Redes de alta velocidade
Redes MPLS
Prof. Diovani Milhorim
Redes MPLS
MPLS, ou MultiProtocol Label Switching, é uma
tecnologia de encaminhamento de pacotes baseada
em rótulos (labels) que funciona, basicamente, com
a adição de um rótulo nos pacotes de tráfego (O
MPLS é indiferente ao tipo de dados transportado,
pelo que pode ser tráfego IP ou outro qualquer) à
entrada do backbone (chamados de roteadores de
borda) e, a partir daí, todo o encaminhamento pelo
backbone passa a ser feito com base neste rótulo.
Redes MPLS
MPLS converge para a rede IP a sofisticação
de uma rede orientada à conexão para o
mundo IP “tradicionalmente não orientado à
conexão”. A tecnologia suporta virtualmente
todos os protocolos de camada 3 (e de
outras redes também).
Obviamente, destes, o IP é o mais popular.
Redes MPLS
. O MPLS é padronizado pelo IETF - Internet
Engineering Task Force através da RFC3031 e opera numa camada
OSI intermediária às definições tradicionais
do Layer 2 (Enlace) e Layer 3 (Rede).
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O label é um identificador curto, de tamanho fixo e
significado local. Todo pacote ao entrar numa rede
MPLS recebe um label, este pode ser pensado
como uma forma abreviada para o cabeçalho do
pacote.
Desta forma os roteadores só analisam os labels
para poder encaminhar o pacote.
O cabeçalho MPLS deve ser posicionado depois de
qualquer cabeçalho da camada 2 e antes do
cabeçalho da camada 3, ele é conhecido como Shim
Header
Redes MPLS
Digrama
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Descrições dos campos do Label
 O campo Label contém o valor atual deste.
 O campo EXP define a classe de serviço a que um
pacote pertence, ou seja, indica a prioridade do
pacote.
 O campo S (stack) suporta o enfileiramento de
labels. Caso o pacote receba mais de um label.
 O campo TTL (Time to Live) tem o mesmo papel
que no cabeçalho IP, contar por quantos
roteadores o pacote passou, num total de 255. No
caso do pacote viajar por mais de 255 roteadores,
ele é descartado para evitar possíveis loops.
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Os rótulos tem validade local, o que significa
que só são válidos entre roteadores
adjacentes. Além disso, o fato de terem
tamanho fixo agiliza o seu tratamento pois
este pode ser feito por meio de Hardware.
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Vantagens:




Melhor desempenho no encaminhamento de
pacotes (rapidez);
Criação de caminhos (Label Switching
Paths) entre os roteadores;
Possibilidade de associar requisitos de QoS,
baseados nos rótulos carregados pelos
pacotes.
Criação de redes virtuais
Redes MPLS
Funções da tecnologia MPLS:





Mecanismos para o tratamento de fluxos de dados
entre hardware, ou mesmo aplicações, distintas.
Independência em relação aos protocolos
das camadas OSI 2 (enlace) e 3 (rede).
Mapeamento entre os endereços IP e labels, para
envio de pacotes.
Interfaces com protocolos de roteamento,
como OSPF.
Suporta IP, ATM e frame-relay.
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Funcionamento:
Classe de encaminhamento equivalente
(CEE) ou Forwading equivalent class (FEC):
Conjunto de pacotes que tenham caminhos
iguais dentro da rede.
Cada CEE recebe um número que é
anotado no label de cada pacote
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Funcionamento:
Cada CEE é relacionada a um LSP (Label
Switch Path).
Os LSP são caminhos determinados dentro
da nuvem MPLS. Uma CEE pode ser
associada a mais de um LSP, porém com
todos apresentando mesma origem e
mesmo destino.
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Funcionamento:
Redes MPLS
Funcionamento:
No MPLS a associação do pacote com uma determinada
CEE é feita apenas uma vez quando o pacote entra na
rede através do LER (Label Edge Router)
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Funcionamento:
Nos saltos subseqüentes não há nenhuma
análise do cabeçalho da camada de rede do
pacote. A cada Roteador Comutador de
Rótulos (Label Switch Router – LSR ) pelo
qual o pacote passa, os rótulos são
trocados pois cada rótulo representa um
índice na tabela de encaminhamento do
próximo roteador.
Redes MPLS
Funcionamento:
Quando um pacote rotulado chega, o
roteador procura em sua tabela pelo índice
representado pelo rótulo. Ao encontrar este
índice o roteador substitui o rótulo de
entrada por um rótulo de saída associado à
CEE a que pertence o pacote. Após
completada a operação de troca de rótulos o
pacote é encaminhado pela interface que
está especificada na tabela de roteamento.
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Funcionamento:
Redes MPLS
Funcionamento:
Quando o pacote chega ao LER de saída da
rede MPLS, o rótulo é removido e o pacote
é encaminhado pela interface associada à
CEE a qual pertence o pacote.
Redes MPLS
Distribuição de rótulos:
Para que um RCR possa associar um rótulo a
um pacote ele precisa saber quais foram os
rótulos estipulados pelos seus RCR’s
adjacentes.
O rótulo de saida de um RCR será igual ao
rótulo de entrada ao RCR adjacente que
recebe o pacote
Redes MPLS
Distribuição de rótulos:
Redes MPLS
Distribuição de rótulos:
É necessário que haja algum tipo de
protocolo de distribuição de rótulos. Existe
na verdade vários protocolos de distribuição
de rótulos, sendo que o padrão não
estabelece qual deles deve ser utilizado.
Redes MPLS
Distribuição de rótulos:

Alguns destes protocolos são na verdade adaptações
de protocolos já existentes onde foi introduzida a
distribuição de rótulos. Exemplos destes protocolos são
o MPLS-BGP e o MPLS-RSVP-TUNNELS.

Porém alguns protocolos foram desenvolvidos com o
fim específico de distribuir rótulos em uma rede MPLS.
Dois exemplos comuns destes protocolos são o MPLSLDP e o MPLS-CR-LDP.
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Distribuição de rótulos:

Alguns destes protocolos são na verdade adaptações
de protocolos já existentes onde foi introduzida a
distribuição de rótulos. Exemplos destes protocolos são
o MPLS-BGP e o MPLS-RSVP-TUNNELS.

Porém alguns protocolos foram desenvolvidos com o
fim específico de distribuir rótulos em uma rede MPLS.
Dois exemplos comuns destes protocolos são o MPLSLDP e o MPLS-CR-LDP.
Redes MPLS
Interoperabilidade entre Protocolos
Por ser uma tecnologia nova e muito versátil,
muitas pessoas acabam confundindo o
conceito de MPLS com outras redes como
redes IP, ATM ou Frame Relay.
Na verdade, MPLS é outro tipo de rede,
independente das demais, mas que pode usar
equipamentos ATM, IP ou Frame Relay como
RCR’s alterando-se apenas o software que
controla esses equipamentos.
Redes MPLS
Interoperabilidade entre Protocolos
Esta facilidade se deve ao fato de que redes MPLS
podem rotear tanto pacotes como células sem
alteração na maneira como os caminhos são
calculados.
Outro fator que se deve levar em conta é que a
flexibilidade do MPLS ainda permite que ele seja
usado simultaneamente com outros protocolos, mais
especificamente com ATM.
Redes MPLS
Interoperabilidade entre Protocolos
Isto pode ser encontrado em provedores de serviço e
em grandes empresas que já fizeram um grande
investimento em WAN com backbones ATM. A rede
ATM é necessária para aplicações de voz enquanto o
restante dos dados pode usar MPLS.
Redes MPLS
Devido ao alinhamento do MPLS relativamente ao tipo
de dados em trânsito, é possível encapsular o tráfego
de tecnologias anteriores, como:







Frame Relay
ATM
PPP
Packet Over Sonet/SDH
Ethernet
Token Ring
FDDI