MPLS - Multi-Protocol Label Switching

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• Concepts MPLS • LSRs et Labels • Affectation et Distribution des Labels • Label Switch Path (LSR) • ATM LSR • Boucles et TTL • Présentation LDP • Résumé RE CFI Site Paris

Concepts MPLS • MPLS: Multi-Protocol Label Switching • MPLS est un protocole pour la commutation de couche 2 • Développé pour intégrer ATM et IP • L'acheminement MPLS est réalisé de manière identique à celui de l'ATM • L'acheminement de paquets est basé sur des Labels RE CFI Site Paris

Concepts MPLS • Contrairement à IP, la classification (Label) peut se faire sur: Une adresse destination unicast De l'ingénierie de trafic du VPN De la QoS • FEC: Forwarding Equivalence Class Une FEC représente : Un préfixe d'adresse destination Un VPN Un tunnel pour ingénierie de trafic Classe de Service RE CFI Site Paris

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LSRs and Labels • LSR : Label Switch Router • Edge-LSR: LSR qui insère et retire les Labels • ATM-LSR: Commutateur ATM avec un Label Switch Controller RE CFI Site Paris

Domaine IGP avec un Protocole de Distribution de Label
LSRs and Labels Domaine IGP avec un Protocole de Distribution de Label • Un protocole de routage IP est utilisé dans le domaine de routage • Un protocole de distribution de Labels est utilisé pour distribuer les correspondances Adresse/Label entre voisins adjacents • Le LSR d'entrée (Ingress LSR) reçoit les paquets, les classe, affecte un label et achemine le paquet labellisé dans le réseau MPLS • Les LSR de coeur de réseau commutent les paquets sur la base des Labels • Le LSR de sortie (Egress LSR) retire le Label et achemine le paquet IP hors du réseau MPLS RE CFI Site Paris

LSRs and Labels • En-tête de compensation (Shim header) S Exp Label TTL Label = 20 bits Exp = Experimental, 3 bits S = Bottom of stack, 1bit TTL = Time to live, 8 bits • Utilisation de Ethertypes, PPP PIDs, de valeurs SNAP, ... • Si plusieurs Labels autorisés  Pile de Labels (Label Stack) • Les LSRs MPLS acheminent toujours les paquets sur la base du Label placé sur le haut de la pile. RE CFI Site Paris

En-tête PPP Packet over SONET/SDH
LSRs and Labels En-tête couche 3 En-tête PPP Shim Header E-T Ethernet E-T FR HEC DATA CLP PTI VCI GFC VPI Label En-tête PPP Packet over SONET/SDH Ethernet Frame Relay Cellule ATM RE CFI Site Paris

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Affectation et Distribution des Labels
• Les Labels ont une signification locale Chaque LSR réalise son propre mapping de Labels • Chaque LSR affecte les Labels à ses FECs • Les Labels sont affectés et échangés entre LSR voisins adjacents • Les applications peuvent requérir des voisins non-adjacents RE CFI Site Paris

• Les LSRs amont et aval /24 /24 Rtr-A Rtr-B Rtr-C • Rtr-C est le voisin aval de Rtr-B pour la destination /24 • Rtr-B est le voisin aval de Rtr-A pour la destination /24 • Les LSRs connaissent leurs voisins aval au travers d'un protocole de routage IP L'adresse du prochain saut est le voisin aval RE CFI Site Paris

• Distribution aval non-sollicitée Utiliser le label 30 pour la destination /24 Utiliser le label 40 pour la destination /24 /24 /24 Rtr-A Rtr-B Rtr-C Intf In Label In Préfixe d'Adresse Intf Out Label Out - 1 30 --- ---- Intf In Label In Préfixe d'Adresse Intf Out Label Out 30 1 40 --- ---- Intf In Label In Préfixe d'Adresse Intf Out Label Out 40 1 --- ---- Routes dérivées des IGPs • Les LSRs distribuent les Labels à leurs voisins amont RE CFI Site Paris

• Distribution aval à la demande Utiliser le label 30 pour la destination /24 Utiliser le label 40 pour la destination /24 /24 /24 Rtr-A Rtr-B Rtr-C Demande de label pour la destination /24 Demande de label pour la destination /24 • Les LSRs demandent les Labels à leurs voisins aval • Les LSRs aval distribuent les Labels sur requête des LSRs amont RE CFI Site Paris

