Podstawy MPLS. PLNOG4, 4 Marzec 2010, Warszawa 1

Transkrypt

1 Podstawy MPLS Piotr Jabłoński 1

2 Plan prezentacji Co to jest MPLS i jak on działa? Czy moja sieć potrzebuje MPLS? 2

3 Co to jest MPLS? Jak on działa? 3

4 Co to jest MPLS? Multi Protocol Label Switching Przełączanie na bazie etykiet 4

5 Pojęcia wokół MPLS Typy urządzeń Routery P (Provider) = LSR (Label Switching Routers) Routery PE (Provider Edge) = Edge LSR Protokoły IGP: OSPF, IS-IS, EIGRP Label Distribution Protocol (LDP) Multiprotocol Resource Reservation Protocol (RSVP) MPLS Forwarding Equivalence Class (FEC) Etykieta MPLS (ang. Label) VRF (Virtual Routing and Forwarding) Płaszczyzny działania MPLS Warstwa kontrolna Warstwa danych 5

6 Budowa etykiety MPLS Etykieta MPLS Label 20 bitów EXP S TTL 8 bitów COS/EXP = Class of Service: 3 Bity; S = Bottom of Stack; TTL = Time to Live Enkapsulacja MPLS Nagłówek PPP (Packet over SONET/SDH) PPP Header Label Layer 3 Packet Nagłówek LAN MAC MAC Header Label Layer 3 Packet 6

7 Przepływ danych w MPLS 7

8 Sieci typu Virtual Private Network VPN jest to odseparowana sieć w ramach której jest komunikacja między grupą lokalizacji lub urządzeń. Granice VPN określnone są poprzez politykę administracyjną klienta oraz usługodawcy. Dowolna topologia VPN od tuneli punkt-punkt, poprzez partial-mesh, do topologii full-mesh. VPN mogą tworzyć lokalizacje nie należące do tej samej organizacji tworząc tym samym intranet/extranet. VPN można stworzyć na bazie sieci kilku operatorów. Lokalizacja/urządzenie może być w więcej, niż jednym VPN. Wirtualne sieci mogą się na siebie nakładać. 8

9 Model sieci MPLS VPN MPLS VPN VPN warstwy 2 VPN warstwy 3 Punkt-Punkt Punkt-Punkt Połą łączenie dwóch CE w ramach tunelu p2p. Technologia dostępowa ETH, FR, ATM Routing CE-CE. Urządzenia PE są transparentne dla ruchu między CE. Wielopunkt Wielopunkt Urządzenia CE mogą uzyskać bezpośrednie połą łączenie fullmesh między sobą w ramach VPN. Routing CE-CE. Urządzenia PE są transparentne dla ruchu między CE. Urządzenie CE komunikuje się z PE za pomocą IP. Wymiana prefiksów poprzez: Routing statyczny Protokół routingu PE-CE np. e, OSPF Routery PE utrzymują osobne tablice routingu dla tras rozsyłanych przez CE. Routery PE operatora biorą udział w routingu, nie są transparentne dla przesyłanego ruchu. 9

10 Warstwa kontrolna MPLS VPN Do obsługi MPLS VPN potrzebny jest Multi-Protocol 8 Bajtów 4 Bajty 8 Bajtów 3 Bajty 1: : RD IPv4 Route-Target Label Adres VPNv4 Komunikat MP- typu UPDATE Prefiksy rozgłaszane przez PE mają przydzielone: Route Distinguisher (RD) Route Target (RT) Etykietę 10

11 Warstwa kontrolna MPLS VPN e: /16 Rozgłoszenie : Adres VPN-IPv4 = RD:10.0/16 Next-Hop = PE1 Route Target = 100:1 Label=42 MP- e: /16 CE-B1 VRF_B PE1 VRF_B VPN 1 P1 P2 VRF_B PE2 CE-B2 ip vrf VRF_B RD 1:1 route-target export 1:100 route-target import 1:100 Kolejność przetwarzania: 1. CE-B1 rozgłasza trasę IPv4 do PE1 poprzez e. 2. PE1 przydziela etykietę VPN do prefiksu IPv4 tworząc wpis VPNv4. 3. PE1 wykonuje redystrybucję trasy VPNv4 do MP-i, PE1 ustawia siebie samego jako next hop. MP- przekazuje trasę do PE2. 4. PE2 otrzymuje wpis VPNv4, identyfikuje VPN i przeprowadza redystrybucję do VRF-B skąd trasa jest przekazywana do CE-B2. 11

