Post on 21-Apr-2015
MPLS-Multiprocol Label SwitchingMPLS-Multiprocol Label Switchingee
RerroteamentoRerroteamento
Projeto GIGAProjeto GIGA
2Projeto GIGA
Sumário (MPLS)Sumário (MPLS)
IntroduçãoIntrodução
Conceitos básicosConceitos básicos
Arquitetura MPLSArquitetura MPLS
Distribuição de RótulosDistribuição de Rótulos
3Projeto GIGA
IntroduçãoIntrodução
MPLS – Multiprotocol Label SwitchingMPLS – Multiprotocol Label Switching Suporta diversos protocolos de nível Suporta diversos protocolos de nível 33– IP, IPX, Apple Talk, etcIP, IPX, Apple Talk, etc
Surgiu da necessidade de atender aos Surgiu da necessidade de atender aos requisitos de aplicações multimídiarequisitos de aplicações multimídia QoSQoS ConfiabilidadeConfiabilidade SegurançaSegurança
4Projeto GIGA
IntroduçãoIntrodução
Resultado de um processo evolutivoResultado de um processo evolutivo Inicilamente, soluções proprietáriasInicilamente, soluções proprietárias
– The cell switching router – CSR (Toshiba)The cell switching router – CSR (Toshiba)
– Ipsilon’s IP SwitchingIpsilon’s IP Switching
– Cisco’s Tag SwitchingCisco’s Tag Switching
– IBM’s Aggregate Route-based IP Switching IBM’s Aggregate Route-based IP Switching (ARIS)(ARIS)
Especificado através de RFC’s (RFC-Especificado através de RFC’s (RFC-3031)3031)
5Projeto GIGA
Conceitos BásicosConceitos Básicos
Redes orientadas a circuitoRedes orientadas a circuito Rede de telefonia públicaRede de telefonia pública A rota (circuito físico) dos dados (voz) é A rota (circuito físico) dos dados (voz) é a mesma durante a conexãoa mesma durante a conexão
Dados chegam em ordem ao destinoDados chegam em ordem ao destino Recursos são reservados nos Recursos são reservados nos dispositivos pertencentes à rota: sendo dispositivos pertencentes à rota: sendo utilizados ou não (QoS)utilizados ou não (QoS)
Sinalização para o estabelecimento do Sinalização para o estabelecimento do circuitocircuito
Latência de sinalizaçãoLatência de sinalização Duração média de uma conexão Duração média de uma conexão telefônica: 3 mintelefônica: 3 min
6Projeto GIGA
Conceitos BásicosConceitos Básicos
Redes sem conexãoRedes sem conexão Redes IPRedes IP Os dados podem chegar fora de ordem Os dados podem chegar fora de ordem ao destinoao destino
A rota dos dados pode mudar durante A rota dos dados pode mudar durante uma conexão (fluxo)uma conexão (fluxo)
Sem reserva de recursosSem reserva de recursos Ausência de latência de sinalizaçãoAusência de latência de sinalização Apropriada para fluxos de curta Apropriada para fluxos de curta duraçãoduração
Classe de serviço: best-effortClasse de serviço: best-effort
7Projeto GIGA
Conceitos BásicosConceitos Básicos
Redes baseadas em circuito virtualRedes baseadas em circuito virtual A idéia é introduzir em uma infra-A idéia é introduzir em uma infra-estrutura de comunicação características estrutura de comunicação características de redes sem conexão e de redes de redes sem conexão e de redes orientadas a circuito orientadas a circuito
Materializar as vantagens dos dois Materializar as vantagens dos dois esquemasesquemas
Atender ao fenômeno de convergência das Atender ao fenômeno de convergência das mídiasmídias
Em uma mesma infra-estrutura de Em uma mesma infra-estrutura de comunicação atender aos requisitos de comunicação atender aos requisitos de aplicações multimídia e tradicionais.aplicações multimídia e tradicionais.
Frame-Relay, ATM e MPLSFrame-Relay, ATM e MPLS
8Projeto GIGA
ObjetivoObjetivo
Substituir o paradigma do roteamento Substituir o paradigma do roteamento IP salto a salto por encaminhamento IP salto a salto por encaminhamento através da troca de rótulosatravés da troca de rótulos
Obter maior escalabilidade ao Obter maior escalabilidade ao simplificar / eliminar várias operações simplificar / eliminar várias operações no roteamento IPno roteamento IP
Prover maior flexibilidade ao Prover maior flexibilidade ao gerenciamento de desempenho e gerenciamento de desempenho e engenharia de tráfego.engenharia de tráfego.
