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Multi Protocol Label Switching (MPLS) Alfio Lombardo.

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Presentazione sul tema: "Multi Protocol Label Switching (MPLS) Alfio Lombardo."— Transcript della presentazione:

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2 Multi Protocol Label Switching (MPLS) Alfio Lombardo

3 Background: integrazione del trasporto del traffico ISDN B-ISDN ATM (Asynchronous Transfer Model) - Elevata velocità di commutazione - Possibilità differenziare QoS - Meccanismi di gestione e controllo traffico (Traffic engineering)

4 torial.htmhttp://www2.rad.com/networks/1994/atm/tu torial.htm d/http://www.iec.org/online/tutorials/atm_fun d/ tut.htmlhttp://www.cne.gmu.edu/modules/atm/Text tut.html /redes/atm/tutorial1/tute.html Background: Asynchronous Transfer Mode

5 Assumptions ATM is a cell-based, connection-oriented transfer Methodology (label switching) ATM cell flow 5+48 bytes ATM net

6 ATM works on fiber optic fabric with extremely low error rates Background: Asynchronous Transfer Mode No error correction on data GFC: Generic Flow Control VPI: Virtual Path Id VCI: Virtul Circuit Id PT: Payload Type CLP: Cell Loss Priority HEC: Header Error Control

7 Background: Asynchronous Transfer Mode ATM uses Virtual Connection divided in two levels (required for switching) : Virtual Path Virtual Circuit

8 Gestione VPI - VCI Conn Id

9 Background: virtual channels and paths relationship Cross connect node

10 Background: Virtual Channel There are many types of virtual channel connections: User-to-user applications. Between customer equipment at each end of the connection. User-to-network applications. Between customer equipment and network node. Network-to-network applications. Between two network nodes and includes traffic management and routing. Virtual channel connections have the following properties: A VCC user is provided with a quality of service specifying parameters such as cell-loss ratio, CLR, and cell-delay variation, CDV.CLRCDV. VCCs can be switched or semi-permanent. Cell sequence integrity is maintained within a VCC. Traffic parameters can be negotiated.

11 Background: Virtual Path Virtual paths are used to simplify the ATM addressing structure Within an ATM cross-connect, information about individual virtual channels within a virtual path is not required, as all VCs within one path follow the same route as that path

12 Background: Asynchronous Transfer Mode ATM can dynamically allocate bandwidth ATM can dynamically manage QoS specifications The devices to be connected to ATM networks might be very simple, like a telephone ATM is organized in a hierarchy, like today’s phone network

13 Background: ATM Service Classes Service ClassQuality of Service Parameter constant bit rate (CBR) I dati sono accettati e trasferiti ad una velocità costante. Una certa quantità di banda è riservata e garantita dalla rete. This class is used for emulating circuit switching. The cell rate is constant with time. CBR applications are quite sensitive to cell-delay variation. Examples of applications that can use CBR are telephone traffic (i.e., nx64 kbps), videoconferencing, and television. variable bit rate–non-real time (VBR–NRT) Come CBR, la bandwidth è riservata ma non per velocità di picco. Permette picchi di trasferimento ma all’interno di un certo limite prestabilito (burst tolerance). I dati sono accettati senza restrizioni e trasportati se la bandwith è disponibile oppure sono rifiutati se non lo è. Non vi è nessuna garanzia di servizio di banda riservata. This class allows users to send traffic at a rate that varies with time depending on the availability of user information. Statistical multiplexing is provided to make optimum use of network resources. Multimedia is an example of VBR–NRT. variable bit rate–real time (VBR–RT) This class is similar to VBR–NRT but is designed for applications that are sensitive to cell-delay variation. Examples for real-time VBR are voice with speech activity detection (SAD) and interactive compressed video. available bit rate (ABR) Come UBR ma la rete provvede meccanismi di congestion-feedback. This class of ATM services provides rate-based flow control and is aimed at data traffic such as file transfer and . Although the standard does not require the cell transfer delay and cell-loss ratio to be guaranteed or minimized, it is desirable for switches to minimize delay and loss as much as possible. Depending upon the state of congestion in the network, the source is required to control its rate. The users are allowed to declare a minimum cell rate, which is guaranteed to the connection by the network. unspecified bit rate (UBR) I dati sono accettati senza restrizioni e trasportati se la bandwith è disponibile oppure sono rifiutati se non lo è. Non vi è nessuna garanzia di servizio di banda riservata.

14 Background: QoS parameters. Technical ParameterDefinition cell loss ratio (CLR) CLR is the percentage of cells not delivered at their destination because they were lost in the network due to congestion and buffer overflow. cell transfer delay (CTD) The delay experienced by a cell between network entry and exit points is called the CTD. It includes propagation delays, queuing delays at various intermediate switches, and service times at queuing points. cell delay variation (CDV) CDV is a measure of the variance of the cell transfer delay. High variation implies larger buffering for delay-sensitive traffic such as voice and video. peak cell rate (PCR) The maximum cell rate at which the user will transmit. PCR is the inverse of the minimum cell inter-arrival time. sustained cell rate (SCR) This is the average rate, as measured over a long interval, in the order of the connection lifetime. burst tolerance (BT) This parameter determines the maximum burst that can be sent at the peak rate. This is the bucket-size parameter for the enforcement algorithm that is used to control the traffic entering the network.

