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Implementación de Redes MPLS-VPN

Casos de Estudio

Hugo ZamoraCCIE #6499

hzamora@reduno.com.mx

Reunión de Primavera CUDI 2002

Agenda• Definición.• Principales Características de una red IP MPLS.

• Ventajas y Diferencias con redes tradicionales.

• MPLS VPN (RFC 2547 bis )

• Implementación de una red IP MPLS-VPN.

• Casos de Estudio:– Multi-homed– VPN + Internet– VPDN

Definición de una red IP de nueva generación

• Una red de nueva generación es una red funcional multiservicios, basada en tecnología IP, producto de la evolución de las actuales redes IP. Con la posibilidad de ofrecer servicios diferenciados y acordes a la calidad de servicio QoS demandada por las aplicaciones del cliente.

Definición de MPLS

• Multi Protocol Label Switching MPLS, es un método para “forwardear” paquetes a través de una red usando información contenida en etiquetas añadidas a los paquetes de IP.

Agenda• Definición.• Principales Características de una red IP MPLS• Ventajas y Diferencias con redes tradicionales.• MPLS VPN (RFC 2547 bis )• Implementación de una red IP MPLS-VPN.• Casos de Estudio:

– Multi-homed– VPN + Internet– VPDN

Principales Características de MPLS

• Su principal objetivo es crear redes flexibles y escalables con un incremento en el desempeño y la estabilidad. Esto incluye Ingeniería de Tráfico y soporte de VPNs, el cual ofrece Calidad de Servicio (QoS) con múltiples clases de servicio (CoS).

• Las etiquetas son insertadas entre el encabezado de capa 3 y el encabezado de capa 2 para el caso de tecnologías basadas en frames.

• Para tecnologías basadas en celdas, ATM por ejemplo están contenidas en los campos del VPI y VCI.

Encabezado de MPLS

EXPbits3 bits

TTL8 bits

S1 bit

LABEL20 bits

MPLS sobre ATM nativo

• Encapsulamiento de MPLS basado en ATM

DatosEncabezado de capa 3HECCLPPTIGFC VPI VCI

Etiqueta

• MPLS realiza la decisión del “forwardeo” de paquetes basado en el contenido de una “etiqueta”, en lugar de realizar un complejo lookup basado en la dirección IP destino. Esta técnica brinda muchos beneficios a la redes basadas en IP como son:

• VPNs• Ingeniería de Tráfico• Calidad de Servicio

MPLS vs EnrutamientoTradicional

• En enrutamiento tradicional los paquetes son “forwardeados” de un enrutador a otro, cada enrutador hace una decisión de “forwardeo” independiente por cada paquete y se realiza una clasificación dentro de una FEC (Forwarding Equivalency Class) basado en prefixes/masks.

• Se escoge un next-hop basado en el análisis del header de los paquetes y el resultado del algoritmo de enrutamiento.

MPLS vs Enrutamiento Tradicional

• En MPLS tan pronto un paquete es asignado a un FEC (Forwarding Equivalency Class), el análisis del encabezado ya no es hecho por los enrutadores subsecuentes. Todo el “Forwarding” es hecho basado en etiquetas.

– Multi-Homed– VPN + Internet– VPDN

MPLS-VPNRFC 2547 bis

• Proveer una solución que permita a Redes IP de gran escala ofrecer servicios de VPNs que:– Escale a un gran número de clientes ( 100,000-

1,000,000 VPNs)– Servicios de Valor agregado.– Mejor aprovechamiento de la infraestructura

existente.

MPLS-VPN

VPN A/Site 1

VPN A/Site 2

VPN A/Site 3

VPN B/Site 2

VPN B/Site 1

VPN B/Site 3

CEA2CE1B1

10.1/16

10.2/16

10.3/16

10.1/16

10.2/16

10.4/16

MPLS-VPN

IPpacket

VPN Etiqueta = XIGP Etiqueta(PE2)

IPpacket

VPN Etiqueta = XIGP Etiqueta(PE2)

IPpacket

VPN Etiqueta = X

IPpacket

PE2PE1

CE1CE2

BGP (Dest = RD:10.1.1, Next-Hop = PE2, Etiqueta = X)

IGP Etiqueta paraPE2via LDP/RSVP

IGP Etiqueta para PE2via LDP/RSVP

– Multi-Homed– VPN + Internet– VPDN

Estrategia para la Implementación de MPLS-VPN

• Paso 1.- Preparación.– Pruebas extensivas en el laboratorio (pruebas de

regresión, funcionalidades)– Revisar el hardware y software en todos los enrutadores

de la red (P’s - Provider backbone routers, y PE’s -Provider Edge routers) , probablemente sea necesario hacer upgrades para soportar las funcionalidades MPLS LDP, VPN, RSVP.

