multiprotocol label switching (mpls) · 28.11.01 - ns/nc - mpls_itg.ppt lsr ip-paketip-paket l2...
Post on 04-Jun-2018
212 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Chart No. 1Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
Multiprotocol Label Switching
(MPLS)Prinzipip - Technik - Anwendung - Gremien
Harald Orlamünder
Alcatel SEL AG
Chart No. 2Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
Echtzeit und Qualität für IP-NetzeEchtzeit und Qualität für IP-Netze
RTPRTP RTCPRTCPINTSERVRSVP
INTSERVRSVP
DIFFSERVDIFFSERV
auf derIP-Ebeneauf der
IP-Ebeneoberhalb der
IP-Ebeneoberhalb der
IP-Ebene
Protokolle zur Steuerung der SessionsProtokolle zur Steuerung der SessionsProtokollle im Datenstrom der SessionsProtokollle im Datenstrom der Sessions
MPLSMPLS H.323H.323 SIPSIP.....
Protokollefür Qualität und Echtzeit im Internet
Chart No. 3Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
Prinzipvon MPLS
t Multiprotocol Label Switching (MPLS) wurde zwar imKontext von "IP over ATM" entwickelt, ist aber nicht aufATM als Schicht 2 und IP als Schicht 3 festgelegt.
t Prinzip ist, daß den Layer 2 PDUs kurze Kennzeichnungen("Lables") zugewiesen werden, die im MPLS-Netzumgewertet werden (so wie es ein ATM-Knoten mitVPIs/VCIs macht).
t Normale Schicht-3-Routingprotokolle (wie OSPF und BGP)können in der ersten Phase der Session verwendet werden.Die gewonnenen Routing-Informationen werden verwendetum Labels zuzuweisen. Dann wird eine direkte Schicht-2-Verbindung für die Kommunikation benutzt.
t Im Falle von ATM können direkt VPI/VCI-Werte als Labeleingesetzt werden - es wird kein separatesZeichengabeprotokoll wie Q.2931 / UNI 4.1 benötigt.
Chart No. 4Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
IP (Schicht 3)IP (Schicht 3)
Netz-Schicht (Schicht 2), hier: ATMNetz-Schicht (Schicht 2), hier: ATM
TCPTCP UDPUDP
MPLS (Verfahren)
MPLS (Verfahren)
physikalische Schichten (Schicht 1)physikalische Schichten (Schicht 1)
a) MPLS mit ATM b) MPLS als Schicht
IP (Schicht 3)IP (Schicht 3)
TCPTCP UDPUDP
MPLS (Verfahren)
MPLS (Verfahren)
physikalische Schichten (Schicht 1)physikalische Schichten (Schicht 1)
MPLS als Schicht (2b)MPLS als Schicht (2b)Framing (Schicht 2a)Framing (Schicht 2a)
MPLS Protokollstackmit und ohne ATM
Die MPLS-Schicht bietet nur einen Protokollkopf, keine Rahmenbildung.
Chart No. 5Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
LabelSwitchRouter(LSR)
zu anderenMPLS-Domains
oder dernicht-MPLS-
Welt
Layer-3-Router
Switch-Controller
Layer-2-Switch
Edge-LSR
Core-LSR
MPLSDomain
Edge-LSR
Core-LSRC
C
CC
MPLS-NetzeArchitektur
Chart No. 6Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
C
C
C
normaler Weg über Router
Shortcut direkt durch Switch
interne Kommunikation
MPLSDomain
MPLS-NetzeKommunikationspfade
Chart No. 7Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
ShortcutsAllgemeines
t Intelligente Integration der Routingfunktionalitätder Schicht 3 mit der Switchingfunktionalität derSchicht 2.
t Dadurch aufwendiger Prozeß der Bearbeitungjedes einzelnen Datenpaketes minimiert.
t Der besondere Vorteil ist jetzt, daß die Informationauf kurzem Wege durch das Schicht-2-Netzdurchgeschaltet werden kann - man spricht hiervon einem „Shortcut“ bzw. von „Shortcut-Routing“.