• Mode de rétention des Labels • Mode de rétention Libérale (Liberal retention mode) Les LSRs conservent les Labels reçus de tous leurs voisins Améliore le temps de convergence quand le prochain saut est est de nouveau disponible après une convergence IP Demande plus d'espace mémoire et plus de Labels • Mode de rétention conservatrice (conservative retention mode) Les LSRs ne conservent que les labels attribués à un préfixe par ses routeurs aval courants Les Labels pour des FECs sans prochain saut sont éliminés Demande moins d'espace mémoire et moins de Labels RE CFI Site Paris

• Mode de distribution des Labels • Mode de contrôle indépendant du chemin commuté de labels (LSP) Le LSR lie un Label à une FEC sans tenir compte s'il a déjà reçu ou non de son prochain saut un label pour le même préfixe Le mode de distribution est aval non-sollicitée. Le LSR distribue les Labels à ses voisins. • Mode de contrôle ordonné dépendant du chemin commuté de Labels Le LSR lie un Label à une FEC si: Il est le LSR de sortie (Egress LSR) ou il a déjà reçu une liaison de label du prochain saut. RE CFI Site Paris

• Protocoles d'échange de Labels • LDP (Label Distribution Protocol) Fait correspondre une adresse destination IP unicast à des Labels • RSVP- CR-LDP Utilisés pour l'Ingénierie de trafic • BGP Labels externes (VPN) • PIM Pour la correspondance des Labels Multicast RE CFI Site Paris

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Chemin commuté de Labels Label Switched Path (LSP)
Domaine IGP avec protocole de distribution de Label Domaine IGP avec protocole de distribution de Label Le LSP suit le Chemin le plus court Le LSP ne suit pas le Chemin le plus court • Les LSPs découlent des informations de routage des IGPs • Les LSPs peut être différents du chemin donné par le routage IGP Tunnels LSP (routage explicite) pour ingénierie de trafic • Les LSPs sont unidirectionnels Le trafic aller et le trafic retour peuvent avoir des LSPs différents• RE CFI Site Paris

• Dépilement du Pénultième Saut • Le Label du sommet de pile est retiré par le voisin amont du Egress LSR. • L'Egress LSR demande le dépilement au moyen d'un protocole de distribution de Labels L'Egress LSR annonce un Label "implicit-null" • L'Egress LSR n'a pas besoin de faire de recherche pour retirer le Label Diminue la charge du Egress LSR. RE CFI Site Paris

• Dépilement du Pénultième Saut Préfixe d'Adresse et Masque Prochain Saut Interface /24 Serial 0 /24 Serial2 171.68/16 ... Null Intf In Label In Préfixe d'Adresse Intf Out Label Out - 171.68/16 1 4 --- ---- Intf In Label In Préfixe d'Adresse Intf Out Label Out 4 171.68/16 2 pop --- ---- Route agrégée /16 Route agrégée /16 1 2 1 2 Utiliser le Label "implicit-null" pour une FEC /16 La route agrégée est propagée par l'IGP et le Label est affecté par chaque LSR. L'Egress LSR agrège plus de routes et annonce un Label pour une nouvelle FEC /24 /24 • L'Egress LSR n'a pas besoin de faire une recherche pour une route spécifique • L'Egress LSR n'a pas besoin de recevoir un paquet Labellisé RE CFI Site Paris

• ATM LSRs • Boucles et TTL • Présentation LDP • Résumé
• Concepts MPLS • LSRs et Labels • Affectation et Distribution des Labels • Chemin commuté de Labels • ATM LSRs • Boucles et TTL • Présentation LDP • Résumé RE CFI Site Paris

ATM LSRs • Les commutateur ATM acheminent des cellules, pas des paquets • La distribution de label est ordonnée aval à la demande • Le Label est transporté dans le champ VPI/VCI • LSR avec Fusion de VC Capacité d'utiliser le même Label pour différentes FECs si l'interface de sortie est la même Permet d'économiser des Labels sur les ATM LSRs Problème d'entrelacement de cellules • LSR sans Fusion de VC L'ATM LSR requiert un Label par FEC par interface entrante (voisins aval) Les LSR aval peuvent demander un nouveau Label à leurs voisins aval RE CFI Site Paris

