plik

Opis/ Materiały Prezentacja MPLS

Co to jest MPLS i czemu został wprowadzony ?
MPLS czyli  Multi Protocol Label Switching,  to technologia  mająca  na celu  utworzenie sieci
logicznej  w  fizycznej  sieci  opartej  adresacje  warstwy  trzeciej  –  sieciowej,  najczęściej  IP  –
gwarantującej  transparenty,  szybki  i  prosty  sposób  transportu  informacji.  Nazwa  tego
protokołu jest ściśle związana z jego działaniem oraz funkcjonalnością, mianowicie:



Multi-protocol – odnosi się do charakteru działania tego protokołu jako że dzia ła on w

umownie  ustalonej  warstwie  2,5  pomiędzy  warstwą  sieci  oraz  łącza  danych  dla
modelu  referencyjnego ISO/OSI,  musi on  wspierać  usługę przenoszenia pakietów od
wielu różnych  standardów przekazywanych  z  warstwy wyższej  – takich jak  IPv4 czy
IPv6, jak  i być  w stanie wykorzystać  warstwy wyższe do transportu przez  sieć  –  np.
ATM, FR, PPP czy też w końcu Ethernet.



Label – odnosi się do etykiety, która to jest odpowiednikiem adresu na podstawie

którego będziemy kierować pakiety MPLS wewnątrz sieci MPLS. Ich dokąłdna
struktura jest opisana w dalszej części tego dokumentu



Switching – ponieważ jest to komutacja/przełączania a nie routowanie pakietów i jest

to  wykonywane  sprzętowo  bez  przymusu  analizowania  całego  pakietu  przeliczania
sumy  kontrolnej  nagłówka  i  marnowania  bezsensownie  czasu  jak  ma  to  miejsce  w
przypadku pakietów IPv4. Pakiet MPLS jest przesyłany dalej jak tylko jest to możliwe
czyli po przeanalizowaniu  nagłówka MPLS a dokładniej  wartości etykiety kierowania
i  znalezienia  w  tablicy  kierowania  –  LUT,  LookUp  Table  –  wpisu  pasującego  do
przesłania  pakietu  dalej.  Dzięki  temu  oszczędzamy  czas  a  opóźnienia  wprowadzane
przez routery MPLS oraz całą sieć są bardzo małe i pozawala to na świadczenie usług
wymagających transportu Real-Time – takich jak mowa czy też video chat/streaming.

Protokół  MPLS  jest  bardzo  dobrym  narzędziem  dla  środowiska  operatorskiego  do
świadczenia  usług ponieważ pozwala on  na przesytłanie  informacji w trybie transparentnym
czyli przeźroczystym – gdzie  informacje/dane klienta  nie SA  nawet analizowane przez węzły
sieci. Dzięki temu a także mechanizmowi tunelowania możemy świadczyć usługi wirtualnych
sieci prywatnych – VPN zarówno na poziomie warstwy trzeciej jak i warstwy drugiej.

Powodami dla których powstała technologia MPLS oraz zaletami tej technologii były między
innymi:



Potrzeba stworzenia stabilnej i efektywnej platformy dla świadczenia usług

 Konwergencja sieci – która łączyła by świadczenie usług dotychczas w większości

opartych  i  kojarzonych  z  różnymi  typami  sieci  i  technologii  –  np.  sieć  SDH,  ATM
zaprojektowane  doświadczenia  usług  telekomunikacyjnych  typu  głos/mowa  czy  też
sieć  Internet,  w  której  większość,  jak  nie  prawie  cały  ruch  porównując  go  do  ogółu
stanowią  przesyłane  pakiety  z  danymi  –  których  charakter  oraz  wymagania
jakościowe  są  zupełnie  inne  niż  np.  dla  pakietów  zawierających  próbki  głosu  z
rozmowy telefonicznej czy też telekonferencji.



