Ingegneria del Traffico L’IT prima di MPLS L’IT con MPLS Costruzione del database IT

Ingegneria del Traffico (IT) Tecniche per un corretto controllo e distribuzione del traffico in rete Obiettivo: ottimizzare l’uso delle risorse, per migliorare le prestazioni e minimizzare i costi Costi per le risorse di rete Qualita’ del servizio+Massimizzazione dei ricavi

Ingegneria del Traffico (IT) Storicamente utilizzata dai gestori Tlc per le loro reti fonia e/o dati (ATM, Frame ralay,..) Inizialmente non usata nelle reti IP R1 R3 R2 Percorso Sottoutilizzato 550 Mbit/s 100 Mbit/s Congestione ! R4 R5 R6 R7 R8... R3R5... N.H. Dest.

IT nel modello “overlay” R1 R3 R2 PVC per il traffico R1  R3 PVC per il traffico R2  R3 550 Mbit/s 100 Mbit/s STM-4 STM-16 R1 R2 S5 S1 S2 S3 S4 622Mbit

Routing IP classico: limiti (1/3)  “Destination-based forwarding”  Non tiene conto del traffico R1 R3 R2 Percorso Sottoutilizzato 550 Mbit/s 100 Mbit/s Congestione ! R4 R5 R6 R7 R8... R3R5... N.H. Dest. STM-4 STM Mbit

Routing IP classico: limiti (2/3) Possibili soluzioni: –Manipolazione delle metriche  –Load balancing  –Policy Based Routing … ma necessita di eccessive risorse computazionali nei router  … a meno che….. Protocolli di routing classici

 Può il problema essere risolto dal “Load Sharing” (es. OSPF, IS-IS) ? NO !!! STM-1 STM-4 STM-16 Routing IP classico: limiti (3/3) R1 R3 R2 550 Mbit/s 100 Mbit/s Congestione ! Percorso P1: Traffico = ( )/2 = 325 Mbit/s R5 R6 R4 R7R8 Percorso P2: Traffico = ( )/2 = 325 Mbit/s 622Mbit 155Mbit

Ingegneria del Traffico L’IT nelle reti: generalità L’IT prima di MPLS L’IT con MPLS Costruzione del database IT

I vantaggi di MPLS integratocostominore  MPLS è in grado di fornire il servizio di Traffic Engineering allo stesso modo di una rete “overlay”, ma in modo integrato e a costo minore  Analogie con IT nel modello “overlay” gli LSP MPLS sono regolati dai nodi di ingresso  Come i PVC ATM/FR, gli LSP MPLS sono regolati dai nodi di ingresso  I percorsi possono essere arbitrari purchè rispettino dei vincoli assegnati  È possibile associare parametri di traffico  Integrazione con il Livello 3  Riduzione del numero di “adiacenze di routing”  Utilizzo dei protocolli di routing IP (estesi) per la costruzione del Database IT su cui basare i LSP ingegnerizzati

Caratterizzazione Definizione e Caratterizzazione Traffico dei Flussi di Traffico Estensione dei protocolli di routing IGP (Link State) per creare IT database Database IT  Determinazione dei percorsi (espliciti: alg.on_line/off_line)  Segnalazione (RSVP-TE, CR-LDP) Ingredienti Fondamentali In alternativa i percorsi espliciti possono essere selezionati in modo manuale!

Definizione di “Flusso di Traffico” LSP 1 LSP 2 Flusso di Traffico LSP 1 + LSP 2 = Tunnel IT LSP 1 + LSP 2 = Tunnel IT LSR di ingresso LSR di uscita

Definizione di “Flusso di Traffico” Flusso di Traffico unidirezionale LSR di ingresso LSR di uscita

Definizione di “Flusso di Traffico” Flusso di Traffico bidirezionale simmetrico LSR di ingresso LSR di uscita LSP

Definizione di “Flusso di Traffico” LSP 1 LSP 2 LSR di ingresso LSR di uscita Flusso di Traffico bidirezionale ammetrico