Chart No. 8Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
ShortcutsAuslöser
t Durch den Datenverkehr selbst ausgelöst(„Data driven“, „Traffic driven“ oder „Flow driven“);ý Analyse des aktuelle Verkehr, Verbindungen in der
Schicht 2 erst bei tatsächlichem Bedarf.
t Durch die Topologie bestimmt(übliche Bezeichnung dazu ist „Topology driven“);ý Durch IP-Routing-Protokolle wird Topologie-
Informationen gewonnen und aufgrund dieser wiederumin der Schicht-2 Verbindungen fest eingerichtet,unabhängig vom Verkehr.
t Durch ein spezielles Anforderungs-Signal bzw. -Protokoll ausgelöstý Derzeit gibt es in der Internet-Welt nur ein Protokoll, das
dieses leisten kann: das Resource Reservation Protocol(RSVP).
Chart No. 9Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
LSR
IP-PaketIP-Paket L2 PDUL2 PDU IP-PaketIP-PaketL2 PDUL2 PDU
L2-Switch
Router
Controller
L2-Switch
Router
Controller
L2-Switch
Router
Controller
LSR
LSR
Pakete werden durch Router weitergeleitetPakete werden durch Router weitergeleitet
MPLSDomain
MPLS-AblaufSchritt 1
Chart No. 10Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
L2-Switch
Router
Controller
L2-Switch
Router
Controller
L2-Switch
Router
Controller
Kommunikation derController untereinander
Kommunikation derController untereinander
Kommunikation der Controllermit den L2-Switches
Kommunikation der Controllermit den L2-Switches
LSRLSR
LSR MPLSDomain
MPLS-AblaufSchritt 2
Chart No. 11Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
L2-Switch
Router
Controller
L2-Switch
Router
Controller
L2-Switch
Router
Controller
IP-PaketIP-Paket L2 PDUL2 PDU IP-PaketIP-PaketL2 PDUL2 PDU LabelLabel LabelLabel
Label zuweisen= label push
Label zuweisen= label push
Label ändern= label swap
Label ändern= label swap
Label entfernen= label pop
Label entfernen= label pop
Pakete werden mit einem “Label” versehen und nur noch im L2-Switch geschaltet.Pakete werden mit einem “Label” versehen und nur noch im L2-Switch geschaltet.
Operationenin denMPLS-Knoten
Operationenin denMPLS-Knoten
LSRLSR
LSR
MPLSDomain
MPLS-AblaufSchritt 3
Chart No. 12Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
MPLS-Labelwo untergebracht
t Als Label wird verwendet:ý im Falle einer vorhandenen Schicht 2 deren "Label":
• bei ATM das VPI/VCI-Feld,• bei FR das DLCI-Feld
ý in Falle eines eigenen MPLS-Headers ein 20-Bit-Label.
t Der spezielle MPLS-Header wird folgende Felderumfassen:ý Label (20 Bit)ý Lebensdauer - TTL (8 Bit)ý Stack-Bit (1 Bit)ý experimentelle Bits, evtl. Class of Service (3 Bit)ý evtl.:
• next Header-Type• Prüfsumme
Chart No. 13Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
ATM-Zellen
IP-PaketIP-Paket IP-PaketIP-Paket
IP-PaketIP-Paket
IP-PaketIP-Paket
Schicht 3(IP)
Schicht 2(mit MPLS)
Schicht 1(Transport)
VPI/VCI-Wertdirekt alsLabel genutzt
eigener MPLS-Header mit LabelA
AL
-5A
TM
Sch
ich
t2
"MP
LS
"
Da MPLS kein Framing liefert, mußzumindest eine einfache Schicht-2unterlegt werden (z.B. HDLC).