15 Class of Service CBRVBR– NRT VBR– RT AB R UB R CLRyes no CTDyesnoyesno CDVyes no PCRyes noyes SCRnoyes no BTnoyes no flow control no yesno Background: QoS vs. Service class

16 Background: ATM Architecture

17 Modelli di integrazione IP/ATM Modello overlay Modello integrato

18 Modello overlay (rfc 1483) Utilizzato a partire dalla meta’ anni 90 Utlizza PVC (Permanent Virtual Circuit) PVC di tipo UBR o ABR tra gli IP_Router Trasporto pacchetti su celle ATM attraverso AAL5 PVC ATM N(N-1)/2 PVC per maglia completa

19 Modello overlay: topologia fisica Rete ATM Switch ATM Router IP PVC setup: Segnal. ATM 1 3 Intf In VPI/VCI In Intf Out VPI/VCI Out 10/4030/50 1Switch interface

20 Modello overlay: instradamento Segmentazione Commutazione ATM Riassemblaggio Intf In VPI/VCI In Intf Out VPI/VCI Out 10/4030/50 Host VPI/VCI=0/40 VPI/VCI=0/50VPI/VCI=0/60 R1 S1 S2 R2 ATM 0/0/1 ATM 0/0/ Intf In VPI/VCI In Intf Out VPI/VCI Out 20/5030/ atm 0/0/1 VPI/VCI=0/40 Rete /24 Next Hop Interface R

21 Modello overlay: configurazione interfaccia router R1(config) # interface atm 0/0/1 R1(config) # ip address R1(config) # pvc 0/40 R1(config) # abr R1(config) # encapsulation aal5snap Parametri PVC: PCR= 1 Mb/s MCR= 500 kb/s

22 Modello overlay:Segmentazione e riassembraggio Fisico ATM IP AAL5 Fisico ATM IP AAL5 Fisico ATM IP AAL5 Fisico ATM IP AAL5 IP PVC ATM Ricostruzione pacchetti in tutti i router Reti completamente magliate ATM cell

23 Modello overlay: vantaggi Allocazione di banda sui PVC ATM Differenziazione dei flussi di traffico ATM Possibilità di ingegnerizzare il traffico in rete

24 Modello overlay: ingegnerizzare il traffico in rete Rete ATM Switch ATM Router IP PVC setup: Segnal. ATM 1Switch interface atm 0/0/1 VPI/VCI=0/40 atm 0/0/2 VPI/VCI=0/90 Rete / /24 Next Hop Interface R / /24

25 Modello overlay: svantaggi Gestione di 2 reti differenti (ATM e IP) Limitata scalabilità (interfaccia SAR-ATM 622 Mbit/s) Cell tax Stress del protocollo di routing IP (elevato numero adiacenze elevato numero di messaggi di segnalaz. per configurare le tabelle dei router) Ridurre il numero di adiacenze: Modello Integrato

26 Modello integrato Switch ATM Router IP Intelligenza: routing IP Inoltro: Commutazione di etichetta Intelligenza: SW ATM forum Inoltro: Longest-match lookup Switch IP+ATM Gli switch ATM implementano funzioni di instradamento IP - Esegue funzioni di routing IP (es.: RIP, OSPF, …) - Forwarding con modalità ATM Risultato: rete IP dove i pacchetti vengono trasportati in celle ATM su collegamenti virtuali che seguono un percorso determinato da un protocollo di routing IP (es. RIP, OSPF, …)

27 Modello integrato: associazione delle etichette (label binding) Nel modello integrato il collegamento virtuale non puo’ essere realizzato dalla segnalazione ATM …. Quindi e’ necessario integrare nella componente di controllo dello Switch IP+ATM un meccanismo per associare al percorso individuato dal routing IP le etichette VPI/VCI

28 Modello integrato: associazione delle etichette (label binding) Definisce un circuito virtuale tra R1 e R2 assegnando delle etichette ATM al percorso individuato dall’instradamento IP R1 IA1 IA2 R2 Richiesta: /24 Richiesta: /24 Richiesta: /24 VPI/VCI: 0/60 VPI/VCI: 0/50 VPI/VCI: 0/ /24 IA2 IA1 Prot. Routing IP: per raggiungere /24 R1 – IA1 – IA2 – R2

