RSVP MPLS Estratégias para Implantação de Qo

RSVP MPLS

Estratégias para Implantação de Qo. S • Atualmente, duas estratégias de Qo. S sobre redes IP estão em desenvolvimento: – Serviços Integrados • Baseado em um procolo de sinalização: RSVP • Permite efetuar reserva de recursos fim-a-fim para garantir a Qo. S de um dado fluxo, no momento em que o fluxo é criado. – Serviços Diferenciados • Não utiliza protocolo de sinalização. • Utiliza um esquema de priorização de recursos baseado em SLA (Service Level Agreements) previamente configurados.

Níveis de Qo. S Serviços Integrados Serviços Diferenciados Melhor Esforço Reserva de Recursos Fim-a-Fim Protocolo de Sinalização Priorização de Recursos de Acordo com SLAs préestabelecidos O primeiro pacote a chegar é o primeiro a ser atendido.

Serviços Integrados • • • Serviços integrados definem duas classes de serviço: Serviço Garantido – Define garantia de banda fim-fim, com atraso conhecido. – Destinado a aplicações em tempo-real que não toleram atraso ou perda de pacotes. Serviço de Carga Controlada – Não provê garantias de Qo. S rígidas. – Procura evitar a deterioração do Qo. S de cada fluxo, através de mecanismos de antecipação de congestionamento. – Destinado a aplicações que toleram um certo nível de atraso e perda de pacotes.

Serviços Integrados sobre IP Comparação com outras tecnologias • Frame-Relay – Trabalha apenas com priorização. – Não tem procolo de sinalização. • ATM – Trabalha com priorização e reserva de recursos. – Possui protocolo de sinalização próprio. • IP – Trabalha com priorização ou reserva de recursos. – Utiliza o procolo de sinalização RSVP. – Serviços integrados em IP podem utilizar recursos de Qo. S disponíveis na camada de enlace. • Integrated Services over Specific Lower Layers

RSVP: Resource Reservation Protocol • Protocolo de sinalização que permite as aplicações solicitarem Qos especiais para seus fluxos de dados. 1. Solicita conexão com o servidor Aplicação multimídi a com suporte a RSVP 2. Informa requisitos para o cliente (PATH) 3. Solicita Reserva (RESV) Aplicaçã o com Suporte a RSVP 4. Confirma Reserva (RESVconf) Servidor 9001 Cliente

RSVP • Padronizado pela RFC 2205, Setembro de 1997. – Complementada pelas RFCs 2206, 2207, 2210, 2380, 2745, 2747, 2961. • Protocolo de controle, similar ao ICMP ou IGMP. – Permite que os nós da rede recebem informações para caracterizar fluxos de dados, definir caminhos e características de Qo. S para esses fluxos ao longo desses caminhos. • RSVP não é um protocolo de roteamento. – Ele depende de outros protocolos para execução dessas funções.

Arquitetura do RSVP • As funções de implementação do Qo. S pelos nós não são de responsabilidade do RSVP. Outros módulos são especificados na arquitetura: – Módulos de Decisão: • Controle de Admissão: verifica se existem recursos para o pedido. • Controle de Política: verifica se o usuário pode pedir os recursos. – Módulos de Controle de Tráfego: • Classificador: determina a classe do pacote • Escalonador: implementa o Qo. S

Arquitetura do RSVP Controle de Admissão Host RSVP aplicação dados Processo RSVP Roteador RSVP Processo roteamento Controle de Política RSVP Controle de Política dados Classificador Escalonador Dados Escalonador

RSVP é Unidirecional • As reservas em RSVP são sempre unidirecionais. • As reservas podem ser em unicast ou multicast. • No RSVP o pedido de uma reserva sempre é iniciado pelo receptor. – Os direitos da reserva são debitados na conta do cliente. 1. Solicita serviço 2. Especifica os requisitos Servidor 3. Faz reserva REDE Cliente

Sessões RSVP • Em RSVP, a política de Qo. S não é aplicada individualmente sobre cada pacote, mas sim em sessões. • Uma sessão é definida como um fluxo de dados para um mesmo destino, utilizando um mesmo protocolo de transporte. • Uma sessão é definida por três parâmetros: – Endereço de destino – Identificador de Protocolo (TCP ou UDP) – Porta de destino (Opcional).

Sessões RSVP • Podem ser de dois tipos: Multicast (239. 0. 64. 240), TCP, [dstport]) Transmissor IGMP Endereço Classe D Os receptores precisam formar um grupo multicast para poder receber as mensagens. Unicast (168. 100. 64. 5, TCP, 5000) Transmissor Receptor

Especificação de fluxo • Um reserva em RSVP é caracterizada por uma estrutura de dados denominada Flowspec. • Flowspec é composta por dois elementos: – Rspec (Reserve Spec): • indica a classe de serviço desejada. – Tspec (Traffic Spec): • indica o que será Transmitido. • OBS. – Rspec e Tspec são definidas na RFC 2210 e são opacos para o RSVP.