9Projeto GIGA
ObjetivoObjetivo
Ser utilizado em redes de backboneSer utilizado em redes de backbone O ATM não chegou até ao usuário finalO ATM não chegou até ao usuário final Operadores adotaram as tecnologias Operadores adotaram as tecnologias ATM e Frame relay no núcleo das redes ATM e Frame relay no núcleo das redes (backbone)(backbone)
Problema: como interoperar IP c/ essas Problema: como interoperar IP c/ essas tecnologias?tecnologias?– Modelo overlay: mapeamentoModelo overlay: mapeamento
– Modelo de integração: fundir camadas 2 e 3Modelo de integração: fundir camadas 2 e 3
O MPLS: modelo de integraçãoO MPLS: modelo de integração
10Projeto GIGA
Arquitetura MPLSArquitetura MPLS
Elementos da arquiteturaElementos da arquitetura LSPLSP (Label Swithed Path): caminho pré- (Label Swithed Path): caminho pré-etabelecido entre dois pontosetabelecido entre dois pontos– O LSP é sempre unidirecionalO LSP é sempre unidirecional
RótuloRótulo (label): número que identifica (label): número que identifica um LSPum LSP
LSRLSR (Label Switch Router): nome (Label Switch Router): nome genérico de um roteador MPLS; usado genérico de um roteador MPLS; usado também para detonar os roteadores também para detonar os roteadores intermediários de um LSP; realizam a intermediários de um LSP; realizam a troca de rótulos.troca de rótulos.
11Projeto GIGA
Arquitetura MPLSArquitetura MPLS
Funcionamento GeralFuncionamento Geral
Domínio MPLS
LER de Entrada
LSR
LSR
LSP
LIB
Rede IP
Rótulo
ClassificaçãoDefinição da FEC
Encaminhamento
LSR678 377
545 678
LER de Saída
377 X
rota 234
234 545
Prefixo IP : LSP : rótulo (234)
FEC: Forwarding Equivalent ClassLIB : Label Information base
12Projeto GIGA
Arquitetura MPLSArquitetura MPLS
Outros elementos da arquiteturaOutros elementos da arquitetura FECFEC (Forwarding Equivalente Class): (Forwarding Equivalente Class): Classe que representa um conjunto de Classe que representa um conjunto de pacotes que terão o mesmo tratamento pacotes que terão o mesmo tratamento nos LSRs de um LSPnos LSRs de um LSP
Exemplos de regrasExemplos de regras: mesmo endereço : mesmo endereço (prefixo) destino; endereço destino (prefixo) destino; endereço destino (prefixo) e ToS; mesma VPN; tipo de (prefixo) e ToS; mesma VPN; tipo de tráfegotráfego
GranuralidadeGranuralidade: : – Grossa: vários fluxos; Fina: único fluxoGrossa: vários fluxos; Fina: único fluxo
Rótulo
FEC LSP
13Projeto GIGA
Arquitetura MPLSArquitetura MPLS
Outros elementos da arquiteturaOutros elementos da arquitetura LIBLIB (Label Information Base): tabela de (Label Information Base): tabela de rótulosrótulos
Espaço de endereçamento de rótulosEspaço de endereçamento de rótulos– Por nó: LSRPor nó: LSR
– Por interface Por interface Rótulo Rótulo
de de entradentrad
aa
InterfaInterface de ce de
entradentradaa
Rótulo Rótulo de de saídasaída
InterfaInterface de ce de saídasaída
Entrada LIB
14Projeto GIGA
Arquitetura MPLSArquitetura MPLS
Formato do cabeçalho do rótulo (shim)Formato do cabeçalho do rótulo (shim)
rótulo Exp S TTL
Cabeçalho de
enlace