29 Modello integrato: Segmentazione Commutazione ATM Riassemblaggio Intf In VPI/VCI In Intf Out VPI/VCI Out 10/4030/50 Host VPI/VCI=0/40VPI/VCI=0/50VPI/VCI=0/60 R1 IA1 IA2 R2 ATM 0/0/1 ATM 0/0/2 Intf In VPI/VCI In Intf Out VPI/VCI Out 20/5030/60 atm 0/0/1 VPI/VCI: 0/40 Rete /24 Next Hop Interface IA1

30 Modelli overlay e integrato: confronto Overlay PVC tra R1 e R2 realizzato con segnalazione ATM Coesitenza 2 protocolli di routing Adiacenza con router R2 Integrato PVC tra R1 e R2 realizzato con label binding protocol Protocollo di routing IP Adiacenza con switch IP+ATM Nota: nel modello Integrato il pacchetto IP viene riassemblato solo nei router IP “reali”, non negli swithc IP+ATM….

31 Adiacenze IP Modello “overlay” Modello “integrato”

32 Open issues Spreco di banda introdotto dalla segmentazione ATM Scalabilità interfaccia SAR ATM (segmentazione solo ai bordi della rete) Mancanza di uno standard multivendor MultiProtocol Label Switching protocol: MPLS

33 MPLS target Recepire il modello integrato Utilizzare diverse tecnologie di livello 2 Possibilità di ingegnerizzare traffico IP Supportare QoS in reti IP in accordo a DiffServ Offrire RVP

34 MPLS: concetti base Introduce nelle reti IP (backbone) la commutazione di etichetta tipico del circuito virtuale Non è legato alla tecnologia di trasporto Non è conscio del contenuto dl trasporto... Ethernet Frame Relay ATM PPP Commutazione di Etichetta Pacchetti di livello 3 (IPv4, IPv6, IPX, …)... Trame di livello 2 (PPP, Ethernet, …) Tipo di pacchetti/trame trasportati Livello 2 (Data Link) MPLS

35 La decisione di instradamento di un router può essere vista come appartenente a due passi logici: Ricavare dalle intestazioni del pacchetto le informazioni per classificare il pacchetto in una data FEC Utilizzare la FEC per ottenere il next hop dalla tabella FEC - NH Forwarding Equivalent Class

36 FEC: esempi FEC 1: pacchetti destinati alla rete FEC 2: pacchetti destinati alla rete con IP PRECEDENCE=111 FEC n: pacchetti destinati al terminale con indirizzo sorgente FECNH FEC 11 FEC n Tabella di routing IP (FEC-To-Next-Hop) IP Ricavare dalle intestazioni del pacchetto il Destination Address (FEC) Utilizzare la FEC per ottenere il next hop sulla base del Longest Match Prefix Applicato alla tabella di routing Generalizzazione FEC: Policy based routing

37 FEC: granularità FEC a: pacchetti destinati alla rete FEC b: pacchetti destinati al terminale , porta 80, con indirizzo IP sorgente , porta sorgente fine Granularità fine grossa Granularità grossa

38 Generalizzazione FEC: Policy based routing Ricavare dalle intestazioni del pacchetto la FEC: dest addr.+ sourceadd.+ IP_TOS +... (Policy base routing) Utilizzare la FEC per ottenere il next hop Analizzare tutti i campi che determinano la FEC è molto oneroso se effettuato in tutti i router Analisi dei campi necessari solo nei router di accesso alla rete Associazione di una label alla FEC nei router di accesso Istradare in accordo alla label nei router interni alla rete

39 MPLS: modalità di funzionamento IGP Il nodo in ingresso al dominio MPLS assegna l’etichetta in accordo alla FEC Label Imposition (Label Imposition) PacchettoL1 Pacchetto Classificazione dei pacchetti all’entrata del Dominio MPLS (assegnazione ad una FEC) PacchettoL2PacchettoL3 I nodi intermedi analizzano solo l’intestazione MPLS ed eseguono la traslazione di etichetta (label switching) Pacchetto Il nodo in uscita dal dominio MPLS rimuove l’etichetta Label Disposition (Label Disposition) Consegna dei pacchetti al Livello 3 all’uscita dal Dominio MPLS Router MPLS

40 MPLS: inoltro dei pacchetti & sono associati alla FEC / FEC /24 I pacchetti IP arrivano alla rete MPLS e vengono etichettati I pacchetti MPLS arrivano a un nodo intermedio il quale cambia l’etichetta; il pacchetto viene quindi inoltrato al Next-Hop R1 R2 R3 Rete MPLS MPLS non viene implementato nel dominio dei clienti

41 Architettura di un router MPLS L SRL’architettura di un router MPLS (Label Switching Router) è divisa in due distinte componenti – Controllo – Dati (Forwarding) Label Switching Router Componente Dati Componente diControllo Componente di Controllo = +

42 Label Switch Router: componente di controllo Criteri per la definizione delle associazioni tra etichette e FEC (label bindings) (label bindings) Protocollo di Routing IP (es. OSPF, IS-IS, BGP, PIM) Distribuzione delle associazioni tra etichette e FEC Creazione/aggiornamento delle Tabelle di Instradamento Gestione delle associazioni etichette-FEC consigliati

