1. Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Ingeniería de Telecomunicaciones
Redes Digitales de Servicios Integrados - RDSI
(IT526M)
Sesión: 13-14
Introducción a MPLS
Prof. Ing. José C. Benítez P.
Versión original de Yun Teng
Dept. of Computer Science, UMBC, University of Maryland

2. Introducción a MPLS
Motivación
Bases de MPLS
Componentes del Protocolo
Operación
Stack de Protocolo de la Arquitectura
Ventajas y desventajas
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3. Motivación
IP
Primer protocolo definido y usado
De facto el único protocolo para la
Internet Global trabajando
… pero tiene desventajas
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4. Motivación (cont.)
Desventajas del Ruteo IP
Sin conexión
- e.g. no QoS
Cada router debe tomar decisiones independientes
basado en las Direcciones IP
Encabezado IP Grande
- al menos 20 bytes
Ruteo en capa de red
- Más lento que Switching (conmutación)
Usualmente diseñado para obtener el camino más
corto
- No toma en cuenta otras métricas
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5. Motivación (cont.)
ATM (Asynchronous Transfer Mode)
Orientada a Conexión
- Provee QoS
“Switcheo” rápido de paquetes con
paquetes (celdas) de largo fijo
Integración de diferentes tipos de tráfico
(voz, datos, video)
… Pero también tiene desventajas
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6. Motivación (cont.)
Desventajas de ATM
Complejo
Caro
No ampliamente adoptado
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7. Motivación (cont.)
Idea: Combinar los algoritmos de re-
envío usados en ATM e IP.
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8. Introducción a MPLS
Motivación
Bases de MPLS
Componentes del Protocolo
Operación
Stack de Protocolo de la Arquitectura
Ventajas y desventajas
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9. Bases de MPLS
Multi Protocol Label Switching es
acomodado entre capa 2 y capa 3
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10. Bases de MPLS (cont.)
Características de MPLS
Mecanismo para manejar el flujo de tráfico de
tamaños variados (Flow Management)
Es independiente de protocolos de capa 2 y 3
Mapea direcciones IP a etiquetas de longitud fija
Interconecta a protocolos de existentes (RSVP,
OSPF)
Soporta ATM, Frame-Relay y Ethernet
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11. Introducción a MPLS
Motivación
Bases de MPLS
Componentes del Protocolo
Operación
Stack de Protocolo de la Arquitectura
Ventajas y desventajas
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12. Rótulo (Label)
Formato genérico del label
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13. Label (cont.)
Distribución de Label (rótulo)
MPLS no especifica un único método para
distribuir los rótulos (labels)
BGP (Border Gateway Protocol) ha sido
mejorado para la información de label
dentro de mensajes del protocolo
(piggyback)
RSVP también ha sido extendido para
incluir intercambio de labels (también vía
piggybacked).
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14. Label (cont.)
IETF ha definido un nuevo protocolo
conocido como Label Distribution
Protocol (LDP) para señalización y
administración
Extensiones al protocolo base LDP ha
sido definido para soportar ruteo basado
en requerimientos de QoS.
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15. Label (cont.)
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16. Modelo de red MPLS
Internet
LER
IP
LER
LSR
LSR
MPLS
LSR MPLS
LSR
LER IP
LSR = Label Switched Router
LER = Label Edge Router
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17. Label Edge Router - LER
Son los router residentes al borde de
la red MPLS. Su función es asignar y
remover los labels de los paquetes.
Soportan múltiples puertas
conectadas a redes no similares (tales
como frame relay, ATM, y Ethernet).
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18. Label Switching Router - LSR
Son router de alta velocidad en el
core de una red MPLS.
Switches ATM pueden ser usados
como LSRs sin cambiar su hardware.
Capa de switching es equivalente a
switcheo VP/VC (Virtual path/Virtual
circuit).
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19. Posiciones de LERs & LSRs
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20. Forward Equivalence Class - FEC
Es una representación de un grupo de
paquetes que comparten los mismos
requerimiento para su transporte.
La asignación de un paquete
particular a un FEC es hecho sólo una
vez (cuando el paquete entra a la
red).
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21. Label-Switched Paths – LSPs
Rutas conmutadas por labels
Una ruta es establecida antes que la
transmisión de datos comience.
Una ruta transporta un FEC.
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22. Detalles de LSP
MPLS provee dos opciones para configurar
un
Ruteo hop-by-hop
Cada LSR selecciona independientemente el
próximo hop para un FEC dado. LSRs soporta
varios protocolos de ruteo (OSPF, ATM …).
Ruteo explícito
Es similar a ruteo de fuente. El LSR de ingreso
especifica la lista de nodos a través del cual el
paquete pasará.
El setup de LSP para un FEC es
unidireccional. El tráfico de retorno debe
tomar otro LSP! (para distribuir carga)
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23. Label Distribution Protocol - LDP
Un protocolo a nivel aplicación para
distribuir la asociación a lebels a LSRs.
Son usados para mapear FECs a labels,
los cuales a su vez crean LSPs.
Las sesiones LDP son establecidas entre
LDP pares en la red MPLS (no
necesariamente adyacentes).
Algunas veces emplea OSPF o BGP.
