End-to-end QoS es obtenido de la unión deedge-to-edge QoS suministrado por cada dominio por donde viaja el datagrama.

End-to-end QoS depende de las característicasde QoS de los saltos individuales a lo

largo de cualquier ruta dada.

End-to-end QoS depende de las característicasde QoS de los saltos individuales a lo

largo de cualquier ruta dada.

La Internet actual, tipo best effort,usa un modelo de buffer FIFO.

Los buffer (o colas) introducen latencia y pérdidas de paquetes.

La creciente variedad de usuarios con diversos requerimientos, obliga la necesidad de demandarun nivel de servicio a la red.

Las demandas están relacionadas a requerimientos tecnológicos:

Per-hop QoS: Nuevas arquitecturas de los nodos.

Enrutamiento e Ingeniería de Tráfico: Una adecuadadistribución de tráfico puede reducir la carga en la red.

Señalización: Controlar per-hop QoS y definir una adecuada distribución de tráfico es difícil si la red no esmanejable. El usuario debe especificar end-to-end QoS.

QoS depende tanto de los routers a lo largo del trayecto como la QoS de cada una

de las tecnología de enlace.

QoS depende tanto de los routers a lo largo del trayecto como la QoS de cada una

de las tecnología de enlace.

Para soportar end-to-end QoS, es necesarioconocer el comportamiento

dinámico de la red.

Para soportar end-to-end QoS, es necesarioconocer el comportamiento

dinámico de la red.

JitterJitter LatenciaLatencia Pérdida depaquetes

Pérdida depaquetes

100Mbps

100Mbps

100Mbps

155Mbps

Congestión

Delay

Buffer

End-to-end latencia

Delay del enlace

Delay del procesa-miento

Predecible

No predecible

Pérdida de paquetes

DestinoDestino RutaRuta

200.15.16.0200.15.16.0 Directo Directo

200.1.2.0200.1.2.0 200.15.16.3200.15.16.3

Defecto Defecto 200.15.16.4200.15.16.4

Host AHost A

DestinoDestino RutaRuta

200.15.16.0200.15.16.0 Directo Directo

201.8.9.0201.8.9.0 DirectoDirecto

200.1.2.0200.1.2.0 200.15.16.3200.15.16.3

Router 2Router 2

201.10.11.0201.10.11.0 201.8.9.8201.8.9.8

200.1.2.1

200.15.16.3

200.15.16.4201.8.9.4

201.8.9.8

200.15.16.30

201.10.11.3

201.10.11.20

DestinoDestino RutaRuta

201.8.9.0201.8.9.0 Directo Directo

201.10.11.0201.10.11.0 DirectoDirecto

200.1.2.0200.1.2.0 201.8.9.4201.8.9.4

Router 3Router 3

200.15.16.0200.15.16.0 201.8.9.4201.8.9.4

DestinoDestino RutaRuta

200.1.2.0200.1.2.0 Directo Directo

200.15.16.0200.15.16.0 DirectoDirecto

201.8.9.0201.8.9.0 200.15.16.4200.15.16.4

Router 1Router 1

201.10.11.0201.10.11.0 200.15.16.4200.15.16.4

Red 1200.1.2.0

Red 2200.15.16.0

Red 3201.8.9.0

Red 4201.10.11.0

Host BHost B

Host B Datos

Host B Datos Host B Datos

Host B Datos

Host B Datos

Host B Datos

Todoes por

Software

Basado en elanálisis de lacabecera del

paquete y del resultado deejecutar un

algoritmo deenrutamiento.

Basado en elanálisis de lacabecera del

paquete y del resultado deejecutar un

algoritmo deenrutamiento.

En cada nodo

se repite

el cálcul

o

Camino más corto en Internet

Camino más corto en Internet

Camino más corto

en MPLS

Camino más corto en MPLS C

amin

o m

ás c

ort

o

en M

PL

S

MPLS busca el camino más OPTIMO:Traffic Engineering-TE

MPLS busca el camino más OPTIMO:Traffic Engineering-TE

Internet está imposibilitado en ofrecer diferentes niveles de servicios para las diferentes aplicaciones.

Crecimiento exponencial de los usuarios y delvolumen de tráfico agrega más complejidad.