43 Label Switch Router: componente dati

44 MPLS: architettura di rete ATM/FR LSR Edge-LSR Sito Cliente SDH POP POP

45 MPLS: tab di routing e gestione etichette Edge-LSR LSR FTN + LIB ILM + LIB Pacchetti di livello 3 (non etichettati) FTN: Fec To NHLFE (Next Hop Label Forwarding Entry) ILM: Incoming Label Map LIB: Label Information Base Tabelle di Routing IP

46 MPLS:LIB FECProv.... Label Loc. Label Rem / LIB /24. LIB Ehi tu, , guarda che ho associato l’etichetta 45 alla FEC /24. Vedi di memorizzarlo nella tua LIB / Label 45  FEC / /24. LIB Ehi tu, , guarda che ho associato l’etichetta 50 alla FEC /24. Vedi di memorizzarlo nella tua LIB Label 50  FEC / IGP Interfaccia IP Identificativo LSR (una delle interfacce IP /24. Ho associato l’etichetta 29 alla FEC /24. Lab 29 …. FEC /24 Label 29

47 LIB (Cisco 3640) P1# show mpls ldp bindings /32, rev 53 local binding: label: 24 remote binding: lsr: :0, label: 25 remote binding: lsr: :0, label: 22 remote binding: lsr: :0, label: 27 remote binding: lsr: :0, label: /32, rev 31 local binding: label: 25 remote binding: lsr: :0, label: 21 remote binding: lsr: :0, label: 24 remote binding: lsr: :0, label: 28 remote binding: lsr: :0, label: /32, rev 33 local binding: label: 26 remote binding: lsr: :0, label: 22 remote binding: lsr: :0, label: 25 remote binding: lsr: :0, label: 29 remote binding: lsr: :0, label: 36 FEC Etichetta locale Etichette remote Provenienze

48 FTN (negli Edge_LSR) FEC1FEC2 NHLFENHLFE... NHLFENHLFE FECn NHLFENHLFE... (1)(k) FEC-To-NHLFE... Classificazione in FEC Multicast/load bal.

49 ILM (nei LSR) L1L2Ln Incoming Label Map... Etichetta entrante NHLFENHLFE... NHLFENHLFE NHLFENHLFE (1)(k)... Multicast/load bal.

50 Next Hop Label Forwarding Entry FEC/Label Next-Hop (interfaccia di uscita, label) - Next-Hop (interfaccia di uscita, label) Operazionisulla pila delle etichette - Operazioni sulla pila delle etichette - Swap - Pop - Push (opzionale) - (opzionale) - Informazioni per il livello 2 - Modalità di trattamento del pacchetto -... NHLFE E adesso come e a chi li inoltro questi pacchetti ? 64 Ehi tu, guarda che le istruzioni per l’inoltro sono contenute nel NHLFE delle tabelle FTN/ILM Tabella FTN/ILM

51 Costruzione ILM dinamica: la ILM viene costruita a partire dalla tabella di routing IP presente nel LSR e dalla LIB; in questo caso l’indicazione del Next-Hop proviene dal protocollo di routing adottato dalla rete (OSPF, IS-IS, ecc.). esplicita: la ILM viene costruita tramite un protocollo di segnalazione che permette di scrivere la riga corrispondente a ciascuna FEC; in questo caso il Next- Hop viene determinato esplicitamente (da un Operatore o automaticamente) attraverso un protocollo di segnalazione (es. RSVP-TE, CR-LDP, vedi capitolo su “Traffic Engineering”).

52 P1# show mpls forwarding-table Local Outgoing Prefix Bytes tag Outgoing Next Hop tag tag or VC or Tunnel Id switched interface 16 Untagged /32 0 Se0/0 point2point 17 Pop tag /32 0 Fa0/ Untagged /24 0 Fa0/ Untagged /24 0 Fa0/ Untagged /24 0 Fa0/ Untagged /24 0 Fa0/ Untagged /24 0 Fa0/ Pop tag /32 0 Fa0/ /32 0 Fa0/ /32 0 Fa0/ /32 0 Fa0/ /32 0 Fa0/ /32 0 Fa0/ /32 0 Fa0/ Untagged /24 0 Se0/0 point2point 31 Untagged /24 0 Se0/0 point2point 32 Untagged /24 0 Se0/0 point2point Etichetta entrante Etichetta uscente FEC Interfaccia uscente Fa=Fast Ethernet Se=Seriale Next-Hop ILM CISCO 3640