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24. Detalles de LDP
Tipos de mensaje LDP:
discovery messages— anuncia y mantiene la
presencia de un LSR en la red
session messages— establece, mantiene, y
termina sesiones entre LDP pares
advertisement messages— crea, cambia, y
borra mapeo de labels para FECs
notification messages— provee información
de avisos y señalización de errores
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25. Introducción a MPLS
Motivación
Bases de MPLS
Componentes del Protocolo
Operación
Stack de Protocolo de la Arquitectura
Ventajas y desventajas
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26. Operación de MPLS
Los siguientes pasos deben ser
seguidos para que un paquete de
datos viaje a través de una red MPLS.
Creación y distribución de label
Creación de tablas en cada router
Creación de label-switched path (LSP,
caminos conmutados por labels)
Inserción de labels y su acceso en tablas
Re-envío de paquetes
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27. Paso 1
Creación y distribución de Label
Antes que el tráfico comience los routers
deciden asociar un label a un FEC (forward
equivance class) y construir sus tablas.
En LDP (label distribution protocol), routers
inician la distribución de labels y la asociación
label/FEC.
Además características relacionas con el tráfico y
capacidades MPLS son negociadas usando LDP.
Un protocolo de transporte confiable debería ser
usado para el protocolo de señalización.
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28. Paso 2
Creación de tablas
Bajo recepción de la asociación de label,
cada LSR (Label switching router) crea
entradas en una base de información de
labels (label information base - LIB).
El contenido de la tabla especifica el
mapeo entre un label y un FEC.
Mapeo entre la puerta y label de entrada y
la puerta y label de salida.
Las entradas son actualizadas en cada
renegociación asociando label y FEC.
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29. Ejemplo de Tabla LIB (Label
information Base)
Incoming Output Outgoing
Input Port
Port Label Port Port Label
1 3 3 6
2 9 1 7
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30. Ejemplo de operación MPLS
Label switched router
Label edge router
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31. Paso 3
Creación del camino de switcheo de
label (Label switched path- LSP)
Los LSPs son creados en dirección
inversa a la creación de entradas en el
LIBs.
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32. Ejemplo operación MPLS
c
a
b
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33. Paso 4
Inserción de labels y su acceso en
tablas
El primer router (LER1) usas la tabla LIB
para encontrar el próximo hop y requerir
un label para un FEC específico.
Router subsecuentes sólo usan la tabla
para encontrar el próximo hop.
Una vez que el paquete llega al LSR de
egreso (LER4), el label es removido y el
paquete es entregado al destino.
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34. Ejemplo de operación MPLS
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35. Paso 5
Re-envío de paquetes
LER1 podría no tener ningún label para este
paquete por tratarse de la primera ocurrencia
de este requerimiento. En una red IP, LER1
encontrará la dirección de su tablas de ruteo de
calce mayor para definir el próximo hop. LSR1
será el próximo hop para LER1.
LER1 iniciará un requerimiento de label hacia
LSR1.
Éste requerimiento se propagará a través de la
red como lo indica la línea punteada verde..
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36. Paso 5 (cont.)
Cada router intermedio recibirá un label
desde su router downstream
comenzando por LER2 y yendo upstream
hasta LER1. La configuración del LSP es
indicada por la línea azul usando LDP o
cualquier otro protocolo de señalización.
LER1 insertará el label y re-enviará el
paquete a LSR1.
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37. Paso 5 (cont.)
Cada LSR subsiguiente, i.e., LSR2 y
LSR3, examinarán el label en el paquete
recibido, y lo reemplazarán con el label
de salida y lo re-enviarán.
Cuando el paquete llega a LER4, éste
removerá el label porque el paquete está
dejando el dominio MPLS y es entregado
al destino.
El camino recorrido por el paquete es
indicado por la línea roja.
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38. Ejemplo de Operación MPLS
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39. Túneles en MPLS
La idea es controlar el camino entero
sin explícitamente especificar los
router intermedios.
Creando túneles a través de routers
intermedios que pueden cubrir múltiples
segmentos.
Aplicación en VPNs basadas en MPLS.
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41. Introducción a MPLS
Motivación
Bases de MPLS
Componentes del Protocolo
Operación
Stack de Protocolo de la
Arquitectura
Ventajas y desventajas
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42. MPLS Protocol Stack Architecture
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43. Introducción a MPLS
Motivación
Bases de MPLS
Componentes del Protocolo
Operación
Stack de Protocolo de la Arquitectura
Ventajas y desventajas
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44. Ventajas de MPLS
Mejora desempeño de re-envío de
paquetes en la red
Soporta QoS y CoS (clases de servicio)
para diferenciar servicios
Suporta escalabilidad de la red
Integra IP y ATM en la red
Construye redes inter-operables
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45. Desventajas de MPLS
Se agrega una capa adicional
Los router deben entender MPLS
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46. Referencias
http://www.iec.org/online/tutorials/mpls/index.
html
http://www.iaik.tu-
graz.ac.at/teaching/03_advanced%20computer
%20networks/ss2004/vo3/MPLS.pdf
http://ica1www.epfl.ch/cn2/0304/doc/lecture/
mpls.pdf
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