O Token Bucket Model • O modelo utilizado pelo RSVP é o Token Bucket. – Este modelo é um método realiza para definir uma taxa de transmissão variável com atraso limitado. saída (bytes/s) r bytes/s d <= b/p p r b bytes R t chegada reserva saída R p bytes/s B Serviço Garantido se r <= R

Tspec • Assumindo o Token Bucket Model, Tspec é definido da seguinte forma: – r - taxa média em bytes/s • Taxa de longo prazo: 1 a 40 terabytes/s – b - tamanho do bucket (em bytes) • Taxa momentânea: 1 a 250 gigabytes – p - taxa de pico – m - tamanho mínimo do pacote • (pacotes menores que esse valor são contados como m bytes) – M - MTU (tamanho máximo do pacote) • Regra: seja T o tráfego total pelo fluxo num período T: – T < r. T + b

Rspec • Assumindo o Token Bucket Model, Rspec é definido da seguinte forma: – R - taxa desejável • Taxa média solicitada – s - Saldo (slack) de retardo • Valor excedente de atraso que pode ser utilizado pelos nós intermediários. • Ele corresponde a diferença entre o atraso garantido se a banda R for reservada e o atraso realmente necessário, especificado pela aplicação.

Mensagens RSVP Encapsulado diretamente sobre IP Msg Type: 8 bits 1 = Path 2 = Resv 3 = Path. Err 4 = Resv. Err 5 = Path. Tear 6 = Resv. Tear 7 = Resv. Conf . . . Objetos de tamanho variável Session Flow. Spec Filter. Spec Ad. Spec Policy. Data, Etc.

Mensagem PATH • PATH: enviada do transmissor para o receptor – Descreve os requisitos de Qo. S para o receptor • A mensagem PATH contém dois parâmetros básicos: – Tspec: estrutura de dados que especifica o que será transmitido. – Adspec (opcional): estrutura que especifica os recursos disponíveis. • Utilizado para cálculo do Slack Term PATH Servidor ADSPEC TPEC . . Cliente

ADSPEC • ADSPEC é utilizado para cálculo do Slack Term: – A folga de atraso permite aos roteadores acomodarem mais facilmente as requisições de banda. • Os parâmetros passados são os seguintes: – hop. Count: • número de elementos intermediários – path. BW: • estimativa da largura de banda – min. Latency: • estimativa do retardo de propagação – composed. MTU: • MTU composta do referido caminho

Mensagem PATH • A mensagem PATH define uma rota entre o transmissor e o receptor. – Todos os roteadores que recebem a mensagem PATH armazenam um estado definido PATH state. 3 4 servidor cliente S 1) PATH Estado: 1 2) PATH Estado: S C 3) PATH Estado: 1 Estado: 2

Mensagem RESV (Reservation Request) • RESV: Enviada do receptor para o transmissor • A mensagem RESV contém dois parâmetros – Flow Spec: Especifica a reserva desejada • Service Class: Serviço Garantido ou Carga Controlada • Tspec: requisitos do transmissor • Rspec: taxa de transmissão solicitada – Filter Spec: identifica os pacotes que devem de beneficiar da reserva • Protocolo de transporte e número de porta. RESV Servidor Flow Spec Filter Spec Service Class IP origem Rspec Porta origem ou Flow Label Tspec . . Cliente

Service Class (Classes de Serviço) • Serviço de Carga Controlada (RFC 2211) – Rspec não é especificado, apenas Tspec. – Não é feita reserva de banda. – Os dispositivos evitam a deterioração das condições da rede limitando o tráfego das aplicações. • Limite (num intervalo T): < r. T +b (bytes) • Serviço Garantido (RFC 2212) – RSpec e TSpec são especificados. – É feita reserva de banda.

Mensagem RESV • A mensagem RESV segue o caminho definido por PATH. – Cada nó RSVP decide se pode cumprir os requisitos de Qo. S antes de passar a mensagem adiante. 3 4 servidor cliente S 3) RESV Estado: 1‘ 2 1 2) RESV Estado: S C 1) RESV Estado: 1 Estado: 2

Mensagem de Erro • Quando um dispositivo de recebe a mensagem RESV, ele: – autentica a requisição – alocar os recursos necessários. • Se a requisição não pode ser satisfeita (devido a falta de recursos ou falha na autorização), o roteador retorna um erro para o receptor. • Se aceito, o roteador envia a mensagem RESV para o próximo roteador.

Mensagem de Erro • Podem ser de dois tipos: – Erros de Caminho (Path error) • Caminho ambíguo. – Erros de Reserva (Reservation Request error). • Falha de admissão – o solicitante não tem permissão para fazer a reserva. • Banda indisponível. • Serviço não suportado. • Má especificação de fluxo.