53 Costruzione ILM (dinamica) ILM EtichettaNHLFE Label: 45 s0 Interfaccia: s Next Hop: operazioni:…. Label: 99 Interfaccia: s1 Next Hop: Label: 29 e0 Interfaccia: e Next Hop: Label: 44 Interfaccia: s0 Next Hop: Rete Dest.Next-Hop /24 s0 Interfaccia: s Next Hop: /24 e0 Interfaccia: e Next Hop: FECProv / Etichetta Loc. Etichetta Rem / LIB Tabella di routing IP Next-Hop Identificativo LSR

54 P1#show mpls forwarding-table Local Outgoing Prefix Bytes tag Outgoing Next Hop tag tag or VC or Tunnel Id switched interface / Se0/1 point2point P1#sh ip route O IA [110/75] via , 2d23h, Serial0/1 P1#sh mpls ldp neighbor Peer LDP Ident: :0; Local LDP Ident :0 TCP connection: State: Oper; Msgs sent/rcvd: 15116/15088; ; Downstream Up time: 1w2d LDP discovery sources: Serial0/1, Src IP addr: Serial0/1, Src IP addr: Addresses bound to peer LDP Ident: Addresses bound to peer LDP Ident: P1#sh mpls ldp bindings /32, rev 40 local binding: label: 28 remote binding: lsr: :0, label : 36 remote binding: lsr: :0, label : 35 remote binding: lsr: :0, label : 30 Tabella di routing IP Elenco delle interfacce di un LSR remoto LIB ILM

55 Operazioni sulle etichette … … … … … … 67 swap pop push X Rimpiazza 88 con 99 Elimina 99 Rimpiazza 88 con 99 e inserisci 67

56 Label Switched Path R[i]R[i] R[u]R[u] R[1] R[2] R[3] R[4] LSP: Hop To Hop Esplicito (RSVP-TE; CR-LDP)

57 Limiti del routing IP convenzionale e dell’LSP Hop to Hop Ra Rb Percorso Ra  R3 Percorso Rb  R3 Percorso Sottoutilizzato 1,5 Mbit/s Congestione ! R1 R2 R3 R4 R5 Rete /24

58 LSP Nidificati R[i]R[i] R[u]R[u] R[2] R[3] R[4] 72 swap push pop Un LSP di livello m (m>1) e’ una sequenza di LSR - Che inizia con un LSR di ingresso che inserisce l’m-esima label della pila -I cui router intermedi eseguono la commutazione di etichetta sulla etichetta aggiunta -Che termina con un LSR di uscita dove la decisione di inoltro e’ basata sull’etichetta di livelli m-1 (o sull indirizzo IP se M=1)

59 Aggregazione indirizzi IP (CIDR): annunci delle reti/etichette / / /23 Annunciati come Rete = /24 Etichetta = 24 Rete = /24 Etichetta = 48 Rete = /23 Etichetta = POP Punto di aggregazione/disaggregazione dei prefissiLSR-B LSR-A LSR-CLSR-D Rete = /23 Etichetta = 44

60 Aggregazione indirizzi IP (CIDR): inoltro pacchetti Terminazione dell’LSP Lookup a livello 3 LSR-B LSR-A LSR-CLSR-D X POP X / / /23 Annunciati come

61 Egress-Targeted Label Assignment (LSP basati su edge LSR di uscita) L’LSR di ingresso dell’LSP sa che le due FEC devono seguire lo stesso LSP fino al LSR R[u] Le due FEC vengono aggregate; viene utilizzato lo stesso LSP e quindi ai pacchetti viene associata una unica etichetta Rete MPLS / /24 R[i]R[i]R[i]R[i] R[u]R[u]R[u]R[u]

62 Etichette Pacchetto MPLS consegnato al livello 2 (Eth., ATM, F.R., PPP, ecc.) 1 Livello 1... Pacchetto/Trama 2 Livello 2 m Livello m LabelExpTTLS 83201

63 Trasporto dei pacchetti MPLS su trama Liv. fisico Liv. 2 Pacchetto MPLS Liv. fisico Liv. 2 Pacchetto MPLS Liv. fisico Liv. 2 Pacchetto MPLS Pacch. MPLS Pacch. MPLS Pacch. MPLS Pacch. H 2 T 2 MPLS Pacch. H 2 T 2 H 2 T 2 Header Livello 2 Trailer Livello 2

64 Trasporto dei pacchetti MPLS su ATM Liv. fisico ATM MPLS AAL5 Liv. fisico ATM Liv. fisico ATM MPLS AAL Etich.NHLFE 36Etich. 45 Int. 1 …… …… 64 0 VPI/VCI = 0/45 VPI/VCI = 0/55 Etich.NHLFE 45Etich. 55 Int. 2 …… …… Int. 1 Etich.NHLFE 55Etich. 99 Int. 2 …… …… Int. 1 R[3] R[1] R[2] ILM

65 Identificazione del tipo di protocollo trasportato Il campo protocol del livello 2 indica “MPLS” MPLS non ha un campo “protocol” A ciascun tipo di protocollo trasportato viene dedicato un set di etichette

