EST. OSCAR EDUARDO MORENO FLOREZ
Ejemplo práctico del funcionamiento de una red MPLS explicando cómo se mueve un paquete a través de una red con dos routers de borde y tres de core: explique las tablas MPLS y el intercambio de etiquetas.
Propongo una red de 5 Router conectados con las siguientes configuración.
R1:
IP 192.168.1.1 Puerto fastethernet 0/0
Mascara 255.255.255.0
R2:
IP 192.168.1.2 Puerto fastethernet 0/0
Mascara 255.255.255.0
IP 10.0.2.1 Puerto fastethernet 1/0
Mascara 255.255.255.0
IP 10.0.3.1 Puerto fastethernet 2/0
Mascara 255.255.255.0
R3:
IP 192.168.2.1 Puerto fastethernet 0/0
Mascara 255.255.255.0
IP 10.0.2.2 Puerto fastethernet 1/0
Mascara 255.255.255.0
IP 10.0.4.1 Puerto fastethernet 2/0
Mascara 255.255.255.0
R4:
IP 10.0.4.2 Puerto fastethernet 0/0
Mascara 255.255.255.0
IP 10.0.3.2 Puerto fastethernet 1/0
Mascara 255.255.255.0
R5:
IP 192.168.2.2 Puerto fastethernet 0/0
Mascara 255.255.255.0
Comandos configuración generales para los routers
R2#enable
R2# configure terminal
R2(config)# interface fastethernet 0/0
R2(config-if)# ip add 192.168.3.1 255.255.255.0
R2(config-if)# interface lo0
R2(config-if)# ip add 1.1.1.1 255.255.255.0
R2(config-if)# no shutdown
R2(config)# show ip int brief
R2(config)#end
R2#show ip interface brief
R2
R3
R4
La RED MPLS
Un camino LSP es el circuito virtual que siguen por la red todos los paquetes asignados a la misma FEC. Al primer LSR que interviene en un LSP se le denomina de entrada o de cabecera y al último se le denomina de salida o de cola. Los dos están en el exterior del dominio MPLS.
Cada entrada de la tabla contiene un par de etiquetas entrada/salida correspondientes a cada interfaz de entrada/salida correspondientemente, que se utilizan para acompañar a cada paquete que llega por ese interfaz y con la misma etiqueta (en los LSR exteriores sólo hay una etiqueta, de salida en el de cabecera y de entrada en el de cola)
El algoritmo de intercambio de etiquetas requiere la clasificación de los paquetes a la entrada del dominio MPLS para poder hacer la asignación por el LSR de cabecera.
En la figura, el LSR de entrada recibe un paquete normal (sin etiquetar) cuya dirección de destino es 10.0.1.1. El LSR consulta la tabla de encaminamiento y asigna el paquete a la clase FEC definida por el grupo 192.168.1.1/24. Así mismo, este LSR le asigna una etiqueta (con valor 5 en el ejemplo) y envía el paquete al siguiente LSR del LSP.
Dentro del dominio MPLS los LSR ignoran la cabecera IP; solamente analizan la etiqueta de entrada, consultan la tabla correspondiente (tabla de conmutación de etiquetas) y la reemplazan por otra nueva, de acuerdo con el algoritmo de intercambio de etiquetas.
Al llegar un paquete al LSR de cola (salida), este determina que el siguiente salto va fuera de la red MPLS, por lo que al consultar la tabla de conmutación de etiquetas, remueve la etiqueta y envía dicho paquete por enrutamiento convencional. Como se ve, la identidad del paquete IP original queda enmascarada durante el transporte por la red MPLS.
Las etiquetas se insertan en cabeceras MPLS, entre los niveles 2 y 3. Según las especificaciones del IETF, MPLS debía funcionar sobre cualquier tipo de transporte: PPP, LAN, ATM, Frame Relay, etc. Por ello, si el protocolo de transporte de datos contiene ya un campo para etiquetas (ATM, Frame Relay, etc.), se pueden utilizan esos campos nativos para las etiquetas. Sin embargo, si la tecnología de nivel 2 empleada no soporta un campo para etiquetas (i.e. enlaces PPP o LAN), entonces se emplea una cabecera genérica MPLS de 4 octetos, que contiene un campo específico para la etiqueta y que se inserta entre la cabecera del nivel 2 y la del nivel 3.
En la figura, se representa el esquema de los campos de la cabecera genérica MPLS y su relación con las cabeceras de los otros niveles. Los 32 bits de la cabecera MPLS se reparten en:
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20 bits para la etiqueta MPLS.
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3 bits para identificar la clase de servicio en el campo EXP (experimental, anteriormente llamado CoS).
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1 bit de pila (stack) para poder apilar etiquetas de forma jerárquica.
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8 bits para indicar el TTL (time-to-live) que sustenta la funcionalidad estándar TTL de las redes IP.
Las tablas de envió se generan con la información que se tiene sobre la red, tales como:
topología
patrón de tráfico
características de los enlaces, entre otros.