RFC 2702 Ogni router dovrebbe essere in grado di: –Realizzare un Tunnel IT –Iniziare l’invio di un flusso sul Tunnel –Bloccare il flusso su un Tunne –Modificare gli attributi (es banda) –Variare il percorso di un Tunnel (reinstradare) –Rimuovere un flusso e il relativo Tunnel –Altre operazioni opzionali…

Attributi dei “Flussi di Traffico” Ecco tutte le informazioni di cui ho bisogno per mettere in piedi un LSP dove far passare il mio traffico LSR di ingresso LSR di uscita –Parametri di Traffico –Selezione/Gestione del percorso –Priorità –Modalità di recupero –Controllo del traffico

Selezione/Gestione del percorso Definiscono le regole per selezionare un percorso: –Automatiche –Manuali Percorsi “Strict” o “Loose”

Attributi: Setup/Holding Priority Definisce un ordine di priorità per i nuovi “Traffic Trunk” (traffico in arrivo)  Setup Priority: Definisce un ordine di priorità per i nuovi “Traffic Trunk” (traffico in arrivo) Definisce un ordine di priorità per i “Traffic Trunk” attivi  Holding Priority: Definisce un ordine di priorità per i “Traffic Trunk” attivi B(1)=80 Mbit/s H(1)=7 B(2)=80 Mbit/s S(2)=5, H(2)=5 LSR 1 LSR 2 LSR 3LSR 4 Banda prenotabile per Tunnel IT = 100 Mbit/s Ricorda: priority value alto=priorita’ bassa ! Decisione: Si reinstrada B(1) perche’ S(2) <H(1)

Setup/Holding Priority: Examples SetUp:7; Holding:0 –Il trunk viene istradato solo se esistono risorse libere, ma una volta accettato non potra’ essere eliminato –Trunk1: SetUp:1; Holding:7 –Trunk2: SetUp:1; Holding:7 Possibili loop

Modalita’ di recupero Determina il comportamento di un flusso in caso di guasti sul percorso Non reinstradare Reinstradare lungo un percorso con risorse sufficienti Reinstradare lungo qualsiasi persorso

IT via MPLS: il flusso logico delle operazioni IGP Esteso Tabella di Routing Database IT Algoritmo Percorso “ottimo” Segnalazione (RSVP-TE/CR-LDP) Vincoli Attributi del traffico Nel LSR di ingresso

Ingegneria del Traffico L’IT nelle reti: generalità L’IT prima di MPLS L’IT con MPLS Costruzione del database IT

Database IT Contiene le informazioni necessarie alla determinazione dei percorsi: –topologia della rete –attributi associati ai collegamenti (es. banda disponibile) –stato dei collegamenti Popolazione del Database attraverso protocolli IGP (link state) estesi

Distribuzione delle informazioni  Quali informazioni distribuire Quando  Quando distribuirle Come  Come distribuirle

Quali informazioni distribuire  Banda residua disponibile  Banda su un’interfaccia fisica non ancora allocata a un Tunnel IT (LSP)  Classi amministrative di appartenenza  Metriche IT.

Banda residua disponibile Tunnel IT 1 (50 Mbit/s) LSR 1 LSR 2 LSR 3 LSR 4 Interfaccia STM-1 (155 Mbit/s):  Banda massima allocabile per Tunnel IT = 75%155=116,25 Mbit/s  Banda residua = 116,25-(40+50)Bbit/s=26,25 Mbit/s B(1)=50 Mbit/s B(2)=40 Mbit/s Tunnel IT 2 (40 Mbit/s)... Database IT (LSR 2) Collegamento 3-4 Banda fisica: 155 Mbit/s Banda max allocabile: 116,25 Mbit/s Banda residua: 26,25 Mbit/s... Database IT (LSR 1) Collegamento 3-4 Banda fisica: 155 Mbit/s Banda max allocabile: 116,25 Mbit/s Banda residua: 26,25 Mbit/s Annuncio IGP esteso Banda residua=26,25 Mbit/s Annuncio IGP esteso Banda residua=26,25 Mbit/s