66 Distribuzione delle associazioni FEC/Etichette Possibili opzioni: incapsulare le etichette nei messaggi di protocolli di routing esistenti utilizzare uno specifico protocollo LDP: Label Distribution Protocol CR_LDP RVSP_TE Carring Label Information in BGP-4 LSP Esplicito

67 Modalità di distribuzione e mantenimento delle associazioni Diverse modalità di distribuzione in accordo a: Direzione della distribuzione A quali LSR inviare le associazioni Quando inviare le associazioni Diverse modalità di mantenimento delle associazioni nella LIB Mantenere nella LIB tutte le associazioni Mantenere nella LIB le associazioni necessarie per l’inoltro dei pacchetti

68 Direzione della distribuzione : modalità downstream/upstreamR[1]R[2] Distribuzione FEC: /24 Etichetta: 80 Associazione locale FEC: /24 Etichetta: 80 Pacchetto80 R[1]R[2] R[2]R[3] Distribuzione FEC: /24 Etichetta: 80 Associazione locale FEC: /24 Etichetta: 80 (a): downstream Pacchetto80 R[2]R[3] (b): upstream R[1]R[2]R[3] /24

69 Modalità downstream Pacchetto35Pacchetto80 R[1]R[2]R[3]R[4] Pacchetto /24 (b) R[1]R[2]R[3]R[4] Distribuzione FEC: /24 Etichetta: 35 Distribuzione FEC: /24 Etichetta: 72 Distribuzione FEC: /24 Etichetta: 80 Associazione locale FEC: /24 Etichetta: 35 Associazione locale FEC: /24 Etichetta: 72 Associazione locale FEC: /24 Etichetta: /24 (a)

70 LSR 1 LSR 2 Ehi tu, guarda che mi serve una etichetta per la FEC /24 Associazione Richiesta A quali LSR inviare le associazioni? Distribuzione con richiesta Downstream on demand /24

71 Distribuzione senza richiesta LSR 1 LSR 2 Associazione Ehi tu, guarda che ti stò inviando una etichetta per la FEC /24 Downstream unsolecited /24

72 Controllo : - indipendente: l’annuncio puo’ essere inviato in qualsiasi momento; - ordinato: l’annuncio puo’ essere inviato solo dopo aver ricevuto l’annuncio da parte degli LSR next hop. Quando inviare le associazioni

73 R[1] R[2] R[3] Richiesta: FEC 50.1/16 (1) Richiesta: FEC 50.1/16 (3) Etichetta: 40 (5) Etichetta : 50 (7) (2) Allocazione Etichetta(50) per FEC 50.1/16 (4) Allocazione Etichetta(40) per FEC 50.1/16 (6) Inserimento nella ILM (8) Inserimento nella ILM Downstream on-demand con controllo ordinato Esempio: Controllo ordinato

74 R[1] R[2] R[3] Richiesta: FEC 50.1/16 (1) Etichetta: 40 (5) Richiesta: FEC 50.1/16 (3) Etichetta : 50 (3) (2) Allocazione Etichetta(50) per FEC 50.1/16 (6) Inserimento nella ILM (4) Allocazione Etichetta(40) per FEC 50.1/16 (4) Inserimento nella ILM Downstream on-demand con controllo indipendente Esempio: Controllo indipendente

75 1 Etich. entrante I/F uscita Etich. uscente R[1] R[2] R[3] 1 1 Dest. I/F uscita Etich. uscente 50.1/16150 Etich. entrante I/F uscita Dest /16 1 ILM FTN 50.1/ Esempio: LSP

76 Modalità di mantenimento nella LIB Modalita: - Liberale (Tutte le associazioni nella LIB) - Conservativa (Solo le associazioni ricevute dai Next Hop) Compatibilità tra le varie opzioni Downstream unsolecited + mod indipendente + mantenimento liberale Downstream on-demand + mod ordinata + mantenimento conservativo

77 Label Distribution Protocol Meccanismo di discovery Utilizzo di TCP (UDP per Hello) con porta 646 Uso codifica TLV

78 Etichetta 94  FEC /24 Etichetta 94  FEC /24 LSR A LSR B Rete MPLS LSR B LSR A Sessione LDP Fig. 3.5 (a) Etichetta 94  FEC /24 Etichetta 94  FEC /24 Due LSR che utilizzano il protocollo LDP per lo scambio di associazioni etichetta-FEC vengono detti “LDP Peers” e si parla di “sessione LDP” esistente tra i due LSR per lo scambio delle associazioni. Usato per i LSP nidificati!

79 Messaggi LDP Sessione äINITIALIZATION äKEEPALIVE Discovery äHELLO Annunci äADDRESS äADDRESS WITHDRAW äLABEL MAPPING äLABEL REQUEST äLABEL ABORT REQUEST äLABEL WITHDRAW äLABEL RELEASE Notifica äNOTIFICATION

80 Meccanismo di discovery LSR A LSR B LSR D Rete MPLS Hello Hello Hello Hello LSR C Base Esteso Meccanismo base: utilizza IP address e Hold Timer 15 s. Meccanismo esteso: utilizza indirizzo IP del router target e Hold Timer 45 s.