Elastyczne i skalowalne rozwiązanie – którego rozwinięcie nie wiązało by się z
dużymi zmianami oraz przede wszystkim kosztami wdrożenia tak jak miało to miejsce
w technologii ATM czy też strukturach pierścieniowych SDH.



Sieć wspierająca architekturę IP QoS – której celem było by zapewnienie jakości oraz
gwarancji dostarczenia przy zadanych parametrach ruchowych danych klienta.



Możliwość  zarządzania  pasmem  (zarówno  statycznie  jak  i  dynamicznie)  oraz
możliwość  wprowadzenia  TE  -  Traffic  Engineering  –  czyli  inżynierii  ruchu,  dzięki
której  możliwe  było  efektywne  oraz  precyzyjne  projektowanie  sieci  o  zadanych

wymaganiach czy też zapobieganie oraz reakcja na zjawiska natłoku w sieci w celu
zapobiegnięciu straty pakietów/danych.



Technologia ta wspiera transmisję multicast, która może zostać użyta do świadczenia
kolejnych usług takich jak np. telewizja czy też radio.

Poniżej został przedstawiony schemat logiczny w odniesieniu do modelu referencyjnego
ISO/OSI, sieci MPLS oraz opis przybliżający sposób przekazywania pakietów przez sieć
MPLS.

Rys.1. Sposób działania węzłów MPLS w odniesieniu do modelu ISO/OSI.

Jak  widać  na  rysunku  1,  na  brzegu  sieci  MPLS  pakiet  z  warstwy  wyższej  np.  IP  jest
przekazywany  do  warstw  niższych  poprzez  warstwę  2,5  –  MPLS  -    gdzie  zostaje
zaklasyfikowany  do  określonej  grupy  –  FEC,  Forwarding  Equalivence  Class,  o  którym
bardziej szczegółowa mowa będzie w dalszej części dokumentu. Następnie na podstawie FEC
pakietowi IP dodawany  jest  nagłówek MPLS  zawierający odpowiednia etykietę kierowania  i
przy pomocy tablicy kierowania pakiet ten jest wpuszczany do sieci MPLS gdzie przełączany
jest  na  podstawie  przydzielonej  mu  etykiety,  bez  jakiegokolwiek  zaglądania  czy  też
analizowania  nagłówków  warstwy  wyższej  niż  2,5  czyli  MPLS.  Na  obrzeżu  sieci  MPLS,
kiedy to pakiet dotrze do  sieci IP określonej przez destenation  address  zawarty  w  nagłówku
pakietu IP router MPLS usuwa nagłówek oraz wszelkie informacje pochodzące z sieci MPLS
i przesyła pakiet do warstw wyższych, które od tej pory zajmują się dalszym trasowaniem czy
też analizą pakietu z danymi.
W  taki  sposób  sieć  MPLS  tworzy  na  fizycznej  sieci  IP,  korzystając  z  jej  zasobów  oraz
informacji  o  dostępnych  trasach,  osobną  sieć  logiczną,  która  to  przesyła  informacje  bez
ingerencji wcześniej wymienionej warstwy trzeciej – w tym przypadku IP, korzystając z usług
transportowych warstwy niższej, np. ATM, FR czy też Ethernet.

Ele menty składające się na sieć MPLS:

  IGP
  MPLS Labels – Etykiety
  Enkapsulacja Etykiet
  FEC – Forwarding Equvalence Class
  Dystrybucja Etykiet – LDP itp.