Exemplo 5 Mb/s R 1 S 4 Mb/s R 2 2 Mb/s 4 Mb/s R 3 R 4 Resv(R 1, S 1) R 1 = 2, 5 Mb/s e S 1= 0 4 Mb/s R 1 R 2 Resv(R 1, S 2) R 5 Resv(R 1, S 1) Resv. Err 5 Mb/s S 3, 5 Mb/s 2 Mb/s R 3 4 Mb/s 3, 5 Mb/s R 4 Resv(R 1, S 2) Resv(R 1, S 1) R 5 R Resv(R 1, S 1) R 1 = 3 Mb/s e S 1= 10 ms, S 2 = 10 ms – delay provocado por R 3

RESVconf: Reservation Confirmation • Enviada do transmissor até o receptor através do PATH. • Esta mensagem confirma para o cliente que a reserva foi bem sucedida. 3 4 servidor cliente S 1 2 C RESVconf Estado: 1‘ Estado: S Estado: 1 Estado: 2

Tipos de Mensagem RSVP • Mensagens Teardown: – Enviada pelo cliente, servidor ou roteadores para abortar a reserva RSVP. – Limpa todas as reservas e informações de PATH. 3 4 servidor S Estado: 1‘ 3) Tear. Down cliente 1 2) Tear. Down Estado: S 2 Estado: 1 1) Tear. Down C

RSVP na Internet • Para que o RSVP possa ser implementado na Internet, utiliza-se técnicas de tunelamento para saltar os roteadores que não suportam RSVP. O endereço de destino das mensagens PATH é do próximo roteador que suporta RSVP. Nuvem não RSVP servidor cliente

Problemas do RSVP • No IPv 4, o RSVP classifica os pacotes utilizando informações do protocolo de transporte (portas) • Isso causa problemas quando: – Houver fragmentação. • Solução: As aplicações devem transmitir as informações com o mínimo MTU do caminho. – IPsec ou outras técnicas de tunelamento podem criptografar os pacotes: • Uma extensão do IPsec foi proposta para suportar RSVP.

Desenvolvimento de Aplicações RSVP • Serviços integrados necessitam que as aplicações sejam escritas de maneira a usar o protocolo RSVP. • Já estão disponíveis API para desenvolver aplicações RSVP em várias plataformas: • Em Windows – Winsock 2 Qo. S API • Em Java – Várias implementações em universidades – JQo. SAPI: http: //www-vs. informatik. uniulm. de/soft/Java. Qo. S/ • Em Linux – Suporta RSVP, mas API estão disponíveis para serviços diferenciados.

Serviços Integrados na Internet • A abordagem de serviços integrados não é vista como apropriada para Internet. • Estima-se que o RSVP seja pouco escalável pois: – Muitas mensagens trocadas para estabelecimento da reserva. – Os roteadores necessitam de manter informações de caminho (operação stateful) • Serviços diferenciados são uma proposta alternativa do IETF para implementação de Qo. S em provedores e Backbones na Internet.

Conclusão • Serviços Integrados: – Garantia das características de Qo. S para os fluxos numa comunicação fim-a-fim. – A rede nunca “admite” mais tráfego do que é capaz. – Pouco escalável devido ao alto custo de manter o estado nos roteadores. • Serviços Diferenciados: – Policiamento e priorização de tráfego em domínios de serviço diferenciado. – A rede pode eventualmente ficar sobre-carregada e não cumprir as características de Qo. S solicitadas. – Escalável, pois não precisa manter rígidas condições de estado nos roteadores.

ANEXOS Estilos de Reserva RSVP

Estilos de Reserva • As reservas em RSVP podem ser feitas de formas diferentes (estilos): Seleção do Emissor Reserva Distinta Reserva Compartilhada Explícita Filtro Fixo (FF) Explícito Compartilhado (SE) Curinga Não Definido Filtro com Curinga (WF)

Exemplo de Wild. Card Filter • Wild. Card-Filter (WF) – Estabelece uma única reserva para todos os emissores de uma sessão (tipicamente multicast, onde só um transmite de cada vez). – Só a maior requisição de reserva chega aos emissores. – Sintaxe: WF (* {Q})

Exemplo de Fixed Filter • Fixed-Filter (FF): – Pacotes de emissores diferentes numa mesma sessão não compartilham reservas. – Mas as reservas são compartilhadas pelos receptores. – Sintaxe: FF (S{Q}) ou FF(S 1{Q 1}, S 2{Q 2}, . . . }

Exemplo de Shared Explicit • Shared-Explicit (SE): – A reserva é propagada para todas as fontes no valor máximo feito por cada receptor. – Sintaxe: SE ((S 1, S 2, . . . ){Q})

MPLS Multi-Protocol Label Switching

MPLS - Multiprotocol Label Switching • Histórico – 1997: IETF MPLS Working Group • Objetivos: – Técnica de computação por rótulos – Similar ao Frame-Relay e ao ATM • permite definir múltiplos caminhos entre uma origem e um destino na nuvem IP – Utiliza protocolos de controle baseados em tecnologia IP