MPLS mit ATM MPLS als Schicht
L L L
LL
Protocol Control Information(PCI) der jeweiligen Schicht
Label für MPLS
LL IP-PaketIP-Paket
L
Zell-Kopf
L
L
MPLS-Labelwo untergebracht (2)
Chart No. 14Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
LabelWert
LabelWert
00
11
22
33
4...154...15
Paket-TypPaket-Typ AktionAktion
IPv4 NULLIPv4 NULL
Router AlertRouter Alert
IPv6 NULLIPv6 NULL
Label entfernen und IPv4 Paket routenLabel entfernen und IPv4 Paket routen
Paket zur lokalen SW-Instanz routenPaket zur lokalen SW-Instanz routen
Label entfernen und IPv6 Paket routenLabel entfernen und IPv6 Paket routen
MPLS-Headerohne ATM
LabelLabel ExpExp
0 4 8 12 16 20 24 28 31
SS TTLTTL
Label 3 00Label 2 00Label 1 11
Layer-3-PaketLayer-3-Paket
"unterstes"Label Stack-Bit
General NULLGeneral NULL
reservedreservedLabel entfernen und Paket routenLabel entfernen und Paket routen
reservedreserved
Chart No. 15Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
1 1
66
Edge-LSR (arbeitet intern im Interior Routing Protokoll, z.B. OSPF,nach extern mit Exterior Routing Protokoll, z.B. BGP)
normaler LSR (arbeitet im Interior Routing Protokoll, z.B. OSPF)
1 1
3344
66
88
55 1313
22 1212
11111010
9977
MPLS-Domain 1
MPLS-Domain 2
2 Label1 Label"unterstes" Label
mit Stack-Bit markiert
Label-Stackingin MPLS
Chart No. 16Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
RouterLSR
MPLS-DomainLSR
RouterLSR
TTLIP - 1TTLIP - 1
TTLMPLS - 1TTLMPLS - 1
TTLMPLS = TTLIPTTLMPLS = TTLIP
TTLIP = TTLMPLSTTLIP = TTLMPLS
TTLMPLS - 1TTLMPLS - 1TTLMPLS - 1TTLMPLS - 1
TTLIP-1TTLIP-1
TTL-Wert wird kopiert
TTL-Behandlungin MPLS
Chart No. 17Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
1 1
5544
3322
1 1
554
3322
ohne Merging mit Merging
MPLS-Domain
MPLS-Domain
"Merging"in MPLS
Bessere statistische Ausnutzung des Summenverkehrs gegenüber
den zwei Einzel-Verkehren.
Chart No. 18Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
Label Distribution Protocol (LDP)Grundlagen
t Zum Austausch von Informationen über Bedeutungund Benutzung der Labels zwischen den beteiligtenNetzelementen wird ein eigenes Protokoll eingesetzt.Dafür gibt es zwei Möglichkeiten:ý ein spezielles Protokoll, z.B. das sich gerade in der
Spezfikation befindliche „Label Distribution Protocol“(LDP), oder
ý Huckepack auf einem anderen Protokoll, z.B. RSVP.
t Entsprechend der Methode, wie der Weg bestimmtwird, unterschiedet man zwei LSPs:ý Hop-by-hop LSP (oder Control-driven LSP);ý Constraint-based routed LSP (oder explicitely routed
LSP).
Chart No. 19Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
LDPNachrichtenklassen
t Discovery-Nachrichtený kündigen bestehende LSPs an
t Session-Nachrichtený generieren und unterhalten LDP-Sessions
t Advertisements-Nachrichtený generieren, ändern und löschen Label-Zuordnungen
zu FECs
t Notification-Nachrichtený tragen Fehlermeldungen und Sonstiges.
