Uproszczenie mechanizmów przekazywania pakietów w ruterach

Transkrypt

1 LISTA ŻYCZEŃ I ZARZUTÓW DO IP Uproszczenie mechanizmów przekazywania pakietów w ruterach Mechanizmy ułatwiające zapewnienie jakości obsługi Może być stosowany do równoważenia obciążenia sieci, sterowanie przepływem czy też zestawianiem tuneli Kierowanie ruchu przez wybrane węzły(explixit routing) Brak mechanizmów sterowania parametrami QoS Zapewnia rozszerzenie możliwości modeli IntServ oraz DiffServ

2 TRADYCYJNE SPOJRZENIE IP Złożone procedury wyboru dróg przesyłania pakietów W każdym węźle jest podejmowana decyzja o wyborze następnego odcinka drogi Niezbędna analiza relatywnie dużego nagłówka pakietu Konieczność przetwarzania dużej ilości danych Nieefektywne reguły doboru trasy

3 ZAŁOŻENIA MPLS Każdy pakiet wchodzący do sieci jest przydzielany do klasy równoważności przekazywania FEC(Forwarding Equivalence Class) Każdy pakiet otrzymuję etykietę(label) odpowiadającą danej klasie równoważności Przydzielenie pakietu do klasy FEC odbywa się tylko raz, w chwili wejścia do domeny MPLS W kolejnych węzłach nie trzeba analizować nagłówka pakietu. Decyzja o wyborze trasy jest podejmowana na postawie etykiety

4 STRUKTURA ZARZĄDZANIA Identyfikator o stałej długości, jednoznacznie identyfikujący klasę rownoważności między dwoma węzłami dla określonego kierunku transmisji Etykieta ma znaczenie lokalne W każdym routerze LSR (Label Switch Router) znajduje się tablica kierowania. Na podstawie etykiety, z jaką został przekazany pakiet, jest podejmowana decyzja, z jaką etykietą i przez który interfejs należy go przesłać dalej. Przed wysłaniem dotychczasowa etykieta jest zamieniana na nową.

5 BUDOWA ETYKIETY Etykieta jest 20-bitowym polem 32-bitowego nagłówka dodawanego do pakietu IP 3-bitowe pole Exp jest zarezerwowane do celów eksperymentalnych Bit S oznaczający dno stosu etykiet 8-bitowe pole TTL (Time To Live), zabezpieczające przed powstawaniem pętli

6 LABEL SWITCHED PATH (LSP) Jeżeli pomiędzy dwoma ruterami istnieje powiązanie danej klasy FEC z określoną etykietą, to w odniesieniu do tego powiązania ruter, który używa tej etykiety jako wychodzącej (outgoing label ) jest nazywany ruterem poprzednim ( upstream router ), zaś ruter używający jej jako przychodzącej ( incoming label ) jest nazywany ruterem następnym ( downstream router ). Ciąg takich powiązań dla danej klasy FEC tworzy ścieżkę komutowaną etykietowo LSP. Pakiety należące do tej samej klasy równoważności FEC są więc przesyłane tą samą ścieżką LSP i traktowane w taki sam sposób. Z punktu widzenia transmisji pakietów ścieżka LSP jest jednokierunkowa. Wyróżnia się jednak dwa kierunki transmisji informacji sygnalizacyjnej: w dół (downstream) zgodny z kierunkiem przesyłania danych w górę (upstream) przeciwny do kierunku przesyłania danych

7 PRZESYŁANIE PAKIETÓW W SIECI MPLS

8 PRZYDZIELANIE ETYKIET W protokole MPLS przydzielenie etykiety dla danej klasy FEC jest dokonywane przez ruter następny, a informacja o tym powiązaniu jest przesyłana w górę do rutera poprzedniego. Tylko dzięki temu powiązaniu router poprzedni wie z jaką etykietą wysyłać pakiety. Istnieją dwie metody przydzielania etykiet: niezamówiona (unsolicited downstream) ruter następny podejmuje decyzję o powiązaniu klasy FEC z etykietą przychodzącą i wysyłą informację o tym do węzła poprzedniego na żądanie (downstream-on-demand) ruter poprzedni może żądać od rutera następnego przydzielenia etykiety dla określonej klasy FEC. Przydzielenie etykiety następuje w ten sam sposób ale jest inicjowane przez ruter poprzedni

