Arley Zuñiga Grupo 3 Actividad3

UNIDAD 3 - ACTIVIDAD 3

Grupo: 208053_3

PRESENTADO POR: ARLEY FERNANDO ZUÑIGA COD: 1.083.895.741

TUTOR: CATALINA IBETH CORDOBA

Universidad Nacional Abierta y a Distancia Conmutación AÑO 2018

Actividades a desarrollar

Desarrollar los siguientes puntos: Consulte y defina las características generales, arquitectura y protocolos de MPLS. MPLS

Es un mecanismo de transporte de datos estándar creado por la IETF la IETF y definido en el RFC el RFC 3031. Opera 3031. Opera entre la capa la capa de enlace de datos y la capa la  capa de red del modelo OSI. modelo OSI. Fue  Fue diseñado para unificar el servicio de transporte de datos para las redes basadas en circuitos y las basadas en paquetes. en paquetes. Puede ser utilizado para transportar diferentes tipos de tráfico, incluyendo tráfico de voz y de paquetes IP. MPLS reemplazó a Frame a Frame Relay y ATM como la tecnología preferida para llevar datos de alta velocidad y voz digital en una sola conexión. MPLS no solo proporciona una mayor fiabilidad y un mayor rendimiento, sino que a menudo puede reducir los costes de transporte mediante una mayor eficiencia de la red. Su capacidad para dar prioridad a los paquetes que transportan tráfico de voz hace que sea la solución perfecta para llevar las llamadas de voz de voz sobre IP o VoIP. CARACTERISTICAS

Especifica mecanismos para gestionar los flujos de tráfico de diversa granularidad. Soporta ATM, Frame-Relay y Ethernet. Mantiene independiente los protocolos de la capa 2 y 3. 3. Utiliza los protocolos de reserva de recursos RSVP y de enrutamiento OSPF. MPLS es una tecnología híbrida que intenta combinar las características para hacer llegar un paquete de un origen a un destino, tanto de capa 2(switching) como de capa 3(routing), a través de una red de interconexión ARQUITECTURA MPLS

MPLS tiene dos componentes principales: Control Plane: Intercambia información de enrutamiento de capa 3 y etiquetas. Contiene mecanismos avanzados para el intercambio de

información de enrutamiento como son: OSPF, EIGRP, IS-IS y BGP; y para intercambiar etiquetas: TDP, LDP, BGP y RSVP. Data Plane: Envía paquetes basados en etiquetas, es un mecanismo simple de envío.

En el Data Plane se encuentra la Base de Información para el Envío de Etiquetas (LFIB) La tabla LFIB es llenada por los protocolos de intercambio de etiquetas (TDP, LDP) La tabla LFIB es usada para enviar paquetes basado en etiquetas.

Funciones de los componentes del Control Plane:

El IGP (OSPF) recibe y envía la red IP: 10.0.0.0/8 LDP recibe la etiqueta 17 para ser usada en paquetes cuyo destino sea la dirección 10.x.x.x. Una etiqueta local24 se genera y es enviada a los vecinos de manera que ellos puedan etiquetar los paquetes con la etiqueta apropiada. LPD realiza un ingreso en la LFIB del Data Plane donde la etiqueta 24 es cambiada con la etiqueta17 Funciones de los componentes del Data Plane: Envía todos los paquetes con la etiqueta 24 hacia las interfaces apropiadas y reemplaza la etiqueta 24 por la etiqueta 17 PROTOCOLOS MPLS RSVP (Resource Reservation Protocol)

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) métrica IGP),, y la posibilidad de implementar redundancia en los LSPs. LDP (Label Distribution Protocol).

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, s imple, 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. Consulte y describa detalladamente la operación de MPLS (operaciones SWAP, PUSH y POP), incluya la descripción de los comandos de configuración.

En este apartado veremos cómo se reenvían los paquetes etiquetados a través de la red MPLS. El encaminamiento de paquetes en una red MPLS no solo se diferencia de una red IP en el análisis de la dirección IP por la consulta de una etiqueta en la LFIB, sino sin o que se pueden realizar varias operaciones sobre las etiquetas. Estas son push, pop y swap. Las operaciones consisten en:

Comprobando la etiqueta externa del paquete etiquetado recibido y su correspondiente entrada en la LFIB, el nodo sabe cómo reenviar el paquete. El nodo determina que operación sobre la etiqueta debe ser aplicada, POP, SWAP o PUSH, y qué siguiente salto es debe ser reenviado el paquete. Las operaciones que se pueden realizar sobre un paquete etiquetado e tiquetado son: 

p ila por otra SWAP consiste en cambiar la etiqueta externa de la pila



PUSH consiste en que la etiqueta externa es sustituida por otra (SWAP) y

además se añaden una o más etiquetas a la pila. 