Esta información es la que manejan los protocolos internos IGP (OSPF, IS-IS, RIP) para construir sus tablas de enrutamiento. MPLS utiliza esta información de estos protocolos para establecer los caminos virtuales o LSPs.
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Para cada "ruta IP" en la red se crea un camino de etiquetas, concatenando las de entrada/salida en cada tabla de los LSRs; el protocolo interno correspondiente se encarga de pasar la información necesaria.
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El segundo aspecto se refiere a la información de "señalización", necesaria siempre que se quiera establecer un circuito virtual. Sin embargo, la arquitectura MPLS no asume un único protocolo de distribución de etiquetas. De hecho, se están estandarizando diferentes protocolos para tal fin. Entre los procolos existentes que se extienden para soportar MPLS, se encuentra el protocolo RSVP y BGP en las formas conocidas como MPLS-BGP, MPLS-RSVP-TUNNELS. También se están definiendo nuevos protocolos específicos para la distribución de etiquetas, como lo es el LDP (Label Distribution Prtocol) y CR_LPD (Constraint Based Routing Label Protocol). RSVP es preferido por IETF, LDP por Cisco y el CR_LPD por Nokia.
Las diferentes variaciones en el intercambio de etiquetas son:
LDP: mapea los destinos IP (unicast) en etiquetas.
RSVP, CR_LDP: es usado para ingeniería de tráfico y reserva de recursos.
BGP: para etiquetas externas (VPN).
EST. OSCAR EDUARDO MORENO FLOREZ
COD. 91511605
JAIME ANDRES MAYA COD. 1098619055
MPLS
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Quiere decir Conmutación de Etiquetas Multiprotocolo (Multiprotocol Label Switching), es una tecnología relativamente nueva que se desarrolló para solucionar la mayoría de los problemas que existen en la técnica actual de reenvío de paquetes, asignando etiquetas a los paquetes en función de su prioridad de despacho; permite construir redes virtuales privada (VPNs), flexibles y ampliables, que respaldan la prestación de servicios en diferentes niveles. (Canalis, 2003) Opera entre la capa de enlace de datos y la capa de red del modelo OSI, fue diseñado para unificar el servicio de transporte de datos para las redes basadas en circuitos y las basadas en paquetes, puede ser utilizado para transportar diferentes tipos de tráfico incluyendo tráfico de voz y de paquetes IP. (Peralta, 2012)
Cómo Funciona MPLS
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Una red MPLS consiste en un conjunto de Enrutadores de Conmutación de Etiquetas (LSR) que tienen la capacidad de conmutar y rutear paquetes en base a la etiqueta que se ha añadido a cada paquete. (Barberá, 2007) Cada etiqueta define un flujo de paquetes entre dos puntos finales. Cada flujo es diferente y es llamado Clase de Equivalencia de Reenvío (FEC), así como también cada flujo tiene un camino específico a través de los LSR de la red, es por eso que se dice que la tecnología MPLS es “orientada a conexión”. (Barberá, 2007) Cada FEC, además de la ruta de los paquetes contiene una serie de caracteres que define los requerimientos de QoS del flujo. (Barberá, 2007)
Ventajas
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Fernández (2014) determino las siguientes ventajas:
Un Paquete puede entrar por un punto final físicamente conectado a la red, o por otro router que no sea MPLS y que esté conectado a una red de computadoras sin conexión directa a la nube MPLS.
El reenvío de la información se lleva a cabo mediante una búsqueda simple (lookup) en una tabla predefinida que enlaza los valores de las etiquetas con las direcciones del siguiente salto (next hop).
§ Los paquetes enviados de mismos endpoints pueden tener diferente FEC, por lo que las etiquetas serán diferentes y tendrán un PHB distinto en cada LSR. Esto puede genera diferentes flujos en la misma red.
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Desventajas
Según el punto de vista de García (2008) llego a determinar las siguientes desventajas:
§ En primer lugar, uno de los argumentos esgrimidos a favor de desarrollar MPLS, el incremento en la velocidad de proceso en los dispositivos de encaminamiento, ha declinado con la aparición de nuevos equipos más rápidos y potentes, como los denominados “Gigabit routers”.
§ Si bien la posibilidad de apilar múltiples etiquetas aporta beneficios indudables, el incremento de la proporción de cabecera transportada contribuye a reducir el rendimiento de la red.
§ Identificar mediante una etiqueta la calidad de servicio deseada no implica que esta solicitud se satisfaga. Es imprescindible que las tecnologías de red subyacentes provean los mecanismos necesarios para garantizar dicha calidad.
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Estructura de una Red MPLS
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La cabecera MPLS posee 32 bits de longitud, distribuidos en cuatro campos, cada uno con una función específica.