Eduardo Guimarães Nobre Roteamento tradicional (Hop by Hop) Roteamento + Envio Para: 1) 64. 12. 100. 11 2) 64. 12. 100. 11 3) 64. 12. 100. 25 4) 64. 12. 100. 25 5) 64. 12. 101. 10 6) 64. 12. 101. 10 7) 64. 12. 101. 46 8) 64. 12. 101. 46 64. 10 Destino: 64. 11 Interface: 2 Destino: 64. 12. 100 Interface: 1 Destino: 64. 12. 101 Interface: 1 1 2 2 3 1 64. 12 • Destino: 64. 10 Interface: 2 Destino: 64. 11 Interface: 1 Destino: 64. 12. 100 Interface: 3 Destino: 64. 12. 101 Interface: 3 64. 11 Roteamento realizado no nível 3 (IP); • Baixa escalabilidade (aumento significativo das tabelas de rotas) • • Lentidão na busca nas tabelas; Sub-utilização de certas rotas e super-utilização de outras.

Eduardo Guimarães Nobre Integrated Services (Intserv) Para: 1) 64. 12. 100. 11 2) 64. 12. 100. 11 3) 64. 12. 100. 25 4) 64. 12. 100. 25 5) 64. 12. 101. 10 6) 64. 12. 101. 10 7) 64. 12. 101. 46 8) 64. 12. 101. 46 4 informações de estado 2 informações de estado 64. 10 Fluxo #1 (1+2) Fluxo #2 (3+4) 64. 12 Fluxo #3 (5+6) Fluxo #4 (7+8) 64. 11 • Utiliza RSVP; • Baixa escalabilidade; • Informações de estado para cada fluxo gera alto tráfego de controle; • Permanente tráfego de sinalização

Eduardo Guimarães Nobre RSVP x MPLS RSVP NÓ A LDP/CR-LDP NÓ B PATH RESV. . . Tempo Permanente NÓ A NÓ B REQUEST MAPPING Terminado

Label Switching LABEL 3 - BC - LABEL 5 LABEL 4 - BD - LABEL 6 LABEL 5 - CE - LABEL 7 C 5 LSR=1 1 3 A LSR=2 2 9 7 B 4 LABEL 1 - B - LABEL 3 LABEL 2 - B - LABEL 4 E F 10 6 8 D LABEL 6 - DE - LABEL 8 LABEL 7 - EF - LABEL 9 LABEL 8 - EF - LABEL 10 LFIB (Label Forwarding Information Base)

Princípios do MPLS • Os nós precisam ser configurados com as informações sobre encaminhamento e troca de labels, usando a tupla. – INTERFACE ORIGEM - LABEL ORIGEM INTERFACE SAÍDA - LABEL SAÍDA • As informações de roteamento IP são utilizadas uma única vez para descoberta da rota entre 2 pontos – Maior velocidade na busca na tabela de rótulos; – Melhor utilização da infra-estrutura do backbone

Descoberta de Rota • Manual • Com protocolos para MPLS – Sem restrições: • LDP (Label Discovery Protocol) – Com restrições: • CR-LDP – Constraint-Based Routed Label Distributed Protocol • RSVP-TE – Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering

Rótulo • Identificador de 32 bits que é inserido no pacote ou célula no momento da entrada destes no domínio MPLS. • Indica o próximo roteador e as operações a serem realizadas sobre o pacote. • Estrutura: – Rótulo (20 bits): valor do rótulo; – Exp(3 bits): reservado. Para uso experimental; – S (1 bit): base da pilha. O valor 1 indica que o rótulo é a base da pilha; – TTL (8 bits): Time to Live = copiado do IP. Rótulo Exp S TTL

Pilha de Rótulos pacote: cabeçalho N 2 Rótulo = # X . . . 1 Exp cabeçalho N 3 N 0 TTL (1) 1 TTL (N) . . . Rótulo = # Y • • Exp PDU Estrutura a ser codificada no pacote ou célula; Último rótulo deve ter o valor 1 no campo S. pilha

Label Switching - Tunelamento • Os rótulos internos não são comutados no interior do túnel. LFIB no LSR C Label in Ação IF OUT Label out De A 3 Troca/Envio D 9, 3 De B LFIB no LSR E IF IN 3 Troca/Envio D 9, 7 IF IN Label in Ação IF OUT Label out De D 4 Retirada De D 3 Troca/Envio F 1 De D 7 Troca/Envio G 2 A 5 D C B 8 9 -7 1 4 - 3 9 - 3 F E 4 -7 2 G