POP consiste en quitar la etiqueta externa. El paquete se reenvía con la

pila de etiquetas restante o como un paquete sin etiquetar.   UNTAGGED/NO LABEL: La pila completa es eliminada y el paquete se reenvía sin etiquetar. 

Lo explicado anteriormente especifica como un paquete etiquetado se reenvía al siguiente salto especificado después de una operación de etiquetas. La tabla de adyacencia CEF en cambio determina la encapsulación de la capa de enlace saliente. La tabla de adyacencia proporciona la información de capa 2 necesaria para reenviar el paquete al siguiente salto. Ejemplo de tabla de adyacencia es:

COMANDOS MPLS

(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 mpls ldp advertise-labels for (Configuración global) Permite indicar, mediante una access-list, a qué prefijos se le asociará etiquetas de MPLS mpls ldp router-id [force] (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 routerid

inmediatamente (de lo contrario se espera a la próxima vez que haya que elegir un router-id) show ip cef [IP] Muestra la tabla de forwarding. Si se indica una IP, muestra detalles de la entrada de forwarding para esa IP, incluyendo etiquetas impuestas show ip cef vrf [IP] 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 show mpls forwarding-table [IP] [detail] 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 Muestra para cada prefijo las etiquetas conocidas recibidas de distintos vecinos (se estén usando o nó). show mpls interfaces [detail] 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] Muestra información de descubrimiento de vecinos LDP show mpls ldp neighbor [detail]

Muestra información de los vecinos LDP (Identidad, datos de la conexión TCP, IPs asociadas al vecino, etc) Definiendo etiquetas y crossconexiones manualmente 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 mpls static crossconnect inlabel out-interface nexthop {outlabel | explicitnull | implicit-null} Permite realizar una crossconexión entre una etiqueta de entrada y una de salida Configuración de VPNs utilizando MPLS Además de tener MPLS funcionando, debemos tener BGP multiprotocolo corriendo entre los enrutadores PE (aquellos que tienen sitios de VRFs conectados) Configuración de BGP entre enrutadores PE router bgp neighbor remote-as neighbor update-source address-family vpnv4 neighbor activate neighbor send-community extended exit-address-family Se debe configurar la sesión BGP entre cada par de enrutadores PE (o utilizar reflectores).

Luego hay que configurar la familia de direcciones vpnv4. Dentro de ese bloque, hay que “activar” cada peer BGP que vaya a intercambiar

información de VPNs, y además indicar que se deben enviar las comunidades extendidas a ese vecino Definición de una VRF ip vrf NombreVRF rd route-target export route-target import Para definir una VRF, se debe indicar un nombre, un “Route Distinguisher” (valor para hacer únicas las direcciones VPNv4 en la red). Típicamente se indicará también el valor del Route Target con el que se exportarán e importarán rutas de esa VRF. - Puede exportarse con más de un valor de RT - Puede importarse rutas que contengan cualquiera de varios RT - El valor de RT al exportar no tiene por qué ser el mismo que al importar - Configuraciones más complicadas (donde dependiendo del prefijo se asignen distintos valores de Route Target, o se importen distintos prefijos dependiendo de sus características) se resuelven mediante export e import maps. ip vrf forwarding NombreVRF (Configuración de una interfaz) Asigna una interfaz a una determinada VRF Propagación de rutas de una VRF mediante BGP

router bgp address-family ipv4 vrf NombreVRF redistribute connected/static/rip/ospf exit address-family Indica a BGP que propague direcciones correspondientes a una VRF (convirtiéndolas previamente a VPNv4). Se debe indicar qué rutas se desea propagar, por ejemplo, directamente conectadas, estáticas, aprendidas por RIP, aprendidas por OSPF... Aprendiendo rutas del cliente ip route vrf NombreVRF [interfaz] [IP próximo pr óximo salto] Permite agregar una ruta estática en la tabla de ruteo correspondiente a una VRF. Recibe las mismas opciones que al agregar rutas estáticas fuera de las vrfs. Rutas mediante RIP router rip version 2 address-family ipv4 vrf NombreVRF version 2 redistribute bgp metric network no auto-summary exit address-family Permite intercambiar rutas con los sitios de la vrf indicada utilizando RIP v2. Se redistribuye (en el ejemplo) la información aprendida por BGP de los otros enrutadores PE. Rutas mediante BGP con el cliente

