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Core Network e MPLS
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VoIP e NGNCore Network e MPLS
Frederico Madeira <[email protected]>www.madeira.eng.br
Sumário
➔ Características➔ Redes Orientadas a Circuito➔ Redes sem Conexão➔ Redes Baseadas em Circuito Virtual➔ Arquitetura de Suporte➔ MPLS➔ O rótulo MPLS➔ Campos do rótulo➔ Elementos Principais do MPLS➔ Dinâmica do MPLS➔ Roteamento e Encaminhamento na rede MPLS➔ VPN➔ AToM➔ Resumo
Características✔ Rede única para comutação de todos os tipos de serviços: Voz,
dados e vídeo
✔ Tecnologia de pacotes, as informações são encaminhadas em blocos chamados pacotes (ao invés de circuitos)
✔ Flexibilidade para facilitar ampliação devido ao crescimento do tráfego
✔ Qualidade de serviço (QoS) – equivalente a pstn
✔ Baixo custo operacional
✔ Multi-protocolo
Redes Orientadas a Circuito➔ Rede de telefonia pública
➔ A rota (circuito físico) dos dados (voz) é a mesma durante a conexão
➔ Dados chegam em ordem ao destino
➔ Recursos são reservados nos dispositivos pertencentes à rota: sendo utilizados ou não (QoS)
➔ Sinalização para o estabelecimento do circuito
➔ Latência de sinalização
Redes sem Conexão➔ Redes IP
➔ Os dados podem chegar fora de ordem ao destino
➔ A rota dos dados pode mudar durante uma conexão (fluxo)
➔ Sem reserva de recursos
➔ Ausência de latência de sinalização
➔ Apropriada para fluxos de curta duração
➔ Classe de serviço: best-effort
Redes Baseadas em Circuito Virtual
➔ A idéia é introduzir em uma infra-estrutura de comunicação características de redes sem conexão e de redes orientadas a circuito
➔ Materializar as vantagens dos dois esquemas
➔ Atender ao fenômeno de convergência das mídias
➔ Em uma mesma infra-estrutura de comunicação atender aos requisitos de aplicações multimídia e tradicionais.
➔ Frame-Relay, ATM e MPLS
Arquitetura de Suporte
✔ TCP/IP
✔ Protocolos de Roteamento: BGP, OSPF, EGP, RIP
✔ ATM, Frame Relay
✔ MPLS
✔ Multiplexação Estatística: Quando a banda não for utilizada, pode ser preenchida por outros fluxos de dados, ao contrário da multiplexação TDM onde são alocados circuitos dedicados para a transmissão dos fluxos de dados.
MPLS
✔ Evolução do modelo IP/ATM
✔ Padronização de diversas tecnologias emergentes no final dos anos 90.✔ IP Switching✔ Tag Switching✔ Aggregate Route-Based IP Switching (ARIS)✔ Cell Switching Router (CSR)
✔ Criado para atender aos requisitos de aplicações multimídia:
● QoS● Confiabilidade● Segurança
MPLS
✔ Encaminhamento baseado em rótulos✔ Menor processamento✔ Consequentemente mais rápido
✔ Em função do local no modelo OSI onde o rótulo é inserido ele suporta qualquer protocolo de camada 2: PPP, HDLC, Ethernet, etc...
✔ Não se encaixa muito no modelo OSI.
✔ Não nem de camada 2 e nem de camada 3
✔ É considerado da camada 2,5
O rótulo MPLS
✔ É um número que identifica um fluxo de dados dentro de um enlace
✔ Rótulo MPLS precede endereço IP, tornando o roteamento mais rápido.
✔ Não é novidade, já utilizado por frame relay/ATM
✔ Possui 32 bits e é uma representação curta do cabeçalho IP (Só o endereço IP possui 32bits)
O rótulo MPLS - Campos
✔ Label: Transporta o valor efetivo do rótulo
✔ CoS (Class of Service) ou EXP: utilizado para classificar a prioirdade dos pacotes em até oito níveis
✔ S (stack): indica o inicio e fim de uma pilha de rótulos hierárquicos
✔ TTL (Time-to-Live): mesma funcionalidade do TTL do IP.