Campo Label o Etiqueta: En base a este campo, los LSR pueden efectuar la conmutación. Esta etiqueta es asignada por el Ingress LER según parámetros descritos en el LSA. Como se indicó antes, los LSP son los que cambian la etiqueta a lo largo de su recorrido para poder formar un túnel LSP y la última etiqueta es extraída por el Egress LER. (Gray, 2001)
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Campo Experimental EXP: Campo para uso experimental, pero actualmente se utiliza para transmitir información DiffServ por la creciente demanda de prioridades en el protocolo IP con lo que se tendrían ocho niveles de prioridad incluyendo el esquema de Best Effort. (Gray, 2001)
Campo Stacking: Gracias a este campo, se tienen jerarquías de etiquetas. MPLS tiene la capacidad de etiquetar tráfico MPLS de una red vecina con lo que se forma una pila o stack. Toma el valor 1 para la primera entrada en la pila, y cero para el resto. (Gray, 2001)
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Campo TTL Time to Live: Al igual que en el protocolo IP, este campo sirve como un contador del número de saltos para poder evitar la creación de bucles o loops que se puedan generar en el envío de los paquetes etiquetados. Este campo reemplaza al TTL de la cabecera IP durante el viaje del datagrama por la red MPLS y es disminuido en una unidad por cada nodo por el que pasa; si llegase a cero en algún LSP, será descartado. (Gray, 2001)
LSRs y LERs
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Los dispositivos que participan en los mecanismos del protocolo MPLS, pueden ser clasificados en ruteadores de etiqueta de borde o label edge routers (LERs), y en ruteadores de conmutación de etiquetas o label switching routers (LSRs).
Un LSR es un dispositivo ruteador de alta velocidad, que dentro del núcleo de una red MPLS, participa en el establecimiento de las LSPs, usando el protocolo de señalización apropiado y una conmutación de alta velocidad aplicado al tráfico de datos, que se basa en las trayectorias establecidas.
COMANDOS DE CONFIGURACIÓN
MPLS4 # config terminal
MPLS4 (config) # ip cef //Habilitamos el protocolo CEF en el router
Configuración y pruebas de funcionamiento de la interconexión de redes heterogéneas con troncal MPLS
MPLS4 (config) # mpls label protocol ldp //Definimos el protocolo LDP como protocolo para la distribución de las etiquetas
MPLS4 (config) # mpls ip //Habilitamos MPLS a nivel globa
GMPLS.
Generalized MultiProtocol Label Switching (GMPLS) es la nueva generación de MPLS. En GMPLS se extiende la funcionalidad MPLS para incluir un rango mucho más amplio de opciones LSP para diferentes equipos. MPLS tradicional fue diseñado para el transporte de datos, utilizando el protocolo IP para establecer los caminos y asignar etiquetas de forma arbitraria (estática o dinamicamente) para cada protocolo. En MPLS, los Routers LSR (Label Switching Router) cuentan con un plano de forwarding que es capaz de reconocer los límites de los paquetes/celdas, y procesar los headers de los paquetes/celdas. GMPLS permite el transporte de un rango mucho más amplio de tecnologías, transportando protocolos de capa física, capa de enlace o capa de re
PILA DE PROTOCOLOS GMPLS.
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Pila de Protocolos GMPLS. GMPLS utiliza la distribución de etiquetas ya que es una evolución de MPLS, estas nuevas etiquetas son necesarias para soportar la amplia visión de GMPLS en el dominio óptico y en el multiplexaje por división de tiempo. La representación de la etiqueta tradicional consta de un número de 4 bytes (Tamaño fijo en las etiquetas MPLS), ahora en GMPLS cambia a un grupo de bytes en donde la longitud es variable. Esta etiqueta informa de un número de time-slot, un valor de longitud onda, o un número de fibra dentro del conjunto de fibras del cable.
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las redes convergentes y sus implicaciones.
Las redes convergentes o redes de multiservicio hacen referencia a la integración de los servicios de voz, datos y video sobre una sola red basada en IP como protocolo de nivel de red. En este artículo se presenta la integración de servicios de voz sobre redes IP (VoIP) como ejemplo de red convergente. La arquitectura de esta red está constituida básicamente, por el media gateway, el controlador de media gateway, el gateway de señalización y el gatekeeper. Las redes de convergencia han tenido y tendrán aún dificultades técnicas qué superar ya que los distintos servicios por ofrecer tienen diferentes características y requerimientos de red, por tanto es importante hablar aquí de ingeniería de tráfico y mecanismos que garanticen calidades de servicio
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Implicaciones
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El tráfico de datos no sólo ya es mayor al tráfico de voz sino que el primero crece exponencialmente mientras que el segundo lo hace linealmente. Esta situación contrasta con el hecho de que las principales ganancias económicas de las empresas de telecomunicaciones provienen en su gran mayoría del tráfico de voz, generando un interés especial en la integración de voz sobre la infraestructura ya existente, lo cual permitiría mejores servicios a sus clientes y mayores ingresos para las empresas
Los datos se presentan en ráfagas que consumen grandes volúmenes de ancho de banda durante cortos intervalos de tiempo, mientras que el tráfico de voz requiere un ancho de banda constante y un bajo retardo de transmisión
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CONCLUSION
La conmutación de paquetes es un método de agrupar los datos transmitidos a través de una red digital en paquetes que se componen de un encabezado y una carga útil. Los datos en el encabezado son utilizados por el hardware de red para dirigir el paquete a su destino donde la carga útil es extraída y utilizada por el software de la aplicación. La conmutación de paquetes es la base principal de las comunicaciones de datos en redes informáticas de todo el mundo.