Eduardo Guimarães Nobre Tunneling N 2 N 3 DADOS FEC X: inserir rótulo R 1 LER 1 N 2 R 1 N 3 DADOS Rótulo R 1: trocar por R 2 e empilhar rótulo Ra LSR 1 N 2 Ra R 2 N 3 DADOS LSP LSRA LSRB LSRC Rótulo Rc: retirar rótulo do topo Rótulo Ra: trocar por Rb N 2 Rb R 2 N 3 DADOS Rótulo Rb: trocar por Rc N 2 Rc R 2 N 3 DADOS R 2 LER 2 LSP Rótulo R 2: retirar a pilha N 2 N 3 DADOS

MPLS com ATM e Frame-Relay • No Label MPLS pode ser transportado através dos Labels do Frame-Relay e do ATM sem necessidade de inserir novos cabeçalhos. Exceções: – empilhamento de rótulos – outros campos do MPLS são necessários • No ATM – Pacotes MPLS são trasnportados em AAL 5 – Label MPLS é mapeado em VPI/VCI • No Frame-Relay – Label MPLS é mapeado no DLCI

Posição em Outra Tecnologias PPP Header(Packet over SONET/SDH) Ethernet Frame Relay ATM Cell Header GFC PPP Header Shim Header Layer 3 Header Ethernet Hdr Shim Header Layer 3 Header FR Hdr Shim Header Layer 3 Header VPI VCI PTI CLP HEC DATA Label Subsequent cells GFC VPI Label

Eduardo Guimarães Nobre LSR x LER • • LER (Label Edge Routers): roteadores que ficam na borda do domínio MPLS. – Inserem ou retiram pilhas de rótulos dos pacotes/células; LSR (Label Switching Routers): roteadores que ficam no núcleo do domínio MPLS. – Realizam operações sobre a pilha dos pacotes/células a partir da análise do rótulo do topo; 64. 10 LSR 3 LER 1 LSR 1 LER 2 LSR 4 LSR 2 LER 3 64. 11 64. 12

LDP - Label Distribution Protocol • Protocolo de Distribuição de Rótulos – IETF (Janeiro de 2001) – Quantidade de campos variável: • TLV (Tipo -Tamanho - Valor) • Executa quatro tipo de funções: – Descoberta de LSRs – Estabelecimento de conversação de controle – Anúncio de Rótulos ID do LSR – Retirada de Rótulos PDU/LDP msg LDP header PDU header TLV msg LDP sub TLV header TLV

LDP • Quanto MPLS é habilitado em um roteador: – O roteador aloca um label para cada rota em sua tabela. – Ele anuncia ambos, a rota e o prefixo para os roteadores vizinhos – O anuncio solicita que os roteadores vizinhos atachem o label anuciado nos pacotes enviados a esse roteador. Rede 10. 1/16 anúncio FEC R 3 10. 1/16 – Label 24 R 1 R 2 R 4 10. 1/16 – Label 15 10. 2/16 – Label 16 10. 2/16 – Label 30 Rede 10. 2/16 FEC

Forwarding Equivalence Class (FEC) • FEC é o conjunto de pacotes encaminhados da mesma forma. • O conceito de FEC permite a agregação de vários endereços, aumentando a escalabilidade de proposta MPLS. – Exemplos de FEC • subrede • tráfego agregado AF 12 • conjunto de endereços IP • Os LSR de borda (i. e. , LER) são responsáveis por mapear inicialmente as FEC aos rótulos MPLS.

Eduardo Guimarães Nobre Roteamento Nó a Nó (Hop by Hop) IP de destino: 64. 12 Próx. Vizinho = LSR 3 IP de destino: 64. 12 Próx. Vizinho = LSR 2 LSR 1 IP de destino: 200. 25 Próx. Vizinho = LSR 4 LSR 2 Rótulo de entrada = #20 FEC = 64. 12 Rótulo de saída = #150 Próx. Vizinho = LSR 2 Rótulo de entrada = #100 FEC = 64. 12 Rótulo de saída = #134 Próx. Vizinho = LSRX Rótulo de entrada = #150 FEC = 64. 12 Rótulo de saída = #100 Próx. Vizinho = LSR 3 Rótulo de entrada = #230 FEC = 200. 25 Rótulo de saída = #194 Próx. Vizinho = LSRY Rótulo de entrada = #420 FEC = 64. 25 Rótulo de saída = #230 Próx. Vizinho = LSR 4 LSR 3 IP de destino: 64. 12 Próx. Vizinho = LSRX LSR 4 IP de destino: 200. 25 Próx. Vizinho = LSRY

LDP: Label Distribution Protocol • Existem quatro tipos de mensagens: – 1. Discovery messages: HELLO (UDP Multicast) • anunciar e manter a presença de um LSR na rede; – 2. Session messages: Inicialização de Sessão (TCP) • estabelecer, manter e terminar sessões entre colegas LDP; – 3. Advertisement messages: Anúncio de Endereço e Rótulo (TCP) • criar, mudar e terminar mapeamentos – 4. Notification messages: Notificação de Erro (TCP) • consulta e sinalização de erros. Upstream Downstream Requisição de atribuição para Endereço LSR 1 LSR 2 Atribuição de rótulo para Endereço