– Enrutamiento.• IGP Protocolo de estado de linea: OSPF o IS-IS• BGP BGPv4 con soporte a Multiprotocol BGP

• Paso 2.- Habilitar MPLS en el Core.

– Habilitar LDP en todos los enrutadores de Backbone y equipos Provider Edge PE.

– MPLS TE puede ser habilitado en ciertas áreas si es necesario

• Paso 3.- Conectividad MPLS VPN básica.– Habilitar MBGP entre los enrutadores PEs que

brindaran el servicio de VPNs.

• Paso 4.- Habilitar QoS en toda la red– Mecanismos de Scheduling– Mecanismos de Encolamiento– Mecanismos de Prevención y recuperación de

Congestiónhzamora@reduno.com.mx

• IGP (e.g. OSPF, or IS-IS) en el core• MPLS (e.g. LDP) habilitado para todos los P y PE routers• MP-iBGP fully meshed entre PE’s• VPN configuradas en los routers VPN PE’s• PE-CE puede ser e-BGP, OSPF, RIPv2 or Static

VPN AVPN B

LDPVPN

LSP - Label Switched Path

PHP LDP

PHP: Penultimate Hop Popping

Recomendaciones

• Utilizar BGP Route Reflectors para tener mayor escalabilidad, sobretodo si se tienen mas de 20 enrutadores actuando como PE’s.

• Utilizar tuneles de Ingeniería de Tráfico solo si son necesarios.

• Ajustar los MTUs en toda la red a un valor arriba de 1508 bytes, algunos vendors soportan “path mtu autodiscovery”.

Recomendaciones

• Utilizar los mismos RD y nombres de VRF en toda red pertenecientes a una misma VPN.

• El traceroute ya no es una herramienta útil para los clientes, algunos vendors permiten deshabilitar propagar el TTL, se recomienda hacerlo.

Recomendaciones

El Traceroute deja de contestar en los enrutadores PE’s

CPE CPE

Casos de Estudio: Cliente Multi-Homed

ClienteSite 2

ClienteSite 1

Voz&VideoDatos

ISP-2MPLSMPLS

• BGP como protocolo entre CPEs-PEs– Nos permite jugar con todos sus atributos,

Local-Preference, MED, AS-PATH, Community.

• Es necesario utilizar “as-override” para romper una regla de BGP.

ClienteSite 2

ClienteSite 1

Voz&VideoDatos

AS:101AS:101

AS:102 AS:102

Voz&VideoDatos

Primario:Voz y Video

Secundario: Datos

Primario: Datos

Secundario:Voz&Video

Primario: Datos

Secundario:Voz&Video

Primario:Voz y Video

Secundario: Datos

Caso de Estudio: VPN + Internet

VPN A/Site 1

VPN A/Site 2

10.1/16

10.2/16

Internet

Caso de Estudio: VPN + Internet• Se requieren dos interfaces

– Fisicas ( enlace dedicados, Nx64, E1, E3, STM-1)– Lógicas (Encapsulamiento FR o ATM entre CE y PE ).

• Utilizar NAT si se tiene direccionamiento reservado.• Full Routing o Partial Routing, en caso de partial

routing se debe generar una ruta de default.– Enrutumiento CPE-PE.-

• Estático• RIPv2• BGP• IS-IS• OSPF

Caso de Estudio: VPN + Internet

VPN A/Site 1

VPN A/Site 2

10.1/16

10.2/16

Internet

Con direccionamiento reservadose debe usar NAT.

Caso de Estudio: VPDN

VPN A/Site 1CE PE PE

10.6/16VRF

Requiere Acceso a laVPN

• Acceso a la VPN vía una infraestructura de Servidores de Acceso compartida.

• Tunneles L2TP entre el Servidor de Acceso y el enrutador CPE del cliente(LAC y LNS)– Permite que todos los recursos de

direccionamiento, DNS, Default-router, etc. sean asignados por el cliente.

VPN A/Site 1CE PE PE

10.6/16

Tunnel L2TP

Dirección IP, DNS y Default-Routerasignados por el Cliente via RADIUS

IP: 10.6.1.1/24Default: 10.6.1.254DNS: 10.6.1.253

Referencias

• www.mplsforum.org• www.ietf.org/html.charters/mpls-charter.html• www.internet2.uanl.mx/mpls• www.mpls.unam.mx• www.invdes.reduno.com.mx/mpls

GRACIAS

Hugo Zamorahzamora@reduno.com.mx

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