Cabeçalho MPLS
Cabeçalho MPLS
Pacote IP
20 bits 3 bits 1 bit 8 bits
15Projeto GIGA
Criação de RótulosCriação de Rótulos
Funcionamento internoFuncionamento internoTabela
deRoteamento Protocolo
deroteamento
Processode
controle
AssociaçõesFEC / Rótulo
Tabelasde
Rótulos
Protocolode
distribuiçãode
rótulos
Encaminhamentode pacotesrotulados
Interfaces
Pacote rotulado de entrada Pacote rotulado de saída
Co
ntr
ole
En
cam
inh
amen
to
Pacote nãorotulado
deentrada
Anúncio erecebimento
denovas rotas
Anúncio erecebimento
de novasassociações
16Projeto GIGA
Distribuição de rótulosDistribuição de rótulos
ModosModos Independente: cada LSR toma a Independente: cada LSR toma a iniciativa iniciativa
Ordenado: somente os LER’sOrdenado: somente os LER’s
LR
LRLR
LMLM
LM
LR (Label Request) - Requisição de rótuloLM (Label Mapping) - Associação de rótulo
LERde
entrada
LERde
saída
Ordenado, sob-demanda
17Projeto GIGA
Distribuição de rótulosDistribuição de rótulos
Estabelecimento de LSP’s : FEC Estabelecimento de LSP’s : FEC RótuloRótulo Estender protocolos de roteamento já Estender protocolos de roteamento já existentesexistentes
Estender protocolos de sinalização já Estender protocolos de sinalização já existentesexistentes– RSVP: reserva de recursosRSVP: reserva de recursos
Criar novos protocolosCriar novos protocolos– LDP (Label Distribution Protocol): rotas dos LDP (Label Distribution Protocol): rotas dos
protocolos de roteamentoprotocolos de roteamento
– CR-LDP (Constraint-based routing LDP): CR-LDP (Constraint-based routing LDP): roteamento explícito roteamento explícito
18Projeto GIGA
Sumário (Rerroteamento)Sumário (Rerroteamento)
IntroduçãoIntrodução
Visão geralVisão geral
Arquitetura de Rerroteamento Pró-Arquitetura de Rerroteamento Pró-
ativoativo
Funcionamento da ArquiteturaFuncionamento da Arquitetura
19Projeto GIGA
Introdução - RerroteamentoIntrodução - Rerroteamento
Abordagem reativa - tradicional
• AApós a ocorrência da falha pós a ocorrência da falha
• Latência – degrada as aplicaçõesLatência – degrada as aplicações
Abordagem pró-ativa
• TTendência de falhas de QoSendência de falhas de QoS
• Antecipa todas as operações Antecipa todas as operações possíveispossíveis
• Redução da latênciaRedução da latência
• EliminaElimina//minimiza falhas de QoSminimiza falhas de QoS
20Projeto GIGA
IntroduçãoIntroduçãoRerroteamento Pró-ativo - PlenoRerroteamento Pró-ativo - Pleno e e ParcialParcial
Problemas Problemas • Deslocamento agentes • Mudança trecho crítico• Escalabilidade
•VantagensVantagens–Maior flexibilidade–Independência protocolo de roteamento
Parcial com agentes móveis
LERde
entrada
LERde
saída
Área de busca
Primeiro nó dotrecho crtico
Último nó dotrecho crítico
Trecho crítico
21Projeto GIGA
Visão GeralVisão Geral
EstaçãoCliente
Servidorde
Mídias
Servidorde
Mídias
LSP
LERde
Entrada LERde
Saída
Gerente de Domíniode Desempenho
1
2
3
4
GerenteMOR
ClienteServiMídia
22Projeto GIGA
Componentes da ArquiteturaComponentes da Arquitetura
AgenteNóEntrada (ANEAgenteNóEntrada (ANE) ) • Gerenciamento de rerroteamento – int.