router bgp address-family ipv4 vrf NombreVRF neighbor remote-as neighbor activate Permite intercambiar información de rutas con el cliente utilizando BGP Rutas mediante OSPF con el cliente router ospf vrf NombreVRF1 network area 0 redistribute bgp subnets metric Intercambia información de ruteo con el cliente utilizando OSPF. En este caso se redistribuye al cliente la información aprendida de otros routers PE por BGP El número de proceso ospf debe ser único por VRF Comandos útiles traceroute vrf NombreVRF ping vrf NombreVRF /vrf NombreVRF Permite realizar Telnet dentro de una VRF show ip vrf [detail] [NombreVRF] 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 Muestra la tabla de rutas de una VRF. Recibe los mismos parámetros que el show ip route sin VRF Consulte y describa GMPLS.

GMPLS es la versión extendida de MPLS de MPLS para abarcar la división en el tiempo, (por ejemplo, SONET / SDH, PDH, G.709), longitudes de onda (lambdas) y conmutación espacial. GMPLS está enfocado al plano de control de las distintas capas ya que cada una de ellas pueden usar físicamente diferentes tipos de datos. Por lo tanto, la intención es cubrir tanto la señalización como la parte de enrutamiento de este plano de control. GMPLS es una extensión de MPLS (RFC (RFC 3031) 3031) cuyo objetivo es el de proporcionar características de redes orientadas a conexión a redes no orientadas a conexión. GMPLS difiere del tradicional MPLS en que soporta múltiples tipos de conmutación. La arquitectura MPLS fue diseñada para soportar transmisión de datos basadas en etiquetas (label). En esta arquitectura los routers de conmutación por etiquetas (LSRs) Label Switching Routers son capaces de reconocer los límites de las celdas o paquetes y capaces de procesar sus cabeceras. En estos routers se intercambia información sobre la topología de la red y se construyen tablas de encaminamiento, además se establecerán los LSPs que seguirán los paquetes. Esta arquitectura está siendo ampliada para incluir LSRs que no reconocen el plano de salida del paquete ni las fronteras de la celda por lo tanto no puede enviar los datos basándose en la información transportada en las cabeceras. En concreto, estos LSRs incluyen dispositivos donde la conmutación está basada en intervalos de tiempo (time slots), longitudes de onda o puertos físicos.

Enrutamiento y modelo de direccionamiento

MPLS está basado en enrutamiento IP y modelos de direccionamiento. Esto asume que las direcciones IPv4 y/o IPv6 se usan para identificar interfaces pero también se usan protocolos de enrutamiento IP tradicionales. Desde que el plano de control y de datos están desacoplados en GMPLS, el plano de control de los nodos vecinos no tiene por qué estar en el plano de datos. Entonces, mecanismos como LMP son necesarios para asociar enlaces TE con los nodos vecinos. Las direcciones IP no se usan solo para identificar interfaces de equipos IP y routers, más generalmente son usados para identificar interfaces PSC e interfaces no-PSC. No obstante, algunos mecanismos adicionales son necesarios para aumentar la escalabilidad de estos modelos y tratar con específicos modelos de traffic engineering que requieren las capas no-PSC. En un modelo de superposición, cada capa particular de no-PSC se puede ver como un conjunto de sistemás autónomos (AS) interconectados entre sí de manera arbitraria. De la misma forma el enrutamiento tradicional IP, cada AS está dirigido por una sola atuoridad administrativa. El conjunto interconectado de ASs se puede ver como redes SONET/SDH. El intercambio de información de routing entre ASs se puede hacer vía interdominoi mediante BGP-4. Extensiones para BGP para BGP sobre Traffic engineerin en el contexto de capas no-PSC se están estudiando. Cada AS puede ser subdividido en diferentes dominios y cada uno puede ejecutar un protocolo de rutas diferente. A su vez cada dominio puede ser dividido en más áreas.