12 Warstwa danych MPLS VPN Pakiet IPv4 Dst Pakiet IPv4 Dst VPN 1 CE-B1 PE1 P1 P2 PE2 CE-B2 Kolejność przetwarzania: 1. CE-B2 przesyła pakiet IPv4 do PE2. 2. PE2 dokłada etykietę VPN rozgłoszoną przez MP- do pakietu IPv4. 3. PE2 dokłada dodatkowo etykietę IGP rozgłoszoną przez LDP i przesyła pakiet dalej do routera P2. 4. Routery P2/P1 zamieniają zewnętrzną etykietę IGP na etykietę, która była rozgłoszona przez P1/PE1. Pakiet MPLS wysłany jest kolejno do P1/PE1. 5. Router PE1 zdejmuje etykietę IGP oraz VPN i przesyła pakiet IPv4 do CE-B1. 12

13 Stos etykiet Może być więcej, niż jedna etykieta Zewnętrzna etykieta jest używana do przełączania w sieci MPLS. Ostatnia etykieta ma zaznaczony bit Bottom of Stack. Usługi z więcej, niż jedną etykietą: MPLS VPN MPLS Traffic Engineering oraz Fast Reroute MPLS VPN poprzez MPLS-TE AToM CsC Zewnętrzna Etykieta Etykieta LDP Etykieta VPN Wewnętrzna Etykieta Nagłówek IP 13

14 Czy moja sieć potrzebuje MPLS? 14

15 Uzasadnienia do wdrożenia MPLS Przykłady z Internetu: Urządzenia szybciej przełączają pakiety MPLS, niż pakiety IP. NIE Lepsza realizacja QoS w sieci operatorskiej. NIE Świadczenie usługi p2p L2 VPN. NIE Świadczenie usługi L3 VPN. To Zależy Sieć wielousługowa L2/L3 VPN. TAK Niski koszt implementacji usług. NIE Konsolidacja różnych sieci (ATM, FR, Ethernet) TAK 15

16 Zaleta 1: Wielousługowa sieć VPN CE-A4 DC1 HQ VRF_2 VRF_2 PE4 HQ PE3 PE5 PE1 PE2 CE-A1 CE-B1 CE-A2 CE-B2 Jednoczesne świadczenie usług VPN warstwy 2 oraz 3 (p2p, m2m). Separacja, wirtualizacja, elastyczność. 16

17 Zaleta 2: Zasoby współdzielone HQ OUTSIDE Zasoby współdzielone, dostęp do Data Center. I-GW NAT PE PE3 Translacja NAT dla ruchu VRF-to-VRF oraz VRF-to-Global. Wyjście do Internetu. PE1 PE2 CE-A1 CE-B1 CE-A2 CE-B2 17

18 Rozważanie: w sieci IP PE PE PE P P P RR PE Sesja e Łącze fizyczne P P RR PE PE W sieci IP wszystkie routery muszą posiadać pełną tablicę. 18

19 Zaleta 3: nie jest wszędzie potrzebne PE PE PE P P P RR PE Sesja e Łącze fizyczne P P RR PE PE W sieci MPLS routery P przełączają na bazie etykiet. Nie trzeba na nich uruchamiać protokołu. 19

20 Rozważanie: Płaska sieć Ethernet Im większa płaska sieć Ethernet bazująca na STP, tym więcej problemów ze stabilnością. 20

21 Zaleta 5: Hierarchiczna sieć Ethernet Hierarchizacja sieci poprzez wydzielenie sieci L3 sprzyja stabilności. Nie trzeba już wyłącznie polegać na STP. 21

22 Zaleta 6: Przenoszenie znakowania QoS Pakiet IPv4 Dst Pakiet IPv4 Dst VPN 1 CE-B1 PE1 P1 PE2 CE-B2 Transparentne przenoszenie znakowania QoS między sieciami tworzącymi VPN. Operator może oferować politykę QoS w sieci VPN jako usługę. 22

23 Dodatkowe możliwości MPLS Tworzenie skalowalnych sieci VPN pomiędzy operatorami z zachowaniem separacji danych. Zarządzanie ruchem w sieci za pomocą MPLS Traffic Engineering (MPLS-TE). Wysoka dostępność sieci: MPLS-TE, LDPFRR. Świadczenie usług IPv6 bez konieczności uruchamiania stosu IPv6 na routerach rdzeniowych. 23

24 Pytania? 24

25 25