externa• Fixo – escalabilidade• Disparo do agente ARA
AgenteNóIntermediário (ANI)AgenteNóIntermediário (ANI)• Identifica circuito virtual• Monitora estados locais
AgenteRotaAlternativa (ARA)AgenteRotaAlternativa (ARA)• Identifica e monitora trechos
alternativos • Redireciona fluxo
23Projeto GIGA
Funcionamento da ArquiteturaFuncionamento da Arquitetura
Fases do processo de rerroteamento
IA
DTA
MCV
MTA
MR
Início damonitoraçãodo fluxo
Fim do fluxoSolicitaçãoexterna de
rerroteamento.Tempo de execução da
função de disparo
Tempo
Fa
ses
IA: Instalação dos AgentesMCV: Monitoração do Circuito VirtualDTA: Descoberta de Trechos AlternativosMTA: Monitoração dos Trechos AlternativosMR: Mudança de Rota
24Projeto GIGA
Funcionamento da Arquitetura Funcionamento da Arquitetura Fases IA e MCVFases IA e MCV
Instalação dos Agentes – fase IA Monitoração do Circuito Virtual –
fase MCV
ANE
ANI ANI ANI ANI ANI ANI
ARA
1ARA
23 4 5 6
891011
1213
7
1514
Nó de EntradaNó de Saída
Nós intermediários
Trecho Crítico
Primeiro nó do TrechoCrítico
Último nó do trecho Crítico
ARA: Agente Rota Alternativa, ANE: AgenteNóEntrada, ANI: AgenteNóIntermediário
A
B C D E F
25Projeto GIGA
Funcionamento da ArquiteturaFuncionamento da ArquiteturaFase DTAFase DTA
Descoberta Trechos Alternativos – fase DTA
ANE
ARA
ANI ANI ANI ANI ANI
1
ARA
1'
3
2
3'
2'
Nó de Entrada Nó de Saída
A B C D E F
G H
I
ARA ARA
ARA
ARAARA - Agente Rota AlternativaANE - AgenteNóEntradaANI - AgenteNóIntermediário
4'
26Projeto GIGA
Funcionamento da ArquiteturaFuncionamento da ArquiteturaFase MTAFase MTA
Monitoração Trechos Alternativos – fase MTA
ANE ANI
ANI
ANI
ANI
ANI
1
ARA
1'
3
2
9
2'
Nó de Entrada Nó de Saída
A B C D E F
G H
I
ARAARA
ARA
ARAARA - Agente Rota AlternativaANE - AgenteNóEntradaANI - AgenteNóIntermediário
27Projeto GIGA
Funcionamento da ArquiteturaFuncionamento da ArquiteturaFase MR - antecipadaFase MR - antecipada
Mudança de Rota (Antecipada) – fase MR
ANE ANI
ANI
ANI
ANI
ANIARA
1
2
9
Nó de Entrada Nó de Saída
A B C D E F
G H
I
ARAARA
ARA
ARAARA - Agente Rota AlternativaANE - AgenteNóEntradaANI - AgenteNóIntermediário
Solicitação externa dererroteamento
28Projeto GIGA
Funcionamento da ArquiteturaFuncionamento da ArquiteturaFase MR – sob-demandaFase MR – sob-demanda
Mudança de rota (sob demanda) – fase MR
ANE ANI
ANI
ANI
ANI
ANIARA
1
2
Nó de Entrada Nó de Saída
A B C D E F
G H
I
ARAARA
ARA
ARAARA - Agente Rota AlternativaANE - AgenteNóEntradaANI - AgenteNóIntermediário
Solicitação externa dererroteamento
3
4
5
6
29Projeto GIGA
Tempo mínimo p/ rerroteamento Tempo mínimo p/ rerroteamento (Tmr)(Tmr)
Tempo de chaveamneto (Tcv)Tempo de chaveamneto (Tcv)
IA
DTA
MCV
MTA
MR
Início damonitoraçãodo fluxo
Fim do fluxo
Solicitaçãoexterna de
rerroteamento.
Tempo de execução dafunção de disparo
Tempo
Fa
ses
IA: Instalação dos AgentesMCV: Monitoração do Circuito VirtualDTA: Descoberta de Trechos AlternativosMTA: Monitoração dos Trechos AlternativosMR: Mudança de Rota
Tmr
Tempo de uma msg deestado
Tcv
30Projeto GIGA
Hardware
Sistema Operacional
Máquina Virtual Java
Mcode
Pearl
Agentesde
rerroteamento
Rerroteamento: PreocupaçõesRerroteamento: Preocupações
Muitas camadas de processamento Principais latências: infra-
estrutura de mobilidade µcode e interpretador Pearl
31Projeto GIGA
O rerroteamento e o projeto GigaO rerroteamento e o projeto Giga
Também possui muitas camadas
Daemon de execução do peer
Módulos LDAP
Módulos LDAP
Repositório de políticasRepositório de políticas
Páginas WebPáginas Web Web ServicesWeb Services Agentes móveisAgentes móveis ScriptsScripts
Engine de execução (e.g. PHP)Engine de execução (e.g. PHP)
Peer adjacentesPeer adjacentesServidor HTTP/S Módulos Aglets ou MuCode
Módulos Aglets ou MuCode
Agente SNMP (Jasmin)
Agente SNMP (Jasmin)
Módulos JXTA
Módulos de comunicação com a infra-estrutura óptica
AdministradoresAdministradores AplicaçõesAplicaçõesUsuáriosUsuários
32Projeto GIGA
FIM
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