Señalización en GMPLS

GMPLS para realizar la señalización también reutiliza algunos de los protocolos ya existentes como RSVP - TE y CR - LDP (Constraint-based Routing Label Distribution Protocol), aunque introduce algunos pequeños cambios para poder cambiar la naturaleza unidireccional de los LSP o sobre cómo se propaga tanto la información de sincronización si ncronización como los errores. Para crear un LSP, ya sea LSC, TDM o FSC, se realiza una petición mediante un Path/Label request message, dentro del cual se específica el tipo del LSP, así como el tipo de información que va a contener el paquete, a este tipo de etiqueta se le denomina Generalized Label (Etiqueta Generalizada). Este paquete se envía en modo downstream en el caso de que se trabaje con LSP unidireccionales. Si se trata de un LSP bidireccional se enviará otro mensaje como el comentado con anterioridad en modo upstream. De esta forma, para crear LSP bidireccionales simétricos en GMPLS se realizarán a partir de un par de conexiones unidireccionales. Así, el tiempo de establecimiento se verá reducido con respecto al de los LSP unidireccionales para un mismo número de mensajes enviados. Este tiempo de establecimiento vendrá dado por el tiempo RTT desde el nodo transmisor al nodo receptor más el tiempo t iempo de procesamiento. La señalización también debe de ocuparse de notificar los fallos con el objetivo de que los nodos involucrados sean capaces de resolver la situación mediante los métodos de P&R comentados con anterioridad. Ventajas e Inconvenientes

La principal ventaja de GMPLS es que gran parte de su funcionamiento se basa en tecnología que ya está en funcionamiento, con lo que implementarlo físicamente no tiene un alto coste. De la misma forma, como se comentó con anterioridad, GMPLS permite la agregación de enlaces, lo que va a permitir que se puedan manejar distintos tipos de tráfico simultáneamente, proporcionando así enlaces con una mayor eficiencia. Otra de las ventajas es que GMPLS permite el uso de LSP´s bidireccionales, cosa c osa que no ocurría sobre los LSP´s de MPLS, ya que estaban definidos de forma unidireccional. De esta manera, se va a conseguir que se vean notablemente disminuidos la cantidad de recursos debidos a la señalización utilizados por la red, así como el tiempo que se tarda en establecer una conexión. Por el contrario, el que las etiquetas vengan dadas por las longitudes de onda hace que estas etiquetas no proporcionen ninguna otra información, como por ejemplo un campo TTL (Time To Live). Otro de los inconvenientes

que se puede encontrar en GMPLS es que al contrario que sobre MPLS que un nodo podía poner una etiqueta distinta a un paquete recibido, esto en GMPLS no va a ser posible, o por lo menos no aconsejable, ya que sería necesario usar un conmutador de longitud de onda de muy alta velocidad y en la actualidad no existe, por esto es muy importante que la etiqueta de salida de un nodo corresponda con la etiqueta de entrada. Consulte y describa las redes convergentes y sus implicaciones.

Una red convergente no es únicamente una red capaz de transmitir tra nsmitir datos y voz sino un entorno en el que además existen servicios avanzados que integran estas capacidades, reforzando la utilidad de los mismos. A través de la convergencia, una compañía puede reinventar tanto sus redes de comunicaciones como toda su organización. Una red convergente apoyaaplicaciones vitales para estructurar el negocio -Telefonía IP, videoconferencia en colaboración y Administración de Relaciones con el Cliente (CRM) que contribuyen a que la empresa sea más eficiente, efectiva y ágil con sus clientes. Las redes convergentes unifican en una sola red de comunicación la transmisión de voz, vídeo y datos enviando esta información sobre un solo protocolo de transporte. Lo cual permite una mayor integración de nuevasaplicaciones y tecnologías, así como una mayor facilidad en laadmin istración. Las redes convergentes están diseñadas sobre unaarquitectura abierta y standard de forma tal que permite la integración de medios de comunicación actuales y futuros. Las redes convergentes permiten una rápida implementación desoluciones tales como telefonía IP, centros de contacto virtuales, mensajería unificada, e-learning, TV broadcast, entre otras más. Las empresas descubren que los beneficios de la convergenciaafectan directamente los ingresos netos:

simplifican el usar aplicaciones y compartir información. Los costos de las transacciones de los centros de contacto con los clientes se reducen, los agentes son más productivos y los clientes cl ientes son más leales. Tener una red para la administración significa que el ancho de banda será usado lo más eficientemente posible, a la vez que permite otras eficiencias y ahorros de costos: en personal, mantenimiento, cargos de interconexión, activaciones, mudanzas y cambios. Redes convergentes: Los avances de la tecnología nos permiten consolidar esas redes dispersas en una única plataforma: una plataforma definida como una red convergente. El flujo de voz, vídeo y datos que viajan a través de la misma red elimina la necesidad de crear y mantener redes separadas. En una red convergente todavía hay muchos puntos de contacto y muchosdispositivos especializados (por ejemplo: computadoras personales , teléfonos, televisores, asistentes personales y registradoras de puntos de venta minoristas) pero una sola infraestructura de red común.

2. De acuerdo con los conceptos definidos en la actividad anterior, responda:

En cuantos bytes aumenta una trama Ethernet al implementar MPLS. Explique.

Al implementar MPLS el número de bit aumenta en el uso de las etiquetas ya que cada etiqueta esta conformada por 32 bits las cuales son repartidas así: Etiqueta: 20 bits con valor local  Experimental   Experimental : Este campo consta de 3 bits, se conoce como CoS (Class of Service) y se usa para identificar la clase de servicio. S (Bottom of Stack ): ): Este campo consta de 1 bit y se usa para indicar si existe una pila de etiquetas (Label Stack) lo cual será indicado con un valor de uno (1). Si la etiqueta es la única que está en la pila entonces indicará un valor de Cero (0).

Bit de posición en la pila: MPLS soporta la colocación de varias etiquetas a un sólo paquete. Estas etiquetas se organizan en una pila de etiquetas o Label Stack y su principal aplicación es cuando se puede controlar la trayectoria de un paquete sin que sea necesario especificar los enrutadores intermedios, ésto se logra con la realización de túneles por los cuales estos paquetes viajan a t ravés de enrutadores intermedios que permiten avanzar múltiples segmentos, este proceso es conocido como tunneling.

tiempo de vida: vida : Son los últimos 8 bits del paquete y se utilizan para codificar el valor del conteo de saltos (IPv6) o tiempo de vida (IPv4), Este campo consta de 8 bits e indica el número de nodos recorridos por los que el paquete ha pasado hasta llegar hasta su destino. Este valor es tomado del encabezado IP a la entrada del L SP y a la salida de éste mismo.

De un ejemplo práctico del funcionamiento de una red mpls explicando cómo se ponen y quitan las etiquetas y como se mueve el

paquete a través de una red con dos routers de borde y dos de core. Tabla de direccionamiento creada en la actividad anterior

Equipo

Direccionamiento Mascara de IP red

Core1

192.168.1.1

Core1

192.168.2.2

Core2 Core2 Core3 Core3 Borde1

192.168.1.2 192.168.3.1 192.168.3.2 192.168.4.1 192.168.2.1

Borde2

192.168.4.2

Esquema

Configuración de una red mpls Configuración borde1

Interface

255.255.255.0 FasEthernet 0/1 255.255.255.0 FasEthernet 0/0 255.255.255.0 FasEthernet0/1 255.255.255.0 FasEthernet0/0 255.255.255.0 FasEthernet0/1 255.255.255.0 FasEthernet0/0 255.255.255.0 FasEthernet 0/0 255.255.255.0 FasEthernet0/1

CONFIGURACION CORE1

CONFIGURACION CORE 2

CONFIGURACION CORE 3

CONFIGURACION BORDE2

Ahora procedemos a ver las etiquetas desde el borde 1 mediante esta tabla de rutas, donde se guardan todas las etiquetas de los router vecinos.

Además, realizaremos un traceroute al último router de borde2, con direcciones loopback 5.5.5.5, mostrada en la configuración de las imágenes anteriores Asi:

Si queremos comprobar él envió de paquetes, podemos tomar como ejemplo el router de BORDE1 y enviar un paquete al router BORDE2, de esta manera: Lo primero es verificar las etiquetas con el comando show ldp bindings, el router core3 tiene la loopback 4.4.4.4 y el router BORDE2 tiene la loopback 5.5.5.5, de esta manera tenemos que pasar por el antepenúltimo router que es CORE3

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