81 Sessioni LDP: apertura connessione TCP SYN, Seq=m, ACK=n+1 ACK=m+1SYN, Seq=n LSR 1 (attivo) LSR 2 (passivo) Ehi tu, guarda che per aprire la sessione LDP dobbiamo prima stabilire una connessione TCP SE IP1>IP2 LSR1 attivo

82 Sessioni LDP: inizializzazione sessione LSR 1 LSR 2 Ehi tu, guarda che dobbiamo metterci d’accordo sui parametri della sessione LDP Initialization Versione protocollo Modalità di distribuzione Keepalive Timer Spazio VPI/VCI (ATM) Exponential backoff in caso di insuccesso

83 Sessioni LDP: KeepAlive LSR 1 LSR 2 LDP-PDU/Keepalive Keepalive Timer HoldTimer= K * KeepAlive Timer K=3 Allo scadere di HoldTimer LSR chiude la connessione TCP

84 Annunci LDP: Address IPIPTCPTCP 646 Porta TCP dest.: 646 HHADDRESSADDRESS ADDRESS Ehi tu, guarda che ti stò inviando un messaggio di ADDRESS per comu- nicarti gli indirizzi di tutte le mie interfacce

85 Annunci LDP: Label Request LABEL REQUEST HHIPIPTCPTCP 646 Porta TCP dest.: 646 LABEL REQUEST Ehi tu, guarda che ti stò inviando un messaggio di LABEL REQUEST perché mi serve una etichetta per la FEC /24 LSR DownStr LSR UpStr

86 Annunci LDP: Label Mapping IPIPTCPTCP 646 Porta TCP dest.: 646 HH LABEL MAPPING LABEL MAPPING Ehi tu, guarda che ti stò inviando un messaggio di LABEL MAPPING per comunicarti che ho associato l’etichetta 35 alla FEC /24 LSR DownStr LSR UpStr

87 Annunci LDP: Label Withdraw IPIPTCPTCP 646 Porta TCP dest.: 646 HH LABEL WITHDRAW Ehi tu, ritiro quanto fatto in precedenza per la FEC /24; devi cancellare l’associazione FEC-etichetta che ti avevo inviato LSR DownStr LSR UpStr

88 Annunci LDP: Label Release LSR DownStr LSR UpStr LABEL RELEASE 646 Porta TCP dest.: 646 HHIPIPTCPTCP LABEL RELEASE Ehi tu, guarda che ti stò inviando un messaggio di LABEL RELEASE perché mi è cambiato il Next-Hop per la FEC /24 e quindi l’associazione FEC- etichetta che mi hai inviato non mi serve più

89 IPIPTCP/UDPTCP/UDP MSG 1 HH MSG 2 MSG n | Version | PDU Length | | LDP Identifier | | |U| Message Type | Message Length | | Message ID | | + | Mandatory Parameters | + | | + | Optional Parameters | + | UDP solo per i messaggi “Hello” + LDP PDU LDP - PDU

90 Identificativo LSR Spazio di etichette etichette 4 byte2 byte : 0 LDP Identifier

91 ATM Eth. Ser. Eth. R[2] R[1] R[4] R[3] R[5] Hello R1:0Hello R1:1 Hello R1:0 Hello R3:0 Hello R4:0 Hello R5:0 Hello R2:4 LDP Identifier

92 Integrazione DiffServ-MPLS N flussi Dominio DiffServ/MPLS Edge-LSR LSR Edge-LSR DiffServ äaggregazione dei flussi all’ingresso äpiù flussi associati con una classe (identificata dal DSCP) MPLS äaggregazione dei flussi all’ingresso äpiù flussi associati con una sequenza di etichette

93 Integrazione DiffServ-MPLS DiffServ: modello per la fornitura di QoS IP MPLS: Tecnica di inoltro pacchetti MPLS Support for DiffServ: rfc 3270 DSCP nel pacchetto IP; LSR analizzano solo intestazione MPLS PHB deducibile da Campo Label Campo Exp LabelExpTTLS 83201

94 Integrazione DiffServ-MPLS L-LSP Un LSP per ciascuna Classe di Servizio in una PHB scheduling class : Il PHB viene dedotto dal valore della Label (campo Exp per determinare livello priorita’ di scarto) E-LSP Un unico LSP per tutte le Classi di Servizio : Il PHB viene dedotto dal valore del campo Exp

95 E-LSP Dominio DiffServ/MPLS PHB 2 PHB 1 Campo “EXP” 1 L1 2...

96 ILM LabelNHLFE L1 L2 Label: L2 s0 Interfaccia: s0 Next Hop: p.to – p.to Tipo LSP: E-LSP Mappa EXP  PHB... EXP L1 s0 EXPPHB Best-Effort AF11 E-LSP

