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ago 22 2008

Multi Protocol Label Switching (MPLS) – Parte 1

Olá pessoal, atendendo aos pedidos de alguns leitores, decidi escrever uma série de posts sobre a tecnologia MPLS.

MPLS é hoje cobrado nos seguintes exames Cisco: 642-611 MPLS (CCIP), CCIE R&S Written (apenas no escrito. No Lab não é cobrado) e CCIE SP (written e LAB)

Vamos começar do início, e daqui, vamos nos aprofundando no assunto.

Afinal, o que é MPLS?

I. Introdução

O crescimento exponencial da Internet nos últimos anos colocou uma enorme carga nas redes dos provedores de serviços e operadoras. O problema é que não houve apenas um crescimento gigantesco no número de usuários, mas a utilização de serviços com necessidades específicas – como voz e vídeo – também aumentaram significativamente. Antes, as aplicações que rodavam nas redes requeriam apenas que seus pacotes fossem encaminhados no modo “Best Effort”. Para as aplicações mais novas, isso não é mais suficiente. Estas aplicações demanadam mais banda e garantia de serviço, algo antes inexistente.

Para honrar a garantia de serviço proposta, não basta aos provedores aumentar a quantidade de banda disponível (o que também é muito custoso). É preciso, também, identificar novas arquiteturas que possam prover qualidade de serviço (QoS) e mecanismos confiáveis de engenharia de tráfego (TE), mantendo o custo o mais baixo possível.

A tecnologia MPLS, desenvolvida inicialmente pela Cisco, é hoje o padrão de mercado que surgiu para endereçar estes problemas. MPLS permite aos provedores o oferecimento de um leque diferenciado de serviços aos seus clientes. Em resumo, MPLS é uma tecnologia de comutação de pacotes utilizada para transportar pacotes de um ponto a outro de uma forma rápida e – relativamente – simples, sem o overhead dos protocolos intermediários. A marcação DiffServ (Differeciated Services) permite, por sua vez, que cada tipo de tráfego receba um tratamento – leia-se prioridade – diferenciado, por meio de marcações específicas (DiffServ Code Point ou DSCP) que identifiquem cada tipo de fluxo.

II. Operação

Redes baseadas no protocolo IPv4, tipicamente, não oferecem mecanismos de qualidade de serviço como os encontrados em outras redes, como ATM e Frame-Relay. MPLS traz para redes IP a sofisticação de uma rede orientada a conexão para o mundo IP – tradicionamente “não-orientado à conexão”.

MPLS significa “Multi-protocol Label Switching”. Multi-protocol pois a tecnologia suporta virtualmente TODOS os protocolos de camada 3 (e de outras também). Obviamente, destes, o IP é o mais popular. Antes de entrarmos mais a fundo na tecnologia, é interessante conhecermos alguns termos bastante utilizados quando falamos de MPLS:

  • Forwarding Equivalent Class (FEC) – Um grupo de pacotes IP que são encaminhados de uma mesma maneira
  • MPLS Header – O “cabeçalho” MPLS. Contém 32 bits.

  • MPLS Label – Usado para identificar o FEC.
  • Label Switched Path (LSP) – O caminho formado por um ou mais LSRs (Label Switching Routers) através do qual pacotes de um determinado FEC é encaminhado.

No modo tradicional de roteamento IP, um router tipicamente considera 2 pacotes como sendo do mesmo FEC se existir algum prefixo “X” na tabela de roteamento deste router de modo que “X” seja o padrão coinscidente mais longo de bits da esquerda para a direita para os 2 pacotes, para a rede destino. Conforme o pacote atravessa a rede IP, cada roteador reexamina os pacotes e redefine o FEC.

Nas redes MPLS, por sua vez, a designação do FEC é realizada apenas 1 vez, assim que o pacote entra na rede. Quando isso ocorre, o FEC a que pertence o pacote é codificado em um “label”. Quando este pacote é encaminhado ao próximo router, o label é encaminhado juntamente com ele. Desta forma, nos saltos subsequentes, nenhuma análise adicional é necessária. O label é utilizado como um índice para uma tabela que especifica o próximo salto e o novo label. O label antigo é substituído pelo novo label e o pacote é encaminhado ao próximo router.