Chart No. 20Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
LDPNachrichtenformat
Message TypeMessage Type
0 4 8 12 16 20 24 28 31
U Message LengthMessage Length
Message IDMessage ID
Parameters (mandatory)Parameters (mandatory)
Parameters (optional)Parameters (optional)
Parameter TypeParameter TypeU Parameter LengthParameter Length
Parameter ValueParameter Value
F
TLV-Format
Chart No. 21Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
LDPNachrichtenelemente
Feld Beschreibung
Unknown Message Kennzeichnet, daß der Empfänger, so er die Nachricht nicht versteht, denSender informieren soll
Message Type Typ der Nachricht, folgende Typen sind definiert:Hello für LDP-DiscoveryInitialization Aufbau der LDP-SessionKeep Alive hält eine LDP-Session aktiv, auch wenn kein
Nachrichtenaustausch stattfindetAddress teilt Schnittstellen-Adressen zuAddress Withdraw löscht Schnittstellen-Adressen wiederLabel Mapping teilt eine Label-Zuordnung mitLabel Request fordert für eine FEC eine Label-Zuordnung anLabel Withdraw fordert die Löschung eine Label-ZuordnungLabel Release löscht eine Label-ZuordnungNotification Fehler- und sonstige Meldungen
Message Length Gesamtlänge der Nachricht in OktettMessage ID Eindeutige Identifizierung, dient zur Korrelation von Anfragen und
Antworten, bzw. FehlermeldungenParameters Parameter für die Nachricht
Chart No. 22Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
ATM-LSR
ATM-VP-Cross-Connect
ATM-LSR
ATM-LSR
ATM-LSR
ATM-LSR
ATM-Switch (VC)
ATM-LSR
a) Direkte Verbindung
c) Verbindung über VC-Switch
b) Verbindung über VP-Cross-Connect
VCID als Label
VCI/VPI als Label
nurVCI als Label
non-MPLS-Verbindung
MPLSin einer ATM-Umgebung (1)
Chart No. 23Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
LSRVC-VSt.
ATM-NetzVP-XC
VCID = 1: VPI=11 VCI= 4711
VCID = 1: VPI=30 VCI=1234
VPI=99VCI= 4711
nur VPI wirdumgewertet
VPI und VCI werdenumgewertet
VCID stellt die Relation her
LSR
MPLSin einer ATM-Umgebung (2)
Chart No. 24Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
Einsatzvon MPLS
t Eine Mischung von Routern ohne MPLS und MPLS-Knoten ist möglich, allerdings können nur MPLS-Knoten Label-Information austauschen. Auch Schicht-2-Knoten können dazwischen liegen, die dann abereinen transparenten Pfad zwischen MPLS-Knotenschalten müssen.
t Es gibt Fälle, in denen MPLS nicht eingesetzt werdenkann:ý Wenn eine kleinere Granularität benötigt wird, als sie
MPLS bieten kann.ý Aus Sicherheits-Gründen, wenn z.B. ein Paketfilter
eingesetzt wird (Firewall).ý Im ersten Router, wenn der Host keinen MPLS kann.
Chart No. 25Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
Anwendungenvon MPLS
t Bereitstellen einer definierten QualitätManche sehen aber eine Überdimensionierung und/odereine Priorisierung wie DIFFSERV als ausreichend an.
t Realisierung von VPNsStriktere Trennung der VPNs gegeneinander als mitreinem IP-VPN. Erstes MPLS-Dokument war zu VPN !
t Verkehrssteuerung (TE - Traffic Engineering)Als Maßnahme des Netzbetreibers erlaubt MPLS einebessere Verteilung des Verkehrs als IP.
Chart No. 26Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
Weiterentwicklungenvon MPLS
t Voice over MPLS (VoMPLS)ý als Voice over IP over MPLS oderý als Voice over ??? over MPLS
t Generalised MPLS (GMPLS)ý Paket/Rahmen/Zell-Ebene (seitheriger Einsatz von MPLS),ý Zeitschlitz-Ebene (TDM), z.B. Einrichten von Virtual
Containers in einem SDH-System,ý Wellenlängen-Ebene (Lambda), z.B. Einrichten einer
Wellenlänge in einem WDM-System („light path“)ý Schnittstellen-Ebene (räumlich), z.B. Einrichten von Ports
in einem System.
t OAM für MPLSý vergleichbar den OAM-Funktionen im ATM ?
Chart No. 27Alcatel SEL AG, Stuttgart, Germany28.11.01 - NS/NC - MPLS_ITG.PPT
Gremien undDokumentation
t IETFý 10 RFCs: RFC2547, RFC2702, RFC2917, RFC3031
(Architecture), RFC3032, RFC3035, RFC3036, RFC3037,RFC3038, RFC3063
ý 163 "Internet Drafts" (IDs) enthalten die BegriffeMPLS oder LDP ! (Stand: 11/2001)
t MPLS-Forumý Implementation Agreementý VoMPLS
t ATM-Forumý ATM-MPLS Interworking
t ITU und ETSI sind "Follower"
top related