en la etiqueta que esta en la cima de la pila Los routers de salida:

26 UTN | 30años26 FUNCIONAMIENTO DE MPLS: LSR Deciden en función de la pila o del protocolo no-MPLS de la red externa con la que interactúan Funcionamiento de MPLS: LSP de salto a salto La asociación de una FEC con un LSP (clasificación del trafico) es el calculo critico que tiene una red MPLS Enrutamiento salto a salto: similar al routing IP Enrutamiento explicito: se basa en el LDP, es el que suele utilizar MPLS, visto anteriormente El objetivo es hacer cumplir la política de QoS establecida para la red MPLS Con el enrutamiento salto a salto, puede modificarse al trato de los paquetes de una determinada FEC, según el trato recibido anteriormente, es decir, si un paquete ha sido retrasado en un LSR, tratar en los siguientes darle preferencia de salida. Esta técnica se llama PHP (Per Hop Behaivor).

27 11/29/2018UTN | 30años27 Ejemplo de MPLS Esta es una red MPLS en la cual se ven todos sus componentes: La línea azul representa el LDP entre el LSR de entrada y el LSR de salida. Cada LSR posee las tablas LIB que le permiten realizar acciones sobre la pila de etiquetas. Se observan los LSR de entrada y de salida que se conectan con los routers frontera de otras redes o sistemas autónomos.

28 MPLS vs Routing IP Las soluciones actuales de IP sobre ATM presentan dos graves problemas. Por un lado está la complejidad de gestión de dos redes separadas y tecnológicamente diferentes, y por el otro, la expansión sobre una topología virtual superpuesta. El problema del modelo superpuesto es también conocido como el problema de n 2 y requiere que cada router tenga una adyacencia con cada uno de los routers restantes de la red.

29 Ambos problemas quedan resueltos con MPLS, el cual integra sin discontinuidades los niveles 2 (enlace) y 3 (red), y combina eficazmente las funciones de control de ruteo con la simplicidad y rapidez de la conmutación1 de nivel. Además funciona sobre cualquier tecnología de capa de enlace. MPLS puede agregar capacidades esenciales a las redes IP de “mejor esfuerzo” existentes en la actualidad, incluyendo: Ingeniería de tráfico; Proveer tráfico con diferentes Clases de Servicios (CoS); Proveer tráfico con diferente Calidad de Servicio (QoS); y Proveer Redes Privadas Virtuales (VPN) basadas en IP.

30 Cuando los paquetes ingresan a una red MPLS, son etiquetados por los LER (Label Edge Router). Cada paquete tiene una pila de etiquetas, y cada una de ellas identifica una FEC (Forwarding Equivalence Class). Una FEC es un grupo de paquetes que son reenviados de la misma manera. Por ejemplo, sobre el mismo camino, y con el mismo tratamiento de reenvío Cada paquete sigue una ruta predeterminada llamada LSP (Label Switched Path) dependiendo de la FEC que tiene asignada. Un LSP se relaciona con un solo nivel de la jerarquía Los LSP son unidireccionales, es decir, dos LSP son necesarios para comunicación duplex Cada dispositivo que atraviesa el paquete es llamado LSR (Label Switching Router). Un LER es un LSR de ingreso o egreso.

31 En MPLS, la asignación de un paquete a una FEC es hecha una sola vez, cuando el paquete ingresa a la red. En los saltos subsecuentes, no hay un análisis adicional del encabezado de capa de red de los paquetes. La etiqueta es utilizada como un índice dentro de una tabla que especifica el siguiente salto, y una nueva etiqueta. La etiqueta anterior es reemplazada con la nueva, y el paquete es reenviado a su siguiente salto. No siempre se reemplaza una etiqueta, también pueden apilarse para soportar un diseño de ruteo jerárquico, y por supuesto, otras veces simplemente serán des apiladas.

32 Ventajas de MPLS MPLS utiliza tecnología ASIC Búsqueda en tablas de routing rápidas No soportan routing IP dado que tiene altos costes de convergencia Clasificación con mayor criterio de paquetes en base a FECs y las interfaces de entrada Los algoritmos que asignan las FEC pueden ser mejorados independientemente de la arquitectura de la red MPLS MPLS es independiente de la arquitectura de la red y de la de las redes con las que se interconecta MPLS permite realizar ‘tunneling’ de manera mas eficiente que IP

33 Aplicaciones de MPLS Redes de alto rendimiento: las decisiones de encaminamiento que han de tomar los routers MPLS en base a la LIB son mucho más sencillas y rápidas que las que toma un router IP ordinario (la LIB es mucho más pequeña que una tabla de rutas normal). La anidación de etiquetas permite agregar flujos con mucha facilidad, por lo que el mecanismo es escalable. Ingeniería de Tráfico: se conoce con este nombre la planificación de rutas en una red en base a previsiones y estimaciones a largo plazo con el fin de optimizar los recursos y reducir congestión.

34 QoS: es posible asignar a un cliente o a un tipo de tráfico una FEC a la que se asocie un LSP que discurra por enlaces con bajo nivel de carga. VPN: la posibilidad de crear y anidar LSPs da gran versatilidad a MPLS y hace muy sencilla la creación de VPNs. Soporte multiprotocolo: los LSPs son válidos para múltiples protocolos, ya que el encaminamiento de los paquetes se realiza en base a la etiqueta MPLS estándar, no a la cabecera de nivel de red.