JAIME ANDRES MAYA COD. 1098619055
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a. Consulte y defina las características generales de MPLS:
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Las siguientes son características que posee la tecnología MPLS:
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Flexibilidad: Cada empresa, corporación u organismo tiene desarrollada su propia estructura interna, tanto en infraestructura como en recursos humanos, generadas en base a sus necesidades y recursos disponibles. En base a esta estructura, muchas veces única, se montan los servicios de comunicaciones para acomodar de la mejor manera posible y al menor costo, el transporte de la información interna, así como también externa, con sus clientes y proveedores.
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La topología de una MPLS VPN puede acomodarse acorde a cada necesidad, dada su naturaleza que brinda conexiones "Any-to-Any" (cualquiera con cualquiera) entre los distintos puntos que comprenden la VPN, contando así con el mejor camino o ruta entre cada punto. A su vez se puede obtener mayor flexibilidad realizando configuraciones híbridas con Hub-and-Spoke (estrella), por ejemplo en las conexiones con clientes.
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Escalabilidad: Con un nuevo concepto de aprovisionamiento, llamado "Point-to-Cloud" (punto a la nube), se implementan los nuevos puntos de la VPN. Este concepto proviene del hecho de que cada vez que sea necesario "subir" un nuevo punto a la VPN, sólo habrá que configurar el equipamiento del Service Provider que conecte este nuevo punto. De esta forma, se evitan tareas complejas y riesgosas, como las que se producen cuando se activa un nuevo punto en una red basada en circuitos virtuales de Frame Relay o ATM, en donde es necesario re-configurar todos los puntos involucrados.
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Accesibilidad: La arquitectura de MPLS VPN permite utilizar prácticamente todas las tecnologías de acceso para interconectar las oficinas del cliente con su "Service Provider" (Proveedor de Servicios).
Por dicho motivo, la versatilidad que permite utilizar xDSL o un enlace Wireless Ethernet en las oficinas más pequeñas y hasta incluso en usuarios móviles, mientras que en el headquarter se utilizan leased lines (TDM) en altas capacidades como E3/T3, que permite dimensionar cada punto de la VPN acorde con sus necesidades sin limitar o restringir la de otros puntos.
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IFX Networks posee acuerdos de interconexión con proveedores líderes de Estados Unidos, Europa y Asia para extender su cobertura de servicios MPLS VPN a cualquier lugar del planeta.
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Eficiencia: En una infraestructura 100% IP, es decir, aquellas empresas en donde todo el equipamiento involucrado y las aplicaciones utilizadas son IP-based, el uso de servicios de transporte ATM o Frame Relay someten al cliente a incurrir en un costo adicional por el overhead que los protocolos de transporte introducen. Mediante IFX MPLS VPN - un servicio IP-Based VPN - este costo extra desaparece.
Calidad de servicio (QoS) y Clases de servicio (CoS): Las necesidades de comunicación entre dos lugares remotos, hoy en día van mucho más allá de la simple transferencia de datos vía email, web u otras aplicaciones. Siendo incluso insuficiente muchas veces, la interesante combinación de voz y datos bajo una misma plataforma. Es por esto, que la ya mencionada Convergencia de datos con aplicaciones real-time y/o interactivas, voz y también video de alta calidad, necesitan de una eficiente plataforma de transporte.
Mediante la utilización de técnicas y herramientas de Calidad de Servicio (QoS), se ofrecen distintas Clases de Servicio (CoS) dentro de una MPLS VPN para cumplimentar los requerimientos de cada servicio o aplicación.
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Administración: Las MPLS VPN son denominadas Network-Based, esta característica proviene del hecho en que el servicio es implementado sobre la infraestructura del Service Provider; implicando, entre otras cosas, que la administración de enrutamiento es llevada a cabo por el Service Provider; quien por su naturaleza, es especialista en dicha tarea desligando así al cliente de llevarla a cabo.
Monitoreo y SLAs: Las MPLS VPN son monitoreadas, controladas y con un constante seguimiento en forma permanente, las 24 horas los 7 días de la semana, por parte del Service Provider. Además, se extienden "Service Level Agreements" (acuerdos de nivel de servicio) para garantizar y asegurar la estabilidad y performance que el cliente necesite.
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Fácil Migración: La simplicidad de la tecnología determina que las tareas de aprovisionamiento, administración y mantenimiento sean actividades sencillas para el Service Provider; lo cual se traslada directamente al cliente, obteniendo una migración del servicio actual sin complicaciones.