Classi amministrative (Colori) colori  Sono particolari proprietà (colori) dei collegamenti utilizzate nella selezione di un percorso (diffusi dal prot. IGP esteso)  Rappresentate da vettori booleani in cui ogni bit rappresenta una data tipologia di collegamento:  Offerta da un link tra LSR (vettore proprietà)  Richiesta da un flusso (vettore affinità)  Es: Collegamenti via satellite Collegamenti SDH STM1 Collegamenti SDH STM4 1=Proprietà incluse 0= Proprietà escluse Vincolo definito nel LSR di ingresso Caratterizza un link tra LSR

Classi amministrative (Colori)  Permettono di definire vincoli di inclusione/esclusione dei collegamenti Affinità  LSR di ingresso definisce col vettore Affinità le proprietà che i collegamenti usati devono possedere per supportare il traffico in ingresso Proprietà  Il vettore Proprietà definisce le caratteristiche di un collegamento  Regola di inclusione/esclusione AffinitàMascheraProprietàMaschera If  (Affinità) AND (Maschera) = = (Proprietà) AND (Maschera)  then includi  includi il collegamento nel percorso  else escludi  escludi il collegamento dal percorso .

AffinitàMascheraProprietàMaschera If  (Affinità) AND (Maschera) = = (Proprietà) AND (Maschera)  then includi  includi il collegamento nel percorso  else escludi  escludi il collegamento dal percorso . Vincoli di inclusione/esclusione: Esempio 1 Supponiamo un gestore voglia escludere dal percorso che deve selezionare per un dato flusso di traffico i collegamenti via radio (bit 30) e quelli con banda inferiore a 155Mb/s (bit 28) Es vettore booleano affinità: Maschera: Vettore booleano proprietà che potrà essere incluso:

LSR di ingresso del Tunnel IT Vincoli di inclusione/esclusione: Esempio2 Affinità = = 0x42 Maschera = = 0x66 (Affinità) AND (Maschera) = = 0x42 Proprietà = = 0xCB (Proprietà ) AND (Maschera) = = 0x42  Può essere incluso !!! Proprietà = = 0xEB (Proprietà ) AND (Maschera) = = 0x62  Deve essere escluso !!! LSR di uscita del Tunnel IT

Metriche IT. Possono essere uguali o diverse di quelle utilizzate dal protocollo IGP In genere sono usate per la scelta del percorso (es. ConstrainedSPF). In questo caso qualora uguali a quelle IGP la scelta dei percorsi dei Tunnel IT (LSP) saranno uguali a quelle dell’istradamento IP

Esempio: Metrica IT A B C F D E 155 Mbit/s 34 Mbit/s Percorso IT 2 (metrica IT: B-E a 34M=3; B-E 155M=4 Percorso IT 1 (metrica IT=metrica IGP: B-E a 34M=3; B-E 155M=1

Quando distribuire le informazioni :  Un protocollo IGP diffonde info di routing quando:  il collegamento va fuori servizio o ritorna operativo;  vengono cambiati i parametri di configurazione (es. metriche);  scade un “timer” periodico.  I protocolli IGP estesi trasportano anche:  Classi amministrative e Metriche hanno variazioni quasi statiche; Banda residua ha variazioni continue  E’ necessario stabilire delle soglie per la banda residua per evitare distribuzioni troppo frequenti  Esempio: 15, 30, 45, 60, 75, 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 99, 100 % della banda allocabile

Come distribuire le informazioni  Si utilizzano i messaggi, opportunamente estesi, di protocolli di routing IGP di tipo “Link State” (IS-IS, OSPF)  IS-IS: TLV 22 (draft-ietf-isis-traffic-04: “IS-IS extensions for Traffic Engineering”)  OSPF: LSA di tipo 10 (“opaque LSA”) (draft-katz-yeung-ospf-traffic-09: “Traffic Engineering Extensions to OSPF Version 2”) draft-katz-yeung-ospf-traffic-09 Oggetti contenuti in LSA di tipo 10 (“opaque LSA”) - Traffic Engineering Metric (4 byte) - Maximum bandwidth (4 byte; tipicamente la banda fisica) - Maximum reservable bandwidth (4 byte; banda max disponibile per Tunnel IT) - Unreserved bandwidth (32 byte; indica la banda residua) - ……..