III. Benefícios

O objetivo inicial do MPLS era trazer para a camada 3 a agilidade da camada 2. A comutação baseada em “labels” permite aos routers tomar decisões de encaminhamento baseadas somente no conteúdo de um simples identificador, ao invés de realizar uma complexa busca na tabela de roteamento baseada no endereço IP de destino. Esta justificativa inicial para tecnologias como o MPLS já não está mais em primeiro plano, uma vez que switches L3 já são capazes de realizar o processo de roteamento em velocidades bastante elevadas.

Entretanto, MPLS traz uma série de outros benefícios para redes IP. O fato de pacotes serem roteados baseados em labels e não via endereço IP resulta em algumas vantagens importantes:

  • Classificação dos pacotes baseados na origem do tráfego
  • Pacotes podem ter labels prioritários designados, permitindo a implementação de QoS na rede
    Os routers LSR de uma rede MPLS não são impactados se regras de como um pacote deve ser alocado a um determinado FEC forem modificadas
  • O payload dos pacotes nunca são examinados pelos routers LSR, garantindo um transporte mais eficiente da informação pela rede
  • Em uma rede MPLS, um pacote pode ser forçado a seguir por um determinado caminho, ao invés de um caminho que seria seguido caso um protocolo de roteamento comum estivesse sendo utilizado. Isso pode ser útil em ocasiões onde engenharia de tráfego (TE) precisa ser aplicada, ou mesmo para garantir um determinado nível de serviço.

Além destas, outra grande vantagem do MPLS é que a tecnologia é completamente independente dos protocolos utilizados nas camadas 2 ou 3, permitindo uma completa integração entre redes que rodem distintos protocolos nestas camadas.

Mais adiante vou dar prosseguimento à esta série de posts sobre o protocolo MPLS, e vamos colocar para funcionar o LAB Dynamips que implementa uma pequena rede rodando este protocolo. Espero que esta série de artigos vá de encontro às suas expectativas!

fonte: http://www.mplstutorial.com

Um abraço!

Marco Filippetti



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15 comentários

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  1. Renato Silva

    Ótimo, estou estudando essa tecnologia.!
    Obrigado Santo Marcos.

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  2. ric_serrano

    Boa!!!!

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  3. Rodrigo Farias

    Obg também. Reativou o que eu ja tinha estudado! 🙂

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  4. pedroj

    Maravilha Marco!!!!

    Esses post’s ajudam muito, seja na revisão ou o conhecimento geral de uma tecnologia.

    Parabéns!!!!!

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  5. Italo Amaral

    Parabéns Marco!

    Excelente post/série que será bastante interessante!

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  6. Fabio A de Amorim

    Muito bom Marco! Parabéns!!!

    Só como obervação, o MPLS é bem cobrado também no ISCW do “novo” CCNP.

    Abraços!

    Fábio A. de Amorim

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  7. Plinio Monteiro

    Muito bom Marco. Meu TCC na faculdade foi sobre MPLS e nada melhor do que dá aquela revisada e aprender ainda mais.

    Valeu.

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  8. George

    Marco, muito bom!!! Vamos aguadar anciosamente os outros posts sobre MPLS.
    Obrigado.

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  9. Marco Filippetti

    Opa, obrigado Fabio! Acrescentado!

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  10. Adinor

    Muito boa…
    O melhor é que está explicado de um jeito que não da preguiça de ler …. rsrsrs..
    Pesquisei em outros sites sobre o assunto, ou estava faltando coisa ou com muita coisa dificil de entender …
    Vlw Marco … abs..

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  11. Rodrigo Falcão

    Bom, muito bom mesmo…
    realmente é uma tecnologia que tende a ser cada vez mais cobrada e utilizada pelas empresas, visando atender aos diversos tipos de serviços que temos numa rede IP hoje em dia.
    Também tem esse link sobre o assunto, acho inclusive que já fora divulgado aqui no blog:
    http://www.gta.ufrj.br/grad/02_1/mpls/

    Abçs!!

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  12. Wederson (CeBoLaRk)

    Saudações,

    Muito bom o post… ancioso para ler os próximos…

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  13. vitor

    Excelente Marco! É um ótimo tópico a ser discutido, uma vez que é a tecnologia que desponta no momento! Ainda estou estudando para o CCNA, mas sem duvida é de grande interesse entender o MPLS nesse momento.

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  14. ferrugem

    Gente, to até perdido com tanta coisa que tem na Petrobrás… 😉

    Valeu pelo post Marco… Tenho que conhecer mais sobre esta tecnologia…

    Abraços,
    Felipe Ferrugem!

    “Juntos somos ainda melhores!!!”

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  15. cristiano.okada

    Excelente post Marco, parabens

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