Tipos de Mensagem LDP LSR Passivo (menor ID) LSR Ativo (maior ID) Hello (UDP) Conexão TCP Inicialização de Sessão (IS) ou notificação de erro tempo de KA tamanho max PDU Keep Alive (KA) Anúncio de Endereços de Interface Indica todos os endereços do LSR Solicitação de LABEL (Label Request) Anúncio de Rótulo (Label Mapping) Remoção de Rótulo (Label Withdraw) Liberação de Rótulo (Label Release)_ Utilizado apenas na distribuição de rótulos sob demanda Controla o mapeamento de FECs em LABELs

Distribuição de rótulos • Métodos de distribuição de rótulos – Downstream por Demanda – Downstream não Solicitado • O método é escolhido durante a fase de inicialização de sessão (IS) do LDP – bit A da mensagem IS = 1 para demanda • Em caso de desacordo, a RFC 3036 define: – ATM e Frame-Relay: Por Demanda – Outras Tecnologias: Não Solicitado • Os dois modos podem ser combinados em diferentes enlaces de uma nuvem MPLS

Modos de Controle e Retenção de Rótulos • Controle Programado – Os labels são sempre propagados na direção upstream • Controle Independente – Os rótulos são propagados apenas quando há requisição ou quando o LSR local vê uma boa razão para isso. • Retenção de Label Liberal – Ao receber um anúncio melhor, o LSR mantém a rota anterior. • Retenção de Label Conservadora – O LSR mantém apenas a melhor rota.

Eduardo Guimarães Nobre Exemplo de domínio MPLS Upstream Downstream LSP #1 LSP #2 LSP #3 LSP #4

Eduardo Guimarães Nobre Downstream Não-solicitado LSP p/ FEC 64. 12 Upstream Downstream LER 1 Upstream Downstream LSR 2 Atribuição de rótulo #150 p/ FEC 64. 12 Rótulo de entrada = #20 FEC = 64. 12 Rótulo de saída = #150 Próx. vizinho = LSR 2 LSR 3 Atribuição de rótulo #100 p/ FEC 64. 12 Rótulo de entrada = #150 FEC = 64. 12 Rótulo de saída = #100 Próx. vizinho = LSR 3 Rótulo de entrada = #100 FEC = 64. 12 Rótulo de saída = #134 Próx. vizinho = LSR 4

Eduardo Guimarães Nobre Downstream Sob demanda LSP p/ FEC 64. 12 Upstream Downstream Requisição de atribuição para 64. 12 LER 1 Upstream Downstream Requisição de atribuição para 64. 12 LSR 2 Atribuição de rótulo #150 p/ FEC 64. 12 Rótulo de entrada = #20 FEC = 64. 12 Rótulo de saída = #150 Próx. vizinho = LSR 2 LSR 3 Atribuição de rótulo #100 p/ FEC 64. 12 Rótulo de entrada = #150 FEC = 64. 12 Rótulo de saída = #100 Próx. vizinho = LSR 3 Rótulo de entrada = #100 FEC = 64. 12 Rótulo de saída = #134 Próx. vizinho = LSR 4

Eduardo Guimarães Nobre Controle Programado LSP #1 LSP #2 LSP #3 LSP #4 Os labels são sempre propagados na direção upstream

Eduardo Guimarães Nobre Controle Independente (Não-solicitado) LSP #1 LSP #2 LSP #3 LSP #4

Eduardo Guimarães Nobre Controle Independente (Sob-Demanda) LSP #1 LSP #2 LSP #3 LSP #4

Eduardo Guimarães Nobre Retenção de Label Conservadora LSP #1 LSP #2 LSP #3 LSP #4

Eduardo Guimarães Nobre Retenção de Label Liberal LSP #1 LSP #2 LSP #3 LSP #4

Eduardo Guimarães Nobre Combinando as Formas de Distribuição de Rótulos Rótulo de entrada = #20 FEC = 64. 12 Rótulo de saída = #150 Próx. Vizinho = LSR 2 Rótulo de entrada = #150 FEC = 64. 12 Rótulo de saída = #100 Próx. Vizinho = LSR 3 Requisição de atribuição para 64. 12 LER 1 Rótulo de entrada = #100 FEC = 64. 12 Rótulo de saída = #134 Próx. Vizinho = LSR 4 Requisição de atribuição para 64. 12 LSR 3 Atribuição de rótulo #100 Atribuição de rótulo #150 Atribuição de rótulo #134 p/ FEC 64. 12 LSR 5 LSP p/ FEC 64. 12 LSR 4 Atribuição de rótulo #212 p/ FEC 64. 12 Rótulo de entrada = #212 FEC = 64. 12 Rótulo de saída = #47 Próx. Vizinho = LSR 6 Rótulo de entrada = #134 FEC = 64. 12 Rótulo de saída = #212 Próx. Vizinho = LSR 5