IFX ofrece, además, servicios profesionales para ayudar a que dicha migración sea transparente.
Seguridad: Análisis y estudios realizados por los distintos fabricantes y entidades especializadas en el área, determinaron que los niveles de seguridad entregados por una MPLS VPN son comparables con los entregados por los circuitos virtuales de Frame Relay y ATM.
Sin embargo, en escenarios donde estos niveles no son suficientes, como por ejemplo en las necesidades de entidades financieras, una MPLS VPN puede también ser combinada con la encriptación y autenticación que IPSec brinda, elevando aún más la seguridad de la VPN.
Bajo Costo: Si las 9 razones previas no son suficientes, siempre que se hable de reducir costos contribuirá fuertemente a inclinar la balanza. Son varios los motivos que permiten afirmar que un servicio MPLS VPN ofrece "más por menos", entre ellos se pueden destacar: Independecia de equipos de cliente (CPE): al ser un servicio Network-based, la implementación de la VPN no requiere un hardware específico ni costoso para ser instalado en las oficinas del cliente.
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Convergencia: por ser una VPN CoS-Aware (Soporte de Clases de Servicio) se pueden integrar distintos servicios y aplicaciones sobre una misma plataforma. De este modo, empresas que al día de hoy mantienen distintos y costosos servicios para soportar sus necesidades de voz, datos y video; pueden unificar estos requerimientos concluyendo en un ahorro significativo y manteniendo relación con un único proveedor de servicios.
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Diagrame y explique la arquitectura de MPLS (elementos):
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Elementos de una red MPLS
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En general, la diferencia principal entre MPLS y las tecnologías WAN utilizadas tradicionalmente es la forma en la que se asignan las etiquetas y la capacidad de cargar una pila de etiquetas asociada a un paquete.
El envío de paquetes en MPLS está en un fuerte contraste con los entornos de redes sin conexión actuales, donde se analiza el paquete en cada salto.
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Un concepto importante dentro de MPLS es el de LSP (Label Switch Path) que es un camino específico de tráfico a través de la red MPLS, el cual se crea utilizando protocolos de distribución de etiquetas, tales como RSVP-TE o CR-LDP, si bien el más comúnmente utilizado es el primero de ellos.
El LDP posibilita que los nodos MPLS se descubran y establezcan comunicación entre ellos, a fin de informarse del valor y significado de las etiquetas que serán utilizadas en los enlaces contiguos.
Básicamente, la arquitectura del protocolo puede dividirse en dos elementos fundamentales: los componentes de envío, y los componentes de control. Los primeros utilizan una base de datos de etiquetas de envío mantenida por un conmutador de etiquetas para poner en marcha el envío de paquetes de datos basados en etiquetas llevadas por paquetes. Los componentes de control, por su parte, son responsables de crear y mantener la información de envío de etiquetas entre un grupo de switches interconectados.
La diferencia entre un router que no implemente MPLS y uno que sí, es que en el primero se intercambia la información de routing con otros routers y se almacena en una tabla de almacenamiento IP, y los paquetes se reenvían consultando esta tabla. Uno que implemente MPLS, posteriormente utiliza la tabla de routing para establecer e intercambiar etiquetas y almacena esa información en la tabla Label Forwarding. Los paquetes que entren y salgan del router, se etiquetarán entonces según la información de esta tabla
Finalmente, una red MPLS va a estar compuesta por dos tipos de nodos, como se puede apreciar en la figura 1. Estos nodos son denominados LER (Label Edge Routers) y LSR (Label Switching Routers).
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Bloques constituyentes de la arquitectura MPLS (I) : Label Switch Routers
El elemento primordial en cualquier red MPLS es el Label Switch Router (LSR). En esta categoría se engloban todos aquellos dispositivos que puedan implementar procedimientos de distribución de etiquetas y puedan enviar paquetes.
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Dependiendo de la localización dentro de la red, podemos diferenciar hasta 4 tipos diferentes de LSR:
a) Router de ingreso: Se sitúa al comienzo del LSP (punto de entrada), siendo el único router por donde puede entrar tráfico IP a la red MPLS. Sirven como routers entrantes, ya que reciben la información del tráfico de red que circulará por el LSP hasta alcanzar su destino. El router entrante encapsula el tráfico usando una cabecera MPLS.
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b) Router de tránsito: Se sitúa en el medio del LSP. Estos routers solo envían el tráfico recibido al siguiente punto del LSP, usando la interfaz desde la cual ha venido el paquete así como la cabecera MPLS para obtener la información de destino.
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c) Penúltimo router: Se sitúa antes del router de salida, y se usa para eliminar la cabecera MPLS antes de enviarle el tráfico. Al ser el último salto el router de salida, la cabecera MPLS ya no es necesaria.
d) Router de salida: Se sitúa al final del LSP (punto de salida). Recibe el tráfico IP proveniente del penúltimo router y lo envía usando un enrutamiento IP normal.