Urządzenia – „Routery”

MPLS

ATM/FR/PPP/Ethernet

Warstwy

wyższe

Warstwy

wyższe

L2,5

MPLS

L2,5

MPLS

Warstwy

wyższe

L2,5

MPLS

Warstwy

wyższe

L2,5

MPLS

W tej części dokumentu  zostały omówione już w  większych szczegółach  wspomniane wyżej
oraz już  wcześniej  zagadnienia, dzięki którym praca  sieci MPLS jest  możliwa. Są  to  między
innymi:

Urządzenia – „Routery”
Urządzenia  pracujące  w  sieci  MPLS  są  nazywane  routerami  LSR  czyli  Label  Switching
Router, urządzenia te można podzielić ze względu na funkcjonalność na następujące:



Rdzeniowe (Core, często oznaczane P) - których zadaniem jest przełączanie pakietów
MPLS na podstawie zebranych informacji o etykietach związanych z dostępnymi
ścieżkami LSP – Label Switching Path



Brzegowe (Edge, często oznaczane PE) – których głównym zadaniem jest mapowanie
pakietów IP na odpowiednie klasy FEC oraz związane z tymi klasami etykiety
kierowania. Ze względu na funkcjonalność możemy podzielić je na:

Brzegowe wejściowe (ingress) – znajdujące się na brzegu sieci od strony
źródła ruchu patrząc zgodnie z kierunkiem przesyłania informacji oraz,

Brzegowe wyjściowe (outgress) – znajdujące się na brzegu sieci od strony
docelowej patrząc zgodnie z kierunkiem przesyłania informacji przez sieć
MPLS.

Należy jednak pamiętać iż w praktycznie wszystkich przypadkach router brzegowy
będzie spełniał obydwie z wyżej wymienionych funkcji, z wyjątkiem trasy dla
połączenia oraz transmisji jednostronnej.

Architektura  logiczna  każdego  węzła  dzieli  się  na  płaszczyznę  danych  oraz  płaszczyznę
sterowania. Płaszczyzna danych odpowiada  stricte  za przesyłanie pakietów MPLS przez sieć
to  jest  analiza  etykiety  oraz  przełączanie/komutacja  pakietów  na  jej  podstawie.  Płaszczyzna
sterowania  odpowiada  za  zdobywanie  oraz  poprawne  utrzymywanie  informacji  potrzebnych
do  przesyłania  pakietów  przez  płaszczyznę  danych  tj.  zbieranie  informacji  o  Etykietach
kierowania  oraz  routingu  IP    (czy  też  tras  dla  protokołu  warstwy  wyższej).  Poniżej
przedstawiono architekturę dla węzła brzegowego sieci MPLS:

Rys.2. Węzeł brzegowy sieci MPLS.

Jak widać węzeł brzegowy sieci posiada mechanizmy umożliwiające mu zbieranie informacji
o trasach dostępnych na poziomie IP oraz etykietach kierowania. Węzeł analizuje pakietu

Płaszczyzna sterowania

Płaszczyzna danych

Protokoły Routingu IP

Tablica IP

Sterowanie MPLS

Tablice Routingu IP

Tablica Etykiet

Informacje o trasach, routingu
wymieniane pomiędzy węzłami
za pośrednictwem protokołu IGP
(np. BGP, OSFP etc.)

Pakiet

Informacje o etykietach, wymieniane
pomiędzy węzłami za pośrednictwem
protokołu dystrybuującego informacje
o etykietach (np. LDP, TDP, BGP
etc.)

Pakiet IP

Pakiet MPLS z Etykietą

protokołu  trasowania IGP, odpowiadającego  za autonomiczny routing  wewnątrz sieci  MPLS
jak  i  informacje  pochodzące  z  protokołu  odpowiadającego  za  dystrybucje  informacji  o
etykietach np. protokół LDP Label Distriburtion Protocol, który w szczegółach omówiony jest
w  dalszej  części  dokumentu.  Informacje  w  ten  sposób  uzyskane  poprzez  płaszczyznę
sterowania są udostępniane płaszczyźnie danych, która to wykorzystuje je do podjęcia decyzji
o przełączaniu pakietów  zarówno MPLS jak  i routowaniu pakietów  IP. Węzeł brzegowy jest
bardziej  skomplikowanym  przypadkiem  z  dwóch  typów  węzłów.  Jest  to  spowodowane
wcześniej  wspomnianym  wymogiem obsługi przez węzeł  zarówno pakietów IP jak  i  MPLS.
Węzeł  ten  może  przyjąć  pakiet  IP  i  na  podstawie  adresu  docelowego  podjąć  decyzje  o
routowaniu  go  dalej  poprzez  sieć  IP  lub  też  zaklasyfikowaniu  go  oraz  przesłaniu  przez  sieć
MPLS  z odpowiednią etykietą – do  tego służą odpowiednio  tablica IP oraaz  Tablica  Etykiet,
do której  węzeł  ma dostęp.  Tak  samo analogicznie przychodzący pakiet MPLS  może  zostać
przełączony  dalej  do  innego  węzła  LSR  w  sieci  MPLS  czy  też  w  przypadku  gdy  tablica  IP
posiada  wpis  mówiący  o  dostępności  adresu  IP  w  sieci  podłączonej  bezpośrednio  do  węzła
brzegowego, przekazać pakiet do warstwy wyższej np. w tym przypadku IP gdzie zostanie on
przelutowany dalej.