Elementos Principais do MPLS
✔ LER (Labe Edge Router) ✔ Equipamento que atribui o primeiro rótulo✔ O rótulo inserido é baseado no IP de destino e
na qualidade de serviço requerida
✔ LSR (Label Switching Router)✔ Equipamento que faz a troca de rótulos.✔ Remove rótulo no input e adiciona novo rótulo
no output✔ Faz parte no núcleo da rede✔ Encaminha de um LSR para outro até chegar
ao destino.
Elementos Principais do MPLS✔ FEC (Forward Equivalence Class)
✔ Serviço ou conjunto de serviços cuja qualidade é igual ou equivalente
✔ Serviços com o mesmo FEC percorrem o mesmo caminho
✔ LSP (Label Switched Path)✔ Caminho virtual fim-a-fim✔ Conjunto de vários enlaces✔ Utilizado pelo FEC
Elementos Principais do MPLS✔ FIB (Forward Information Base)
✔ Base de dados dos equipamentos MPLS que contem a tabela de encaminhamento
✔ Contém valor de rótulo/porta para entrada/saída
✔ LIB (Label information Base)✔ Base de dados com informações cruzadas✔ Dado o rótulo obtém-se uma determinada
qualidade de serviço em uma rota
✔ LDP (Label Distribution Protocol)✔ Protocolo para distribuição automática dos
rótulos pela rede✔ Configurando a base de dados FIB/LIB dos
equipamentos
Dinâmica do MPLS✔ Ao entrar na rede, um rótulo é agregado a cada
pacote pelo LER
✔ Este rótulo possui informações sobre o próximo salto, o LSR
✔ Com base no rótulo recebido, o LSR consulta a FIB e toma a decisão do encaminhamento
✔ O rótulo é trocado e o pacote é encaminhado pela interface de saída definida conforme FEC atribuída.
✔ Ao sair da rede MPLS, o rótulo é removido.
Roteamento e Encaminhamento✔ Em conformidade com a filosofia de redes NGN, existe a
separação do roteamento em duas partes:✔ Controle✔ Encaminhamento
✔ Roteamento é excutado pelo LER (borda)✔ Classificação de pacotes✔ Necessita de alto desempenho em analisar todos os pacotes✔ Baseado na analise é aplicada uma classe de serviço (FEC)
✔ Encaminhamento é executado pelo LSR (Core)✔ Processar os pacotes em alta velociade✔ Encaminhamento rápido✔ Fazem apenas a troca dos rótulos
VPN
✔ É uma rede de uso privativo virtualmente construída sobre uma rede pública
✔ Compartilhada com outras VPN's
✔ Permite a customização da rede de acordo com as necessidades dos clientes
✔ Particionamento da rede física e equipamentos da rede
✔ Multi-protocolo
AToM – Any Transport over MPLS
✔ Clientes ainda possuem legado de soluções que só suportam layer 2 como ATM, Frame Relay e X.25
✔ Através do AToM as operadoras podem carregar este tipo de serviço através de redes MPLS, mantendo apenas uma única estrutura em suas redes.
✔ Proporciona economia $$$ para as operadoras, pois o legado trafega sobre uma única infraestrutura.
✔ Também conhecido como layer 2 VPN
✔ Implementado no PE no modelo point-to-point
Resumo MPLS✔ MPLS é a forma mais efetiva de integrar redes
✔ MPLS reduz o processamento dos roteadores, melhorando a
eficiência no encaminhamento dos pacotes
✔ Provê QoS a redes IP
✔ Opera sobre qualquer tecnologia de camada 2 (ethernet/óptica)
✔ Aceita qualquer protocolo da camada 3
✔ Provê redes privadas para clientes através do modelo de VPN✔ Layer 3 – MPLS VPN✔ Layer 2 - AToM
VoIP e NGNCore Network e MPLS
Frederico Madeira <[email protected]>www.madeira.eng.br