ATM LSRs • Pas de Fusion de VC 5 5 4 3 4 3 4 8 8 8
Intf In Label In Préfixe d'Adresse Intf Out Label Out 1 5 171.68 3 2 8 4 Le LSR ATM requiert un nouveau Label pour chaque FEC afin de distinguer les interfaces entrantes. Paquet IP 5 Cell ATM 5 Cell ATM 4 3 4 3 4 8 8 Cell ATM Cell ATM Cell ATM Cell ATM Cell ATM 171.68 8 Cell ATM Cell ATM Cell ATM Paquet IP RE CFI Site Paris

ATM LSRs • Fusion de VC Intf In Label In Préfixe d'Adresse Intf Out Label Out 1 5 171.68 3 2 8 Le LSR ATM transmet les cellules en séquence afin que le LSR aval réassemble correctement les cellules en paquets Paquet IP 5 Cell ATM 5 Cell ATM 3 3 3 3 3 8 8 Cell ATM Cell ATM Cell ATM Cell ATM Cell ATM 171.68 8 Cell ATM Cell ATM Paquet IP Cell ATM RE CFI Site Paris

• ATM LSR • Boucles et TTL • Présentation LDP • Résumé

Boucles et TTL • Dans les réseaux IP le TTL est utilisé pour empêcher que les paquets voyagent indéfiniment dans les réseaux. • MPLS peut utiliser le même mécanisme que IP mais pas pour toutes les encapsulations TTL est présent dans l'en-tête de Label pour PPP et LAN Les Cellules ATM n'ont pas de TTL RE CFI Site Paris

Boucles et TTL • Les LSRs ATM n'ont pas la capacité de TTL • Quelques options possibles: Objet "Hop-count" dans LDP Objet "Path Vector" dans LDP RE CFI Site Paris

Boucles et TTL LSR-1 LSR-2 LSR-3 Paquet IP TTL = 10 Paquet IP TTL = 6 Label = 25 Ingress Paquet IP TTL = 6 Label = 39 LSR-6 --> 25 Hops=4 LSR-5 LSR-6 Label = 21 IP packet TTL = 6 Paquet IP TTL = 6 Egress LSR-4 Domaine de routage IP • Le TTL est décrémenté avant d'entrer dans le LSR sans capacité de TTL Si le TTL est égal à zéro le paquet est éliminé au point d'entrée • Le TTL est examiné au point de sortie du LSP RE CFI Site Paris

Présentation LDP • LDP : Label Distribution Protocol • Les Labels correspondent aux FECs pour les préfixes de destination unicast • LDP fonctionne entre des voisins adjacents ou non-adjacents • Des sessions LDP sont établies entre voisins RE CFI Site Paris

Présentation LDP • Messages LDP
• Messages de découverte Utilisés pour découvrir et maintenir la présence de nouveaux voisins • Des paquets Hello (UDP) sont transmis à tous les routeurs (adresse multicast) • Une fois que le voisin est découvert, la session LDP est établie avec TCP RE CFI Site Paris

Présentation LDP • Messages LDP
• Messages de session Utilisés pour établir, maintenir et fermer les sessions LDP • Messages d'annonces Utilisés pour créer, modifier et effacer des correspondances de Labels • Messages de notification Notification des erreurs RE CFI Site Paris

Résumé • Les LSRs acheminent les paquets d'après une information appelée Label • L'en-tête IP et la décision d'acheminement ont été séparées pour une meilleure flexibilité. • L'information de Label peut être obtenue de différentes sources Protocoles de routage IP IP Multicast Ingénierie de Trafic QoS VPN RE CFI Site Paris

Résumé • MPLS autorise une classification flexible de paquet et une optimisation des ressources réseau. • Les Labels sont distribués par différents protocoles LDP, RSVP, BGP • Plusieurs protocoles de distribution peuvent coexister dans le même LSR • Le Label a une signification locale RE CFI Site Paris

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