Es necesario introducir cambios tecnológicosfundamentales en la Internet.

Plataforma de enrutamiento basado en software.

Es una arquitectura especificada por la IETF.

Especifica mecanismos para gestionar los flujos de tráfico de diversa granularidad.Mantiene independiente los protocolos de la capa 2 y 3

Utiliza los protocolos de reserva de recursos RSVP y de enrutamiento OSPF.

MPLS realiza lo siguiente:

Representa la convergencia de la técnica deenvío orientado a conexión y de los protocolosde enrutamiento de Internet.

MPLS no reemplaza el enrutamiento IP

Es una solución para los problemas de:Velocidad

Escalabilidad

Gestión de QoS: La etiqueta simplifica la clasificación para determinar el siguiente salto.

Ingeniería de Tráfico

MPLS forwarding es definido para un rango detecnología de capa de enlace de red (link-layer)

ATM Frame Relay (FR)Paquetes sobre SONET/SDH o Ethernet

La arquitectura MPLS está especificada en laRFC 3031:“Multiprotocol Label Switching Architecture”(Enero de 2001)

No trata MPLS sobre escenarios multicastRFC 3032: “MPLS Label Stack Encoding”

RFC 3034: “Use of Label Switching on Frame Relay Networks Specification”

RFC 3035: “MPLS using LDP and ATM VC Switching”

RFC 3036: “LDP Specification”

RFC 3063: “MPLS Loop Prevention Mechanism”(Febrero de 2001)

Al 27 de Junio de 2001 existen 27 draft:http://www.ietf.org/ids.by.wg/mpls.html

Draft “RSVP-TE: Extensions to RSVP for LSP Tunnels”: draft-ietf-mpls-rsvp-lsp-tunnel-08.txt

Draft “Constraint-Based LSP Setup using LDP”draft-ietf-mpls-cr-ldp-05.txt

Draft “Framework for IP Multicast in MPLS”draft-ietf-mpls-multicast-05.txt

Datos IPCab. IP

Datos IPCab. IP

LSR Ingress LSR Egress

LSR LSR

LSR

20 Datos IPCab. IP

1

Datos I

P

Cab.

IP

12

Datos IP

Cab. IPDat

os IP

Cab. I

P

Datos IP

Cab. IP

7Datos IP

Cab. IP

43Datos IP

Cab.

IP

Las Etiquetas se asignan desde LSR Egress hacia LSR Ingress

CabeceraMPLS

CabeceraIP

DatosIP

En general, el formato exacto de una etiquetadepende de la tecnología de enlace de la capa 2.

EtiquetaMPLS

EXP S TTL

20bits 3bits 1bits 8bits

MPLS Shimheader

FEC o Clase Equivalente de envío (ForwardingEquivalence Class) es un conjunto de paquetesque se envían sobre un mismo camino o path,aun cuando sus destino finales sean diferentes.

En IP routing, dos paquetes tendrán un mismo FEC si tienen los mismos prefijos de red en susdirecciones de destino.

El inconveniente en IP es que en cada nodo sere-examina el paquete para asignar a un FEC.

En MPLS, sólo al ingresar un paquete a la red se le asigna un FEC. Luego ningún router lo hace.

Copyright Daniel Díaz A

DatosCab. IP

MPLS

Hace el análisis de la cabecera. Asigna etiqueta

Datos

Cab. IP

Etiq. A

Datos

Cab. IP

Etiq. B

Datos

Cab. IP

Etiq. C

DatosCab. IP

Todo es porHardware

Sólo se analiza la etiqueta

LSP

Sólo se analiza la etiqueta

Datos

Cab. IP

Datos

Cab. IP

Datos

Cab. IP

Dat

os

Cab.

IP

FEC

Un conjuntode paquetes se envían por un mismo camino-

LSP

El envío MPLS (MPLS Forwarding) es en basedel análisis de las etiquetas y su reemplazo.

La asignación de un paquete a un FEC esdeterminado por la información que contiene el paquete, incluso fuera de la cabecera de red.

En el convencional IP routing se analiza sólo lacabecera del paquete (cabecera IP) pero en cada nodo.

(1)

A un mismo paquete se puede asignar diferentesetiquetas por cada routers de ingreso a MPLS.