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Bloques constituyentes de la arquitectura MPLS (II): Label Edge Routers (LER)
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Un LER es un tipo de router que también implementa el mecanismo de imposición de etiquetas, así como el de disposición.
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Estos routers asignan (o eliminan) etiquetas de los paquetes de datos en función del tipo de información que estos lleven.
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El uso principal de este tipo de routers se da en redes MPLS grandes, especialmente en aquellas orientadas a altas prestaciones tecnológicas.
En las figuras 2 y 3, se muestran diagramas de cómo son las arquitecturas de un LSR y un LER.
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El mecanismo de imposición (y disposición) de etiquetas en un LER.
La imposición de etiquetas se define como el acto de anteponer una etiqueta, o una pila de etiquetas en un paquete de datos, dentro del punto de ingreso en el dominio MPLS. A su vez, su contraparte es la disposición de estas mismas etiquetas en el punto de salida antes de reenviarlo a un vecino fuera del dominio MPLS.
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Para implementar estas funciones, el LER necesita comprender dónde está la cabecera del paquete y qué etiqueta se le debe asignar al paquete. En el encaminamiento tradicional de la capa IP, cada salto en la red efectúa una búsqueda en la tabla de encaminamiento IP para la dirección IP de la cabecera. Se selecciona la siguiente dirección IP para el paquete en cada iteración de la actualización de la tabla, y se envía el paquete hasta su destino final.
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Con la arquitectura MPLS, escoger el siguiente salto del paquete IP combina dos funciones. La primera de ellas es repartir el conjunto de posibles paquetes dentro de un conjunto de IPs prefijadas. El resultado de esta función es conocido como FEC. (Forwarding Equivalence Classes) La segunda consiste en relacionar cada IP destino prefijada al siguiente salto. Esto significa que cada destino en la red es alcanzable por un camino determinado por el flujo de tráfico desde un dispositivo de ingreso hasta el dispositivo de salida.
Cuando se utiliza el protocolo MPLS, un paquete en particular se asigna a una FEC particular una sola vez, y esto ocurre en el dispositivo frontera al entrar el paquete en la red. La FEC a la que se asigna el paquete se codifica como un identificador fijo de corta longitud, conocido como una etiqueta.
En la figura 4 se ilustra el proceso de imposición de etiqueta.
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Defina los protocolos de MPLS:
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Protocolos de Señalización MPLS
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MPLS utiliza los protocolos de distribución de etiquetas para crear y mantener de forma dinámica la asociación de etiquetas que genera un LSP, y la asociación del mismo con un destino particular. Estos protocolos se encargan de señalizar el camino LSP e informar las etiquetas que se utilizarán entre los equipos, desde el Router de ingreso hasta el egreso. Un protocolo de distribución de etiquetas se encarga principalmente de negociar las etiquetas que se utilizarán en cada link para conmutar tráfico según el destino del mismo.
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Existen dos protocolos principales de distribución de etiquetas utilizados principalmente en entornos MPLS: "Label Distribution Protocol" (LDP) y "Resource Reservation Protocol" (RSVP). RSVP es un protocolo genérico de reservación de recursos, que fue adaptado para utilizarse en ambientes MPLS. LDP es un protocolo que fue específicamente diseñado para ambientes MPLS.
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RSVP: RSVP es un protocolo que fue rediseñado para poder transportar "objetos opacos". Estos objetos no tienen ningún sentido particular para RSVP y son transportados entre equipos para que algún otro protocolo (Como MPLS) los utilice, lo que permite fácilmente extender las funcionalidades RSVP. Estos objetos logran que se distribuya y mantenga una base de datos de información, además de la reserva de recursos inherente a protocolo. La reserva y distribución de etiquetas, y la mayoría de las funcionalidades MPLS utilizan objetos opacos. La principal ventaja que otorga la utilización del protocolo RSVP es la posibilidad de implementar ingeniería de tráfico sobre las redes MPLS (Indicar de que forma se establecen los caminos LSPs, siguiendo lineamientos diferentes a la métrica IGP), y la posibilidad de implementar redundancia en los LSPs.
El protocolo RSVP, en su versión extendida, permite:
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Distribuir información de asociación de etiquetas entre los Routers LSR (Label Switching Router).
Provisionar caminos LSP que soporten rutas explícitas (Indicando al LSP sobre que nodos debe establecerse, haciendo caso omiso a la métrica IGP).
Crear registros del camino (nodos) que ha utilizado el LSP para establecerse.
Reservar recursos en los Routers que comprenden el LSP.
Implementar mecanismos de "keepalive" en los LSPs (Indica si el LSP se encuentra activo y utilizable).
Implementar esquemas de redundancia (Creación de caminos LSP primarios y secundarios, y técnicas de FastReroute en caso de fallas).