Engenharia de Tráfego no MPLS • Mecanismos do MPLS para TE 1. LSP distinto do sugerido pelo OSPF 2. Reserva dinâmica de recursos junto com o estabelecimento do LSP 3. Distribuição de tráfego por LSPs paralelos 4. Criação e Remoção dinâmica de LSPs conforme as necessidades da rede 5. Utilização de LSPs como objetos gerenciáveis. 6. Tratamento de falhas pela migração de tráfego entre LSPs altenativos e criação de LSPs backups ou de espera. 7. As decisões de encaminho de tráfego são tomadas apenas na entrada do LSP e não em cada nó.

Exemplo: Backbone RNP

Rotas Explícitas • • Rota Explícita: O LDP pode ser utilizado para seguir uma rota explícita, formada por uma seqüência de nós abstratos • Um nó abstrato é formado por um ou mais LSRs • A rota deve passar por pelo menos um LSR do nó abstrato Tipos de Nós Abstratos: – Estrito: Nenhum nó não especificado pode ser inserido entre o nó estrito e o nó anterior. – Flexível: A passagem pelo nó é obrigatória, mas ela pode ser feita inserindo-se nós não especificados entre o nó flexível e o nós precedentes da rota. * (estrito) + (flexível) A*: B*: D*: E*: G* A*: F+: G* E B A G D C F

Requisitos o protocolo de sinalização MPLS • Requisitos: – O protocolo de roteamento precisa anunciar as capacidades e os recursos disponíveis em cada enlace. – O requisitante do LSP deve indicar as características do fluxo: largura de banda média, picos, requisitos de qualidade. • Protocolo de Sinalização – Suporte a rotas explícitas – Confrontar requisitos de Qo. S e capacidades – Requisitar reservas ao longo do caminho – Re-anúncio das disponibilidades de recurso modificadas

Preempção • Cada LSP tem dois parâmetros de prioridade: – prioridade de retenção • prioridade em reter recursos – prioridade de configuração • prioridade para tomar recursos • Novos caminhos LSP podem ser configurados, mesmo quando todos os recursos da rede tenham sido esgotados. – Isso é feito através da preempção de recursos de um LSP sobre outros. Isso é feito se: • prioridade de configuração > prioridade de retenção

Protocolos de Sinalização para MPLS • CR-LDP – Contraint-Based LSP Setup Using LDP – RFC 3212 • RSVP-TE – Extensions to RSVP for LSP Tunnels – RFC 3209

CR-LDP (Constrained –LDP) • Baseado na adição de TLVs nas mensagens LDP existentes • Criação de LSPs fim-a-fim sob restrições – Modo Downstream por Demanda • Restrições impostas pelo LSR de ingresso • Labels distribuídos a partir do LSR de egresso – Prioridades podem ser atribuídas para as LSPs para suportar o esquema de preempção – Re-roteamento ou não em caso de falha • Duas classes de Restrições: – Rotas Explícitas – Parâmetros de Tráfego

Mensagens CR-LDP • Hello – Descoberta de parceiros CR-LDP • Label Request – Requisitar anúncio de Rótulo • Label Mapping – Mapeamento de REC e Rótulo • Label Release – Liberar um LSP pelo solicitante (upstream) • Label Withdraw – Remover o LSP pelo fornecedor (downstream) • Notification – Informar erros ou eventos adicionais: i. e. TVL desconhecida para LSRs que não suportam CR-LDP, recursos insuficientes, etc.

TLV - Parâmetros de Tráfego • Mensagem Label Request – Tráfego Prometido • Peak Data Rate - PDR (bytes por segundo) • Peak Burst Size - PBS (bytes) – Serviço Desejado • Commited Data Rate - CDR (bytes por segundo) • Commited Burst Size - EBS (bytes) • Excess Burst Size - EBS (bytes)

Frequência de Amostragem e Peso • Freqüência de amostragem: • Muito frequente – CDR garantido para quaisquer 2 pacotes • Frequente – CDR garantido para uma média de poucos pacotes pequenos • Não Especificado – Uso de uma intervalo razoável (i. e. , 1 segundo) • Peso – Valor de 1 a 255 – Indica a capacidade do LSR de utilizar recursos disponíveis de outros LSRs para transporte de tráfego excedente – LSR com maior peso tem prioridade sobre os LSRs de menor peso

Negociação • A TLV de parâmetros de tráfego define um campo flag (1 byte), para indicar quais itens do pedido podem ser renegociados: – bit 0: reservado – bit 1: reservado – bit 2: PDR – bit 3: PBS – bit 4: CDR – bit 5: CBS – bit 6: EBS – bit 7: Peso