Poniżej przedstawiono architekturę węzła rdzeniowego sieci MPLS.

Rys.3. Węzeł rdzeniowy sieci MPLS.

Jak widać po powyższym rysunku architektura i działanie węzła rdzeniowego jest prostsza niż
węzła  brzegowego.  Spowodowane  jest  to  prostym  faktem  iż  potrzebuje  on  tylko  informacji
potrzebnych  do  poprawnej  komutacji  etykiet  MPLS  i  nie  będzie  on  routował  pakietów  IP.
Poniższy schemat przedstawia umiejscowienie routerów LSR w sieci MPLS w odniesieniu do
wcześniej ukazanego schematu.

Płaszczyzna sterowania

Płaszczyzna danych

Protokoły Routingu IP

Sterowanie MPLS

Tablice Routingu IP

Tablica Etykiet

Informacje o trasach, routingu
wymieniane pomiędzy węzłami
za pośrednictwem protokołu IGP
(np. BGP, OSFP etc.)

Pakiet

Informacje o etykietach, wymieniane
pomiędzy węzłami za pośrednictwem
protokołu dystrybuującego informacje
o etykietach (np. LDP, TDP, BGP
etc.)

Pakiet IP

Pakiet MPLS z Etykietą

Rys.4. Miejsce węzłów w sieci.

IGP – Interior Gate way Protocol
Jest to protokół, którego celem jest  zapewnienie osiągalności  urządzeń  na poziomie warstwy
trzeciej i ma on dostarczać informacji dla sieci MPLS o trasach do sieci IP/ warstw wyższych
niż MPLS  znajdujących się  na obrzeżach  sieci. Mogą  to być  między  innymi BGP, IS-IS czy
też  OSPF.  Po  uzyskaniu  osiągalności  urządzeń  na  poziomie  warstwy  trzeciej  z  informacji
zgromadzonych  właśnie  przez  IGP  korzystać  będzie  protokół  służący  do  dystrybucji
Informacji o Etykietach taki jak np. LDP omówiony w dalszej części.

Etykiety MPLS (Nagłówek)
Nagłówek  protokołu  MPLS,  zwany  także  klinem  (z  ang.  SHIM)  został  przedstawiony  na
rysunku 5. Składa się on z 32 bitów i 4rech pól opisanych poniżej.

Rys.5. Nagłówek MPLS.

o Etykieta – jest to pole 20 bitowe zawierające etykietę kierowania (Label) która służy

do  trasowania  pakietów,  na  jej  podstawie  węzeł  LSR  podejmuje  decyzje  o
przełączeniu  pakietu  z  danego  wejścia  na  odpowiednie  wyjście  przy  pomocy  tablicy
LUT – lookup table.

o Pole EXP – Experimental Value – 3 bity pola dla celów eksperymentalnych - w

praktyce używane do wprowadzenia zagadnień QoS czyli rozróżnienia ruchu na różne
klasy w traktowania ich z różną jakością. Pole te brane jest z pola ToS nagłówka IP na
wejściu sieci MPLS i odwzorowywane z znaczników DSCP czy też IP Precedence.