9 ROZDZIELANIE ETYKIET Protokół MPLS definiuje dwa style rozsyłania etykiet: Niezależny (independent) Uporządkowany (ordered) Ruter LSR może obsługiwać tylko jeden styl rozsyłania etykiet. Jednakże rutery mogą używać różne style i współpracować ze sobą. Oba style rozsyłania etykiet mogą być stosowane w połączeniu z obiemami metodami przydzielania etykiet.

10 STYL ROZSYŁANIA ETYKIET STYL NIEZALEŻNY: Każdy ruter LSR może niezależnie dokonywać powiązań etykiet przychodzących i klas FEC oraz rozsyłać informację o tym do ruterów poprzednich w odniesieniu do tego powiązania. Ruter nieznając etykiety wychodzącej, a więc nie znając rutera następnego dla danej klasy FEC, może rozsyłać powiązanie do swoich poprzedników. W sieci mogą powstawać więc fragmenty niepowiązanych ze sobą ścieżek, zaś rutery mogą przesyłać pakiety zanim ścieżka LSP zostanie zestawiona. STYL UPORZĄDKOWANY: Ruter LSR może przydzielić etykietę dla danej klasy FEC tylko w jednym z dwóch przypadków: Gdy otrzymał wcześniej informację o powiązaniu etykiety z tą klasą FEC od węzła następnego Gdy jest ruterem brzegowym ścieżki LSP dla tej klasy FEC Styl ten zapewnia zestawienie kompletnej ścieżki LSP przed rozpoczęciem wysyłania pakietów. Stosowanie tego stylu jest konieczne gdy potrzebne jest zestawienie ścieżki o określonych właściwościach.

11 ŚCIEŻKI LSP WIELOPUNKT-PUNKT Standard MPLS dopuszcza tworzenie ścieżek o topologii wielopunkt-punkt. Jest to użyteczne, gdy pakiety wchodzące do domeny MPLS w różnych węzłach mogą być zakwalifikowane do tej samej klasy FEC i będą opuszczać domenę w tym samym węźle wyjściowym. Pakiety, które zostały wprowadzone w różnych węzłach są nierozróżnialne. Podejście takie pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie puli dostępnych etykiet i uproszczenia tablic kierowania.

12 AGREGACJA ŚCIEŻEK LSP W sieci MPLS wiele ścieżek utworzonych dla różnych klas FEC może częściowo lub w całości się pokrywać. Jeżeli kilka ścieżek ma wspólny wyjściowy ruter brzegowy oraz wspólny końcowy odcinek ścieżki, to istnieje możliwość zagregowania tych ścieżek w jedną. Tworzona jest tzw. unia klas FEC, dla której przydziela się jedną etykietę. Z punktu widzenia systemu unia traktowana jest jako pojedyncza klasa FEC. Podejście to pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie puli etykiet.

13 ZESTAWIANIE TUNELI LSP Istotną zaletą protokołu MPLS jest mechanizm zestawiania tunelitunel LSP jest szczególnych przypadkiem ścieżki komutowanej etykietowo. Wszystkie pakietu przesyłane w tunelu są traktowane jako jedna klasa FEC. W momencie wejścia pakietu do tunelu do stosu etykiet dodawana jest etykieta wyższego poziomu. Dzięki temu przez jeden tunel może biec kilka ścieżek. Przed opuszczeniem tunelu etykieta wyższego poziomu jest zdejmowana. Tunele LSP mogą być do agregowania ścieżek LSP na pewnych odcinkach, aby efektywniej gospodarować zasobami etykiet. Tunele znajdują zastosowanie jako przezroczyste łącza pomiędzy dwoma obszarami sieci operatora czy firmy.