MPLS

Multi-Protocol Label Switching
Мультипротокольная коммутация по меткам
«Когда я назначаю кого-то на лидирующую позицию, то
имею девяносто девять недовольных и одного
неблагодарного»
Людовик XIV
План доклада
 Введение
 Основные понятия MPLS
 Маршрутизация в MPLS
Введение
 Универсальная служба передачи данных для
клиентов сетей с коммутацией каналов и
коммутацией пакетов
 Передача трафика различной природы
 Переадресация управляется на основе меток
 Протокол 2.5 уровня
Достоинства
 Отделение выбора маршрута от анализа IP-адреса
 Ускоренная коммутация
 Гибкая поддержка QoS, интегрированных сервисов
и виртуальных частных сетей
 Эффективное использование явного маршрута
Основные понятия
 В IP-сетях маршрутизация на основе IP адреса
назначения
 В MPLS – каждому IP пакету назначается метка
 Метка – между заголовком кадра и заголовком IP
пакета
Заголовок
кадра
MPLS
заголовок
Заголовок
IP пакета
IP пакет
Метка
 Метка — это короткий идентификатор
фиксированной длины
 Метка уникальна в пределах соединения между
каждой парой логически соседних LSR
 Возможно передавать стек меток
 Label swapping – замена меток
Назначение меток
 На платформенной основе – значения меток
уникальны по всему тракту LSP
 На интерфейсной основе - значения меток
связаны с интерфейсом
 LDP – Label Distribution Protocol – протокол
распределения меток
Процесс маршрутизации
 Разделение на классы пакетов – классы
эквивалентности (Forwarding Equivalence Classes)
 Каждому FEC ставится в соответствие
определенное направление
Создание и распределение меток
 В маршрутизаторах устаналивается соответствие
FEC и метка
 Создание таблиц в каждом маршрутизаторе
 «Входной интерфейс – входная метка» - «выходной
интерфейс – исходящая метка»
 Создание коммутируемого по меткам тракта (пути
следования пакета)
 Входной маршрутизатор по таблице определяет
метку и инкапсулирует ее.
MPLS заголовок
0
20
Метка
CoS
23 24
S
TTL
Метка – поле, по которому осуществляется коммутация
(резервные значения 0-15)
CoS – поле, описывающее класс обслуживания пакета
TTL – time-to-live (время жизни)
S – поле флаг, фиксирующий конец «стека» меток
Заголовок
MPLS
MPLS
MPLS
Заголовок
кадра
заголовок заголовок заголовок IP пакета
№3
№2
№1
IP пакет
Резервные значения меток
 0 – должна находиться на дне стека меток,
указывает на то, что дальнейшая маршрутизация –
IPv4
 1 – находится только не на дне, при получении
доставляется программному модулю для обработки
 2 – так же как и 0, но для IPv6
 3- нулевая метка, пакеты этой меткой никогда не
помечаются
 4-15 – резерв для дальнейшего использования
Стек меток MPLS
 Операции: помещать, удалять и заменять метку
 Объединение нескольких LSP в один путь –
добавление к стеку меток общей метки
 Используется по принципу LIFO
Таблица пересылки
 Информационная база меток LIB
 Next Hop Lable Forwarding Entry
 операции со стеком меток
 следующий маршрутизатор
 используемая инкапсуляция
 способ кодирования
 информация, относящаяся к пересылке пакета
 Каждая запись состоит из входящей метки и одной
или более подзаписей (исходящая метка, выходной
интерфейс, адрес следующего маршрутизатора)
Устройства в архитектуре MPLS
 LSR – Label-Switch Router – поддерживает
коммутацию по меткам и IP-маршрутизацию
 Edge LSR – маршрутизатор, подключенный к
устройствам, не осуществляющим коммутацию по
меткам
 MPLS Domain – группа устройств, осуществляющих
коммутацию по меткам
Процесс коммутации по меткам
Источник – 10.1.1.1
Приемник – 10.2.1.1
Прохождение через MPLS-домен
IP-маршрутизация и MPLSкоммутация
IP-маршрутизация
Подсеть
Выходной интерфейс
Метка
int1
1000
10.2.1.0/24
Коммутация по меткам
Входной
интерфейс
Метка
Выходной
интерфейс
Метка
int0
1000
int2
330
Метка
Выходной
интерфейс
Метка
330
Int2
pop/540
Коммутация по меткам
Входной
интерфейс
Int1
IP-маршрутизация и MPLSкоммутация
Коммутация по меткам
Входной
интерфейс
Метка
Int0
540
Выходной
интерфейс
Метка
Необходим анализ таблицы IPмаршрутизации
IP маршрутизация
Подсеть
Выходной интерфейс
Метка
10.2.1.0/24
int1
нет
MPLS VPN
 VPN - это принцип объединения узлов клиента,
находящихся под единым административным
подчинением, через публичную сеть оператора
Основные понятия
 CE - маршрутизатор со стороны узла клиента,
который непосредственно подключается к
маршрутизатору оператора
 PE - граничный маршрутизатор со стороны
оператора (MPLS домена), к которому
подключаются устройства CE
 P - маршрутизатор внутри сети Оператора (MPLS
домена)
Принципы взаимодействия
 Каждый клиент в рамках своей VPN может
свободно обмениваться IP трафиком
 В рамках MPLS/VPN допускается организация
взаимодействия нескольких разных узлов
Схемы взаимодействия
 Закрытая абонентская группа (Closed User Group -
CUG)
 Центр-периферия (hub-and-spoke). Центральные
узлы могут обмениваться трафиком друг с другом.
Периферийные обмениваются трафиком только с
центральным
Узел может быть как членом закрытой абонентской
группы, так и членом группы центр-периферия
Функционирование PE
 Для обслуживания разных VPN на устройстве PE
создается несколько виртуальных объектов: VPN
Routing And Forwarding
 VRF образовываются:
 отдельной таблицей IP-маршрутизации,
использующейся для маршрутизации пакетов VPN
 множеством интерфейсов устройства PE, по которым
подключены устройства CE, принадлежащие одной
VPN
Пример
Отличие понятий VPN и VRF
 VPN - это принцип объединения узлов клиента,
находящихся под единым административным
подчинением, через публичную сеть оператора.
Описывается множеством узлов
 VRF - это объект в состав которого входят
 множество интерфейсов PE, к которым
подключаются CE из одного VPN
 VRF-таблица
 атрибуты и правила распространения маршрутной
информации
Преимущества VPN на базе MPLS
 Масштабируемость
 Возможность пересечения адресных пространств,
узлов подключенных в различные VPN
 Изолирование трафика VPN друг от друга на
втором уровне модели OSI
Будущее
 Тандем IP и ATM, соединенных посредством MPLS
 Интегрирование сервисов
 Виртуальные частные сети (MPLS VPN)
Спасибо за внимание!