MPLS

LAN/IP

LSR Edge

LSR (Core)

Addr IP

Etykieta

ATM/FR/PPP/Ethernet

Warstwy

wyższe

Warstwy

wyższe

L2,5

MPLS

L2,5

MPLS

Warstwy

wyższe

L2,5

MPLS

Warstwy

wyższe

L2,5

MPLS

LABEL 20BIT

EXP 3BIT

S 1BIT

TTL 8BIT

o Bottom of Stack (BoS) czy też często nazywane EoS – end of stack – pole 1-bitowe

mówiące nam o dnie stosu etykiet używanego do zagadnienia tunelowania. Bit ten
przyjmuje wartość 1 dla dna stosu.

o TTL – time to live – pole żywcem przekopiowane z nagłówka IP brzegu sieci mające

na celu zapobiegnięcie wiecznego krążenia pakietu po sieci MPLS w razie problemu z
routowaniem.  Na  brzegu  podczas  wyjścia    z  sieci  MPLS  pole  to  ma  wartość
zmniejszoną o 1 po przejściu przez każdy  węzeł  na swojej drodze  i wartość  tego pola
jest przekopiowywana do nagłówka IP w celu aktualizacji starego pola.

Enkaps ulacja Nagłówka MPLS
Na rysunku poniżej przedstawiono proces enkapsulacji nagłówka MPLS- jest on wsadzany
pomiędzy nagłówek warstwy drugiej a informacje klienta wraz z nagłówkiem warstwy
trzeciej.

Rys.6. Enkapsulacja nagłówka MPLS.

Aby  transport  był  możliwy  warstwa  druga,  z  której  pomocy  korzysta  MPLS  musi  mieć
świadomość  iż transportuje  taką wiadomość  zawierająca  nagłówek warstwy 2,5 w  którym są
informacje  o  trasowaniu  w  postaci  etykiet.  W  sieci  opartej  o  technologie  warstwy  drugiej
Ethernet temu celu służy pole Ether Type (lub po prostu Type) nagłówka ramki Ethernet. Jest
to 2 bajtowe pole które dla technologii MPLS przyjmuje następujące wartości.


Dzięki  temu  węzeł  analizując  przyjętą  ramkę  Ethernet  ma  świadomość  co  z  nią  zrobić  –  tj.
przekazać do płaszczyzny danych węzła  LSR, który  to podejmie decyzje  na bazie  nagłówka
MPLS  o  dalszym  jej  losie.  Jak  wspomniano  nagłówek  MPLS  posiada  długość  32  bit,
jednakże  jest  to  tylko  częściowo  prawdą  ponieważ  długość  części/sekcji  MPLS  jest
wielokrotnością  32  bit  albowiem  w  danej  ramce  Ethernet  która  transportuje  pakiet  MPLS
może  znajdować  się  więcej  niż  1  nagłówek  MPLS  –  takie  zjawisko  to  stos  etykiet,  który  to
jest używany do usługi tunelowania przez sieć MPLS. Przedstawiono to poniżej.

Rys.7. Stos etykiet w MPLS.

Ether Type Protocol

0×8847

MPLS unicast

0×8848

MPLS multicast

Stos  etykiet/tunelowania  polega  na  nakładaniu  na  siebie  etykiet  i  pozwala  na  transparentne/
przeźroczyste przesyłanie informacji  w sieci MPLS jak i jakikolwiek transport „over MPLS”.
Polega  to  na  wprowadzeniu  pojęć  etykiety  wewnętrznej  (inner  label)  oraz  etykiety
zewnętrznej (outer label). Przedstawiono to poniżej.

Rys.8. Stos etykiet – etykiety wewnętrzne i zewnętrzne.