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LDP: El protocolo LDP asocia un grupo de prefijos de destino con un LSP en particular. Al set de prefijos de destino se lo conoce como FEC (Forwarding Equivalence Class). Todos los prefijos de destino de la FEC comparten un nodo de egreso en común, y un camino de ruteo. El protocolo LDP establece caminos LSP basándose en las métricas IGP utilizadas en la red, negociando etiquetas salto a salto. De esta forma, cuando un nodo tiene visibilidad de una red, se considera egreso para la misma, e inicia el proceso de señalización de etiquetas. LDP es un protocolo simple, ideal para redes que no requieran ingeniería de tráfico. Esto se debe a que el protocolo por defecto sigue la métrica del IGP para construir los LSP. El protocolo LDP presenta la ventaja de negociar etiquetas y establecer caminos automáticamente entre los Routers LDP para los destinos en la FEC. Este comportamiento hace que el protocolo sea fácil de implementar y configurar, pero poco flexible y escalable.
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Defina que son los routers de borde y de core en una red mpls:
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Core-LSR - Enrutador de Conmutación de Etiquetas (Label Switching Router): Localizado en el núcleo de la red; está especializado en el enrutamiento de los paquetes
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Borde-LER - Enrutador de Etiquetas de Borde (Label Edge Router): Localizado en el borde de la red, conecta distintas redes de acceso (FR, ATM, TCP/IP, etc.); está especializado en la inserción/extracción de etiquetas. Para un camino virtual dado también se denominan LSR de ingreso y de egreso.
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Elaborado por Jhon Fernandez
b. Consulte y describa detalladamente el funcionamiento de MPLS:
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Paso 1. Establecimiento de rutas y asignación de etiquetas: Antes de transferir los paquetes cada LSR elige el siguiente salto para una FEC y le asigna una etiqueta (enrutamiento salto por salto o explícito).
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Paso 2. Distribución de etiquetas y creación de tablas: Cada LSR distribuye las etiquetas asignadas (distribución no solicitada o bajo demanda). El LSR localizado en el sentido opuesto al flujo de datos registra la etiqueta en su LFIB.
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Paso 3. Recepción del paquete e inserción de etiqueta: El LSR de ingreso recibe el paquete, examina su cabecera IP, lo asocia a una FEC (172.191.0.0), le inserta la etiqueta de salida (62) y lo reenvía a la interfaz de salida (if1).
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Paso 4. Conmutación de etiqueta y reenvío del paquete: Los LSR internos examinan la etiqueta del paquete recibido y la buscan en su LFIB, la reemplazan con la etiqueta de salida y reenvían el paquete a la interfaz de salida.
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Paso 5. Extracción de etiqueta y entrega del paquete: El LSR de egreso examina la etiqueta del paquete recibido y la busca en su LFIB, extrae la etiqueta porque el paquete sale de la red MPLS, y entrega el paquete al enrutador del cliente.
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Explique las operaciones SWAP, PUSH y POP, incluya la descripción de la sintaxis de los comandos de configuración:
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Las operaciones que se pueden realizar sobre un paquete etiquetado son:
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SWAP: consiste en cambiar la etiqueta externa de la pila por otra.
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PUSH: consiste en que la etiqueta externa es sustituida por otra (SWAP) y además se añaden una o más etiquetas a la pila.
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POP: consiste en quitar la etiqueta externa. El paquete se reenvía con la pila de etiquetas restante o como un paquete sin etiquetar.
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Configuración básica de MPLS
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En Cisco, para que MPLS funcione se requiere que se encuentre funcionando CEF. En caso de no estar habilitado, debe configurarse:
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ip cef [distributed]
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Se requiere la palabra “distributed” en las plataformas Cisco distribuidas (p. ej. Cisco 7500)
(para verificar que CEF se encuentra funcionando, podemos ejecutar “show ip cef summary”)
mpls ip
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(Configuración global) Habilita globalmente el procesamiento de MPLS
(Configuración de una interfaz) Habilita el intercambio de etiquetas en la interfaz siendo configurada
mpls mtu <nº>
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(Configuración de una interfaz) Cambia el valor de MTU para los paquetes que lleven etiquetas MPLS al valor indicado
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mpls label protocol ldp/tdp/both
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(Configuración de una interfaz) Indica si se debe utilizar LDP o TDP (o intentar ambos) como protocolos de intercambio de etiquetas en la interfaz configurada
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mpls ldp advertise-labels for <access-list>
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(Configuración global) Permite indicar, mediante una access-list, a qué prefijos se le asociará etiquetas de MPLS
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mpls ldp router-id <interfaz> [force]
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(Configuración global) indica que el router-id de LDP se tome de la interfaz indicada. La palabra force, opcional, indica que se debe cambiar el router-id inmediatamente (de lo contrario se espera a la próxima vez que haya que elegir un router-id)
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show ip cef [IP]
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Muestra la tabla de forwarding. Si se indica una IP, muestra detalles de la entrada de forwarding para esa IP, incluyendo etiquetas impuestas
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show ip cef vrf <NombreVRF> [IP]
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Muestra la tabla de forwarding correspondiente a la vrf dada. Si se indica una IP, muestra detalles de la entrada de forwarding para esa IP, incluyendo etiquetas impuestas
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show mpls forwarding-table [IP] [detail]
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Muestra la tabla de forwarding de MPLS. Si se indica una IP, muestra el detalle para la entrada correspondiente al bloque que contiene esa IP. Si se indica la palabra “detail”, nos da más información.