35 VENTAJAS QUE OFRECE MPLS PARA IP VPNs Proporcionan un modelo "acoplado" o "inteligente", ya que la red MPLS "sabe" de la existencia de VPNs (lo que no ocurre con túneles ni PVCs) Evita la complejidad de los túneles y PVCs La provisión de servicio es sencilla: una nueva conexión afecta a un solo router Tiene mayores opciones de crecimiento modular Permiten mantener garantías QoS extremo a extremo, pudiendo separar flujos de tráfico por aplicaciones en diferentes clases, gracias al vínculo que mantienen el campo EXP de las etiquetas MPLS con las clases definidas a la entrada Permite aprovechar las posibilidades de ingeniería de tráfico para poder garantizar los parámetros críticos y la respuesta global de la red (ancho banda, retardo, fluctuación...), lo que es necesario para un servicio completo VPN.

36 RAZONES PARA EMIGRAR A MPLS VPN (2) Cada empresa, corporación u organismo tiene desarrollada su propia estructura interna, tanto en infraestructura como en recursos humanos, generadas en base a sus necesidades y recursos disponibles. En base a ésta estructura, muchas veces única, se montan los servicios de comunicaciones para acomodar de la mejor manera posible y al menor costo, el transporte de la información interna, así como también externa, con sus clientes y proveedores. La topología de una MPLS VPN puede acomodarse acorde a cada necesidad, dada su naturaleza que brinda conexiones "Any-to-Any" (cualquiera con cualquiera) entre los distintos puntos que comprenden la VPN, contando así con el mejor camino o ruta entre cada punto. A su vez se puede obtener mayor flexibilidad realizando configuraciones híbridas con Hub-and-Spoke (estrella), por ejemplo en las conexiones con clientes.

37 2 - Escalabilidad. Con un nuevo concepto de aprovisionamiento, llamado "Point- to-Cloud" (punto a la nube), se implementan los nuevos puntos de la VPN. Este concepto proviene del hecho de que cada vez que sea necesario "subir" un nuevo punto a la VPN, sólo habrá que configurar el equipamiento del Service Provider que conecte este nuevo punto. De esta forma, evitamos tareas complejas y riesgosas, como las que se producen cuando se activa un nuevo punto en una red basada en circuitos virtuales de Frame Relay o ATM, en donde es necesario re-configurar TODOS los puntos involucrados.

38 3 - Accesibilidad. La arquitectura de MPLS VPN permite utilizar prácticamente todos las tecnologías de acceso para interconectar las oficinas del cliente con su "Service Provider" (Proveedor de Servicios).

39 4 - Eficiencia. En una infraestructura 100% IP, es decir, aquellas empresas en donde todo el equipamiento involucrado y las aplicaciones utilizadas son IP-based, el uso de servicios de transporte ATM o Frame Relay someten al cliente a incurrir en un costo adicional por el overhead que los protocolos de transporte introducen. Mediante IFX MPLS VPN - un servicio IP-Based VPN este costo extra desaparece.

40 5 - Calidad de servicio (QoS) y Clases de servicio (CoS). Las necesidades de comunicación entre dos lugares remotos, hoy en día van mucho más allá de la simple transferencia de datos vía email, web u otras aplicaciones. Siendo incluso insuficiente muchas veces, la interesante combinación de voz y datos bajo una misma plataforma. Es por ésto, que la ya mencionada Convergencia de datos con aplicaciones real-time y/o interactivas, voz y tambien video de alta calidad, necesitan de una eficiente plataforma de transporte. Mediante la utilizacion de técnicas y herramientas de Calidad de Servicio (QoS), se ofrecen distintas Clases de Servicio (CoS) dentro de una MPLS VPN para cumplimentar los requerimientos de cada servicio o aplicación.

41 6 - Administración. Las MPLS VPN son denominadas Network-Based, ésta característica proviene del hecho en que el servicio es implementado sobre la infraestructura del Service Provider; implicando, entre otras cosas, que la administración de enrutamiento es llevada a cabo por el Service Provider; quien por su naturaleza, es especialista en dicha tarea desligando así al cliente de llevarla a cabo.

42 7 - Monitoreo y SLAs. Las MPLS VPN son monitoreadas, controladas y con un constante seguimiento en forma permanente, las 24 horas los 7 días de la semana, por parte del Service Provider. Además, se extienden "Service Level Agreements" (acuerdos de nivel de servicio) para garantizar y asegurar la estabilidad y performance que el cliente necesite.

43 8 - Fácil Migración. La simplicidad de la tecnología determina que las tareas de aprovisionamiento, administración y mantenimiento sean actividades sencillas para el Service Provider; lo cual se traslada directamente al cliente, obteniendo una migración del servicio actual sin complicaciones.

44 9 - Seguridad. Análisis y estudios realizados por los distintos fabricantes y entidades especializadas en el área, determinaron que los niveles deseguridad entregados por una MPLS VPN son comparables con los entregados por los circuitos virtuales de Frame Relay y ATM. Sin embargo, en escenarios donde estos niveles no son suficientes, como por ejemplo en las necesidades de entidades financieras, una MPLS VPN puede también ser combinada con la encriptación y autenticación que IPSec brinda, elevando aún más la seguridad de la VPN.

45 10 -Bajo Costo. Son varios los motivos que permiten afirmar que un servicio MPLS VPN ofrece "más por menos", entre ellos podemos destacar: Independecia de equipos de cliente (CPE): al ser un servicio Networkbased, la implementación de la VPN no requiere un hardware específico ni costoso para ser instalado en las oficinas del cliente. Convergencia: por ser una VPN CoS-Aware (Soporte de Clases de Servicio) se puede integrar distintos servicios y aplicaciones sobre una misma plataforma. De este modo, empresas que al día de hoy mantienen distintos y costosos servicios para soportar sus necesidades de voz, datos y video; pueden unificar estos requerimientos concluyendo en un ahorro significativo y manteniendo relación con un único proveedor de servicios.

46 www.utn.edu.ec GRACIAS