Ostatnia  etykieta  posiada  wcześniej  wspomniany  bit  EoS  nagłówka  MPLS  ustawiony  na  1.
Etykieta wewnętrzna odpowiada za aplikacje np. VPN (czemu służy tunel) natomiast etykieta
zewnętrzna  służy  kierowaniu  pakietu  MPLS  w  sieci.  Przedostatni  router  na  drodze  tunelu
ściąga  etykieta  zewnętrzną  i  przesyła  etykietę  odpowiadającą  za  Aplikację  do  routera
końcowego  w tunelu  (np. routera brzegowego podłączonego do  lokalizacji docelowej  tunelu
VPN). Sytuację tą przedstawiono poniżej.

Rys.9. Tunelowanie w MPLS.

Na  powyższym  rysunku  etykieta  z  kolorem  zielonym  przedstawia  etykietę  wewnętrzną
odpowiadającą  za  aplikację  lub  też  np.  tunelowanie  „over  MPLS”.  Etykiety  kolorowe  to
etykiety  zewnętrzne  odpowiedzialne  za  trasowanie  –  informacje  o  przełączaniu  –  na  ich
podstawie  pakiet  MPLS  jest  przełączany  a  za  każdym  razem  numer  etykiety  zmieniany  po
przejściu przez węzeł.

Przy  zestawianiu  tunelu  end-to-end  znana  jest  nam  jego  długość  dlatego  dzięki  różnym
wartością pola TTL dla nagłówków MPLS oraz bitowi EosS/BoS ustawionemu jako 1 dla dna
stosu  przedostatni  router  na  drodze  tunelu  potrafi  usunąć  etykietę  i  przekazać  do  ostatniego
routera  na  drodze  tunelu  sam  pakiet  MPLS  z  etykietą  odpowiadającą  za  tunel/aplikację.

Poniżej przedstawiono przykładowy pakiet z dwoma etykietami gdzie można zaobserwować
Bit EoS oraz mała wartość pola TTL dla etykiety wewnętrznej.

Ethernet II

  Destination: 00:03:a0:19:c0:c2
  Source: 00:03:a0:19:c5:02
  eType: MPLS Unicast (0x8847)

MultiProtocol Label Switching Header

  MPLS Label: 16
  MPLS Experimental Bits: 2
  MPLS Bottom Of Label Stack: 0
  MPLS TTL: 253

MultiProtocol Label Switching Header

  MPLS Label: 16
  MPLS Experimental Bits: 2
  MPLS Bottom Of Label Stack: 1
  MPLS TTL: 2

AToM EoMPLS Header

AToM MPLS Control Word: 0x00000000

Ethernet II

  Destination: aa:aa:aa:aa:aa:aa
  Source: bb:bb:bb:bb:bb:bb
  Type: 802.1Q Virtual LAN (0x8100)

802.1q Virtual LAN

  000. .... .... .... = Priority: 0
  ...0 .... .... .... = CFI: 0
  .... 0000 0110 0100 = ID: 100
  Type: IP (0x0800)
  Trailer: 00000000000000000000

Internet Protocol

  Version: 4
  Header length: 20 bytes
  ! Output omitted for brevity
  Time to live: 255
  Protocol: ICMP (0x01)
  Header checksum: 0xa3fd (correct)
  Source: 10.1.2.203 (10.1.2.203)
  Destination: 10.0.0.201 (10.0.0.201)

Internet Control Message Protocol

  Type: 8 (Echo (ping) request)
  Code: 0
  Checksum: 0xc15c (correct)
  Identifier: 0x000f
  Sequence number: 0x0000
  Data (8 bytes)

FEC – Forwarding Equivalence Class
Jak już wspomniano  jest  to podobne do klasy ruchu, dla porównania  z technologią ATM jest
to  adekwatne  z  ścieżką  VPI.  FEC  odpowiada  za  mapowanie  danego  ruchu  do  danego  LSP
czyli  label switching PAth  na podstawie określonych/odpowiednio  wybranych  informacji,  jt.
Np. adres IP docelowy/ prefix/  znaczniki DSCP. Dzięki temu  wiemy jakie etykiety  możemy
przedzielić  danemu  pakietowi  IP.  FEC  odzwierciedla  LSP  jest  ot  grupa  takich  samych
pakietów czyli klasa równoważności przekazywania – grupa pakietów IP tak zaklasyfikowana
ze  w  sieci  MPLS  jest  nie  rozróżnialna  i  przenoszona  z  takimi  samymi  prawami  i  wg  takich
samych zasad tą samą ścieżka LSP.