Permite especificar una ruta antes de que se envíe el paquete a la red: Traffic Engineering.

En MPLS, una etiqueta puede ser usada para representar la ruta.

La identidad de una ruta explícita no necesita sertransportado con el paquete.

(2)

Algunos routers analizan la cabecera de la capa de red para seleccionar el siguiente salto y para

determinar la preferencia o clase de servicio.

Algunos routers analizan la cabecera de la capa de red para seleccionar el siguiente salto y para

determinar la preferencia o clase de servicio.

MPLS facilita inferir la preferencia o clase de servicio desde la etiqueta.

MPLS facilita inferir la preferencia o clase de servicio desde la etiqueta.

EtiquetaEtiqueta RepresentaRepresentaFEC + Preferencia + Clase de Servicio.FEC + Preferencia + Clase de Servicio.

FEC.- Grupo de paquetes que son enviados enla misma maneraEtiqueta.- Identificador usado para identificarun FEC. Es de longitud fija: 20 bits.Label swap.- Intercambio de etiquetas.

Label Switching Route o LSR.- Nodo MPLS capaz de enviar paquetes nativos de nivel 3.Capa 3.- Capa en que IP y sus protocolos deenrutamiento opera la capa de enlace ó capa 2.sinónimo de Capa de red (Network Layer)

Label Stack.- Grupo ordenado de etiquetas.

Copyright Daniel Díaz A

Una etiqueta representa un FEC que es asignadoa un paquete: basado en la dirección destino.

Ru Rd

ACUERDOTodos los paquetes del FEC F

tendrán etiqueta L

Etiqueta L

Etiqueta de salida de Ru

Etiqueta de entrada de Rd

RepresentanFEC F

Etiqueta P

L tiene significado entre Ru y Rd

No siempre Rd sabe si Ru colocó la

etiqueta L.No son vecinos!!.

(1)

LSR LSR LSRLSR

(2)

Etiqueta L

Etiqueta L

FEC F1

FEC F2

LSR

LSRLSR

Ru1

Ru2

Rd

A no ser que conozca quien

colocó la etiqueta L:

Ru1 ó Ru2.

LSR LSR

Ru Rd

ACUERDOTodos los paquetes del FEC F

tendrán etiqueta L

Etiqueta L

Upstream LSR

Downstream LSR

Este proceso es conocido como LSP setup o Distribución de Etiquetas

LSRLSR LSR

Tablas de envío

{Interfaz de entrada, valor de la etiqueta} {Interfaz de salida, valor de la etiqueta}

En la Arquitectura MPLS, la decisión de asociaruna etiqueta particular L a un FEC F es realizado por el LSR DOWNSTREAM.

LSR LSR LSRLSR

Upstream Downstream

Asocia unaetiqueta La un FEC F

Distribuciónde etiquetas

Distribuciónde etiquetas

Distribuciónde etiquetas

La distribución estábasada en atributos.

Existe unrango deetiquetas

Es un grupo de procedimiento a través del cualun LSR informa a otro LSR la relaciónEtiqueta/FEC.

El protocolo de distribución de etiqueta tambiénabarca cualquier negociación entre dos LSR.

La Arquitectura MPLS NO ASUME un simple protocolo de distribución de etiquetas.

Algunos protocolos han sido extendidos:BGP-4. RSVP-TE.

Otros son protocolos nuevos:LDP. CR-LDP

Distribución de etiquetas bajo demanda downstream:

La Arquitectura MPLS permite a un LSR que requiera explícitamente una etiqueta relacionada conun FEC en particular.

Distribución de etiquetas no solicitada downstream:

La Arquitectura MPLS permite a un LSR distribuiruna etiqueta a otro LSR que no lo requiera explícitamente.

Ambas técnicas pueden ser usadasen una misma red y al mismo tiempo

Un paquete etiquetado transporta un númerode etiquetas.

Las etiquetas están organizadas en una pilaLast-In, First-Out (LIFO).

La utilidad de label stack se observa cuando seintroduce el concepto de Túnel MPLS y Jerarquía MPLS.

Label 1Label 2

Label m

..

..m

Primero ensalir

m = 0 ?