Fluxo de Mensagens: CR-LDP • 1) O LSR A (ingresso) envia a mensagem de Label Request com a TLV de parâmetros de tráfego, indicando os itens negociáveis. • 2) Se houver recursos suficientes, o LSR B efetua a reserva e repassa a mensagem adiante. – Se não houver recursos suficientes, mas houverem parâmetros negociáveis, o LSR B faz uma reserva menor e repassa o pedido alterado para frente. • 2*) Se o LSR B não tiver recursos e não houver itens renegociáveis, ele notifica a falha para o LSR A Label Request 2 1 A B 2* Notification C D

Fluxo de Mensagens: CR-LDP • 3) O LSR C executa o mesmo procedimento que o LSR B, podendo novamente, encaminhar uma mensagem de Label Request modificada, com menos recursos que os recebidos do LSR B. • 3*) Caso o LSR C não tenha recursos para efetuar a reserva, ele encaminha uma mensagem de notificação para B, fazendo com que ele libere os recursos previamente alocados. Label Request 3 2 A C B 3* Notification D

Fluxo de Mensagens: CR-LDP • 4) O LSR D (egresso) envia uma mensagem de Label Mapping, que ecoa os parâmetros de tráfego (que são os menores ao longo do caminho). – Essa mensagem é propagada sem modificação até o nó de ingresso. – Os nós intermediários utilizam essa informação para atualizarem sua reserva. • 5) Ao receber a mensagem de Label Mapping, o nó de ingresso decide se os parâmetros alocados são suficientes. Se não forem, ele envia uma mensagem de Label Release. Label Request 3 A C B 4 Label Mapping 5 Label Release 4 Label Mapping D 4

Eduardo Guimarães Nobre Roteamento Explícito • ER-Hop: Campo de 14 bits que carrega o tipo de ER: – Valores atualmente definidos: – 0 x 0801 - IPv 4 prefix – 0 x 0802 - IPv 6 prefix – 0 x 0803 - Autonomous system number – 0 x 0804 - LSPID LER 1 Requisição de atribuição contendo caminho explícito: 2, contendo caminho explícito: 3, 3, 5 5 LSR 2 LSR 3 Atribuição de rótulo Requisição de atribuição Atribuição de rótulo LSR 4 LSR 5 LSP

RSVP-TE • Baseado no RSVP, o qual foi expandido para suportar as funções de distribuição de rótulo. • O RSVP-TE reutiliza todas as sete mensagens RSVP: – Path: pedido de reserva (cliente) – Resv: confirmação de reserva (servidor) – Resv. Conf: confirmação pelo cliente – Resv. Tear: desistência pelo servidor – Resv. Err: notificação de erro ao receber pedido de reserva – Path. Err: notificação de erro ao receber medido de path – Path. Tear: desistência pelo cliente

RSVP-TE • Extensões feitas sobre o RSVP: – Gerenciamento de rótulo • Objeto "Label Request" na mensagem Path • Objeto "Label" na mensagem Res • Dois novos tipos de classe: – IPv 4 LSP Tunnel – IPv 6 LSP Tunnel – Requisição e Registro de Rotas Explícitas • Objeto "Rota Explícita" na mensagem Path • Objeto "Registro de Rota" nas mensagens Path e Resv – Recursos de Preempção • Objeto "Atributo de Sessão" inclui as prioridades na mensagem Path – Manutenção de conectividade entre LSRs • Mensagens Hellos trocadas entre LSRs adjacentes

Gerenciamento de Rotas • Inclusão do Objeto "Rota Explícita" na mensagem Path – Indica a seqüência de saltos estritos ou flexível, de forma idêntico ao CRLDP • Inclusão do Objeto "Registro de Rota" nas mensagens Path e Resv (opcional) – Indicam a seqüência completa de LSR utilizada para compor o caminho – Os rótulos intermediários podem também, opcionalmente, serem coletados ao longo do caminho

Eduardo Guimarães Nobre Criação de um LSP com RSVP 1. Mensagem Path. Contém o caminho ER <2, 3, 4> LER 1 2. Nova Path State. Mensagem Path enviada para o próximo nó LSR 2 LSR 3 LER 4 LSP 5. Quando LER 1 receber Resv, o ER será estabelecido 4. Nova Resv State. Mensagem Resv propagada upstream 3. Mensagem Resv gerada. Contém o rótulo a ser usado e o Tráfego / Qo. S requerido

Conclusão • O IETF deseconraja a utilização do CR-LDP, sendo que o protocolo é considerado apenas um padrão proposto. – Grandes fornecedores, como a Cisco e a Juniper utiliza o RSVP-TE • RSVP-TE funciona sobre IP puro e não sobre TCP (como o CRLDP). – CRLDP: protocolo de estado rígido • mantido pelas conexões TCP – RSVP-TE: protocolo de estado flexível • necessita de uma alteração explícita de estado • Apenas RSVP-TE permite o compartilhamento de recursos (criação de LSRs sobre caminhos existentes).