LDP – Label Distribution Protocol

Jest to  jeden  z protokołów służący dystrybucji etykiet w  sieci MPLS. Opisany  został  w  RFC
3035 oraz 3036  i  jest  następcą starszego protokołu TDP –  Tag  Distribution Protocol. Używa

on  protokołu  warstwy  transportowej  TCP  oraz  UDP  na  porcie  646.  Oczywiście  nie  jes t  on
jedyny  i  informacje  o  etykietach  w  sieci  MPLS  mogą  także  być  przenoszone  za
pośrednictwem protokołu RSVP czy też BGP, spełniającego także funkcjonalność IGP.

Jak  każdy  protokół,  LDP  posiada  swój  nagłówek.  Na  rysunku  poniżej  został  on
przedstawiony jak widać składa on się z 10 bajtów i dzieli się na 3 pola.

Rys.9. nagłówek protokołu LDP.

Polami tymi są:



Wersja protokołu – składająca się z 2 bajtów



Rozmiar PDU wyrażony w bajtach – czyli samej przenoszonej wiadomości /
informacji protokołu znajdującej się w polu użytecznym poza nagłówkiem- pole to
zawiera 2 bajt i może określać wartość pomiędzy 0 a 4096 bajt.



LDP ID – będący identyfikacją nadawcy wiadomości LDP składa się na to pole 6 bajt

w tym że dzieli się ono na odpowiedni 4 oraz 2 bajt opisanych poniżej:

o 4 Bajt – Router ID – identyfikujące router LSR, jest to wg zalecenia oraz

najczęściej skonfigurowany adres loopback urządzenia

o 2 Bajt – Label Space ID – identyfikuje to przestrzeń wymienianych etykiet.

Specyfikacja  wymienia  dwa  rodzaje  global  spac  znany  takżę  jako  platform-
wide  oraz  per  interface  space.  Per  interface  jest  używany  do  komunikacji
pomiędzy  urządzeniami  podłączonymi  bezpośrednio  i  wymienia  etykiety
unikalne  tylko  w  obrębie  tego  interfejsu  urządzenia.  Natomiast  global  space/
platform  wide  wymienia  informacje o etykietach  unikalnych w obrębie całego
urządzenia  a  nie  tylko  jednego  interfejsu.  W  90  %  przypadków  komunikacja
jest na zasadzie global space i w tym przypadku pole to ma wartość 0.

Tworzenie Sesji oraz zdobywanie etykiet przez LDP:



Pierwszym krokiem, do wymiany informacji o etykietach pomiędzy węzłami jest

wyszukanie  sąsiadów,  a  następnie  stworzenie  pomiędzy  nimi  sesji  TCP  mającej  na
celu wymianę informacji o etykietach. W tym celu wysyłany jest multicast do węzłów
LSR  za  pośrednictwem  protokołu  UDP  z  wiadomością  HELLO,  po  tym  następuje
wymiana  informacji  pomiędzy  węzłami  za  pośrednictwem  protokołu  TCP  w  celu
ustatnowenia  sesji  o  wynegocjowanych  warunkach.  Wyróżniamy  dwa  rodzaje  sesji  /
wyszukiwania  sąsiadów  w  celu  utworzenia  sesji,  mianowicie:  Sesję  podstawową  –
Basic  neighbor  Discovery  oraz  sesje  rozszerzoną  extended  neighbor  discovery.
Różnica  w  tych  sesjach  polega  na  ich  zasięgu  –  sesja  podst.  Ma  miejsce  pomiędzy
urządzeniami  bezpośrednio  połączonymi  natomiast  sesja  rozszerzo na  pomiędzy
urządzeniami oddalonymi od siebie. Ilustrację tą obrazuje poniższy rysunek.