Cuando se requiere QoS borde a borde, sedebe tener en cuenta algunos requerimientos:

Cada uno de los distintos comportamiento de encolado y planificación pueder codificarse comoun nuevo FEC, ignorando el campo EXP. El campo EXP codifica hasta 08 comportamientos deencolado y planificación, para el mismo FEC (LSP). El campo EXP codifica hasta 08 comportamientos deencolado y planificación, independiente del FEC (LSP).

(1)

EtiquetaMPLS

EXP S TTL

20bits 3bits 1bits 8bits

(2)

Siguientesalto

Policing/MarkingQueuing

Scheduling

Ignorado

Hasta 2 combinacionesde path y comportamientopor salto (PHB) posibles.

20

El PHB y niveles de preferencia de eliminaciónse asociado al LSP.La etiqueta MPLS determina el siguiente salto del paquete.

Clases de servicios diferentes requieren diferentes LSP.

QoS

EtiquetaMPLS

EXP S TTL

20bits 3bits 1bits 8bits

(3)

Siguientesalto

Policing/MarkingQueuing

Scheduling

QoS

EtiquetaMPLS

EXP S TTL

20bits 3bits 1bits 8bits

Siguientesalto

Policing/MarkingQueuing

Scheduling

QoS

8 permutaciones adicionalesde clase de servicio y niveles de preferencia de eliminación en un LSP particular.

8 permutaciones adicionales de clase de servicio y niveles de preferencia de eliminación independiente de un LSP.

LER LER

LSR LSR LSR

LSR LSR

Label SwitchingRouter

Label EdgeRouter

Forwarding Equivalence Class-FEC, paquetes que siguen el mismo camino yreciben igual tratamiento

Label SwitchingPath-LSP

Label InformationBase-LIB.

Cada LSR lo creapara especificar como se debe

enviar un paquete

LER LER

LSR LSR

LSR LSR

Paquete IP

Paquete IP

Paquete IP Etiquetac

1 2 3

•Analiza la cabecera IP.•Asigna una etiqueta a un FEC.•Envía el paquete hacia la apropiada interfaz de salida.

•Analiza la etiqueta del paquete presente en la interfaz de entrada en cada LSR.•Determina la interfaz de salida y asigna una nueva etiqueta (swap).•Envía el paquete hacia la apropiada interfaz de salida.

•Extrae la etiqueta del stack (operación pop).•Proceso de erutamiento de acuerdo a los proto- colos de enrutamiento de la capa 3

Entrada Salida

Paquete IP

Etiquetab

Paquete

IP

Etiqueta

a

1

LSR

1

Salida2

Puerto Etiqueta Puerto EtiquetaEntrada Entrada Salida Salida 1 a 1 b 1 h 2 j

LIB

Clasificadorde paquetes

Colas y planificación

Tabla deenvío

TablaLSP

Carga útil IP

Cabecera IP

Carga útil IP

Cabecera IP

Etiqueta MPLS

Etiquetado depaquetes

(a) LER de Ingreso

Puerto de salida, etiqueta colas y reglas de planificación

Carga útil IP

Cabecera IP

Carga útil IP

Cabecera IP

Etiqueta MPLS

Puertos desalida

Puertos deentrada

Etiqueta i

Carga útil IP

Cabecera IP

Etiqueta MPLS

Carga útil IP

Cabecera IP

Etiqueta MPLS

Carga útil IP

Cabecera IP

Etiqueta MPLS

ContextoMPLS

(b) LSR

Tabla deconmutación

LIB

Elimina-ción

Conmu-tador

Cola/Planif.

Siguiente salto, medidor.eliminación/marca, colay reglas de planificación

Etiqueta j

Traffic Engineering es el nuevo reto que debencumplir las nuevas redes para los futurosservicios.

Resource ReSerVation Protocol, RSVP.

Constraint-based Routed Label Distribution ProtocolCR-LDP.

Existen 02 protocolos de señalización para que MPLS soporte Traffic Engineering:

RSVP y CR-LDP operan de manera diferente y tienen sus defensores y detractores.

Backhoe fade

IP PacketLabel 1Label 2

OpticalTransport

MultiService

VoiceIP

Optical Transport

Optical Transport

LSPTrunk

Optical TransportQoS LSP

QoS LSP

Especifican la interconexión de PC en redes

LSR