show mpls ip binding
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Muestra para cada prefijo las etiquetas conocidas recibidas de distintos vecinos (se estén usando o nó).
show mpls interfaces [detail]
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Muestra información de MPLS de las distintas interfaces (protocolo de etiquetas, si está corriendo MPLS, etc). Con la palabra opcional “detail”, muestra más información para cada interfaz (MTU, etc)
show mpls ldp discovery [detail]
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Muestra información de descubrimiento de vecinos LDP
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show mpls ldp neighbor [detail]
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Muestra información de los vecinos LDP (Identidad, datos de la conexión TCP, IPs asociadas al vecino, etc)
Definiendo etiquetas y crossconexiones manualmente
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mpls static binding ipv4 prefix mask {label | input label | output nexthop {explicit-null | implicit-null | label}}
Permite asignar una etiqueta de entrada o salida a un determinado prefijo. En el caso de ser de salida, debe
indicarse el próximo salto IP
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mpls static crossconnect inlabel out-interface nexthop {outlabel | explicit-null | implicit-null}
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Permite realizar una crossconexión entre una etiqueta de entrada y una de salida
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Comandos útiles
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traceroute vrf NombreVRF <IP>
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ping vrf NombreVRF <IP
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Permiten realizar ping y traceroute dentro de una VRF. Aceptan los mismos parámetros que fuera de una vrf
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sh ip arp vrf NombreVRF
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Muestra la tabla de ARP correspondiente a las interfaces asociadas a la VRF dada
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telnet <IP> /vrf NombreVRF
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Permite realizar Telnet dentro de una VRF
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show ip vrf [detail] [NombreVRF]
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Muestra información sobre una o todas las vrfs, incluyendo interfaces y Route Distinguisher. Si se agrega la palabra opcional “detail”, muestra información de routetargets, import y export maps, etc.
show ip route vrf NombreVRF
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Muestra la tabla de rutas de una VRF. Recibe los mismos parámetros que el show ip route sin VRF
show ip bgp vpnv4 <all | vrf zzz | rd a:b> [labels]
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Muestra información de BGP para las direcciones de las VRFs, ya sea todas o las indicadas.
Si se agrega la palabra “labels”, muestra información de las etiquetas asociadas a los distintos prefijos de la vrf
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Elaborado por Jhon Fernandez
ESTUDIANTE: WILSON REINEL LÓPEZ DAZA CÓDIGO 17588040
2. De acuerdo con los conceptos definidos en la actividad anterior, responda:
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a. Explique detalladamente cada campo de la siguiente trama:
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Cabecera Nivel 2: Cabecera de la capa de enlace de datos que incluye el NIC de destino y NIC de origen. (Intercambio de etiqueta)
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Cabecera MPLS: La etiqueta de MPLS (32 bits) es introducida como una cabecera “shim” entre la de nivel 2 y la cabecera de nivel 3 nivel 2.5.
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Mapea el modelo de encaminamiento de nivel de red a un modelo conmutación de caminos en la red de transporte
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Cabecera nivel 3: Cabecera de la capa de red que incluyen IP de destino e IP de origen (Enrutamiento de la capa de red)
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Datos de usuario: En este espacio se encuentra la información del usuario.
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Elaborado por Wilson Reinel López Daza
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2b. De un ejemplo práctico del funcionamiento de una red mpls explicando cómo se mueve un paquete a través de una red con dos routers de borde y tres de core: explique las tablas mpls y el intercambio de etiquetas.
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Funcionamiento MPLS:
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Uno de los objetivos es seleccionar la mejor ruta para enviar el paquete, en este caso, el router 4 recibe el paquete enviado por PC0 cuyo destino es PC1 el cual se encuentra conectado al router 3.
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Cuando el router 4 recibe el paquete, éste verifica en la tabla de enrutamiento cuales interfaces están conectadas a él, y escoge la mejor ruta en este caso tiene conectado el Router 2 por donde envía el paquete.
Router 1 recibe el paquete revisa en la tabla de enrutamiento, cuáles de las interfaces que tiene conectadas, puede ser la mejor para el paquete y avisa a los routers vecinos que etiqueta tiene el paquete. En este caso, tiene conectados el router 2 y router 0, al verificar las tablas, toma la mejor ruta que corresponde al router 0 y, envía el paquete etiquetado por esa interfaz
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El router 0 recibe el paquete, verifica en la tabla de enrutamiento sus interfaces conectados para tomar la mejor decisión, en este caso sólo encuentra que la mejor ruta es por el router 3 para llegar a PC1
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Router 3 recibe el paquete verifica en la tabla de rutas y encuentra el destino del paquete y lo envía a PC1.