97 Dominio DiffServ/MPLS EF 000 L1 Campo “EXP” L2 L1: etichetta per l’L-LSP che supporta il PHB EF L2: etichetta per l’L-LSP che supporta la PSC AF1x L-LSP AF13 Probabilità di Scarto 1 Lunghezza media della Coda 0 AF12

98 LSR DiffServ Informazioni aggiuntive nel Next Hop Label Forwarding Entry: -Tipo di LSP (E-LSP; L-LSP) - PHB supportati -Corrispondenza tra l’informazione di classificazione nel pacchetto entrante e un PHB -Modalità di codifica dell’informazione di classificazione nel pacchetto uscente

99 D2 D1 x y x x DSCP=“x” DSCP tunnel=“y” Tunnel DiffServ Background: Tunnel DiffServ

100 LSP vs Tunnel DiffServ Un LSP ha caratteristiche analoghe ad un Tunnel: LSR intermedi al LSP lavorano solo sull’ elemento esterno dell’intestazione MPLS; l’informazione DiffServ del pacchetto non viene considerata LSP unidirezionali L’informazione DiffServ contenuta nell’elemento esterno dell’intestazione MPLS (EXP) puo’ essere variata dai router intermedi a causa di riclassificazione

101 Rete MPLS D1 D3 x L1 x x DSCP=“x” Intestazione MPLS LSP x L2 PHB determinato sulla base del contenuto dell’elemento esterno dell’intestazione MPLS LSP: modello PIPE

102 LSP: modello short PIPE Rete MPLS D1 D3 x L1 x x DSCP=“x” Intestazione MPLS LSP x PHB determinato sulla base del contenuto del campo DSCP del pacchetto IP

103 1^ Definizione dei criteri di Classificazione Router(config)# class-map PIPPO Router(config-cmap)# match... 3^ Definizione delle politiche di QoS (PHB) Router(config)# policy-map... Router(config-pmap)# class... Router(config-pmap-c)#... 4^ Associazione dei PHB alle interfacce Router(config)# interface s0/0 Router(config-if)# service-policy input/output... 2^ Colorazione del traffico in ingresso Router(config)# policy-map... Router(config-pmap)# class... Router(config-pmap-c)# set... Configurazione della QoS in una rete

104 s0/ 0 s0/1 Fa0/0s0/0s0/1Fa0/0 s0/0 P1P3 P2 Fa0/ / / /24 OSPF Area 0 (Backbone) / / / Lo0: /32 Lo0: /32 Lo0: /32 Fa0/0 EL1-1 PE1-2 OSPF Area 1 Fa0/0 PE2-1PE2-2 OSPF Area 2 OSPF Area 3 Fa0/0 EL3-1 PE3-2 Lo0: /32 Lo0: /32 Lo0: /32Lo0: /32 Lo0: /32 Lo0: / Esempio Web server FTP server Mail server clients ISP Cliente B Cliente A

105 Classi di servizio REAL TIME: gestita con PQ, traffico in eccesso scartato GOLD:banda minima garantita 500kbit/s e limite scarto pacchetti=90 pacc SILVER: banda minima garantita 300kbit/s e limite scarto pacchetti=60 pacc BRONZE: banda minima garantita 150kbit/s e limite scarto pacchetti=30 pacc BEST EFFORT: banda minima garantita 50kbit/s e limite scarto pacchetti=10 pacc

106 Example Scheduler GGG Controllo Traffico Classificazione 1111 RTSSS BBB Controllo Traffico Controllo Traffico Controllo Traffico PQ, 500kb/s WFQ; 500kb/s WFQ; 300kb/s WFQ; 150kb/s WFQ; 50kb/s

107 SLA Clente A - ISP Il traffico FTP puo’ essere immesso in rete alla velocità max di 16kbit/s con un burst max di 3kbytes; il traffico conforme va inserito in classe GOLG; quello non conforme in BEST EFFORT Il traffico WWW puo’ essere immesso in rete alla velocità max di 12kbit/s con un burst max di 2,5kbytes; il traffico conforme va inserito in classe SILVER; quello non conforme in BEST EFFORT Il resto del traffico puo’ essere immesso in rete allavelocità max di 8kbit/s con un burst max di 2kbytes; il traffico conforme va inserito in classe BRONZE; quello non conforme in BEST EFFORT

108 SLA Clente B - ISP Il traffico Real time deve avere priorita’ assoluta Il traffico FTP/WWW e SMTP controllato con token bucket con r=56 kbit/s, b=10kbytes; il traffico conforme va inserito in classe SILVER; quello non conforme in BEST EFFORT Il resto del traffico controllato con single rate TCMcon CIR=16 kbit/s; CBS=EBS=3kbytes; il traffico delle classi risultanti immesso in BRONZE; BEST EFFORT; scartato


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