Rys.10. Sesje w LDP.



Jako  wymiana  informacji  jest  pomiędzy  dwoma  węzłami  LSR  próbującymi  zestawić
sesję  TCP, istniałaby  możliwość  zestawienia dwóch osobnych sesji co  mijało by się  z
celem.  W  protokole  LDP  rozwiązano  ten  problem  następująco  –  po  wysłaniu
wiadomości HELLO  z pomocą protokołu  UDP,   routery  analizują  wartość pola  LDP
ID  w  nagłówku  LDP  która  to  identyfikuje  poszczególne  węzły.  Potem  sesje  TCP
inicjalizuje  tylko  jeden  węzeł  mający  większy  router  ID.  Sesja  inicjalizowana  jest
wiadomością  INIT  –  zawierającą  parametry  sesji  takie  jak  timery  czy  też  metody
odpytywania  o  etykiety  Az  po  zakresy  etykiet,  które  będą  używane  w  ramach
wymiany.  Router  otrzymujący  taka  wiadomość  może  zaakceptować  warunki  sesji  i
zacząć  okresowo  wysyłać  wiadomość  Keepalive  (defaultowo  co  30  sec)  lub  też
rozpocząć  proces  renegocjacji  warunków  –  tj  parametrów.  Powyżej  opisaną  sytuację
przedstawia  rysunek  11  gdzie  czarne  strzałki  reprezentują  wiadomości  TCP  a
czerwone UDP.

Rzs.11. Sesja TCP na potrzeby protokołu LDP.



Po utworzeniu sesji następuje mapowanie etykiet kierowania czyli ich zdobywane za
pomocą jednej z dwóch metod:

Metoda  nie  zamówiona – (unsoliciated downstream) – polega  na tym  iż router
LSR  znajdujący  się  bliżej  celu  –  nazywany  także  routerem  następnym  (next
router) – sam ogłasza i przekazuje routerowi poprzedniemu – czyli temu bliżej
źródła pochodzenia pakietu – jakie etykiety posiada i jakie lokalizacje są przez
niego dostępne wraz z informacją jakich etykiet używać aby się tam dostać.

o Metoda na żądanie - (on demand downstream) – polega na tym że router

poprzedni sam odpytuje router następny o etykiety dla danych lokalizacji, czyli
jakich używać dla poszczególnych FEC – czyli klas ruchu.



Ważnym elementem po uzyskaniu etykiet jest tworzenie ścieżek LSP na potrzeby
przesyłania pakietów MPLS. Wyróżniamy dwa tryby tworzenia ścieżek za
pośrednictwem protokołu LDP:

o Independent – czyli tryb sterowania niezależnego - tworzy i przesyła etykiety

do routera poprzedniego od razu jak tylko widzi ze coś pasuje i on będzie mógł
coś z tym pakietem zrobić.

o Ordered – czyli tryb sterowania uporządkowanego - wysyła informację oraz

przydziela  etykiety  tworząc  ścieżkę  LSP  tylko  gdy  ma  już  zapewnienie  o
następnej  ścieżce  od  routera  następnego  (next  router)  czyli  jeszcze  kolejnego
na  trasie  pakietu  albo  jak  jest  ostatnim  routerem  –  tzn.  brzegowym  i  jest
wyjściem  z  sieci  MPLS  –  pozwala  to  na  szybsze  komutowanie  i  na
zapewnienie  porządku,  ustawienie  własnych  tras  preferowanych  i  na
zniwelowanie opóźnienia wyboru trasy przed inicjalizacja wysyłania, jednakże
wszystko to jest uzyskane kosztem czasu zestawienia tej trasy.

Przykład transport pakietów w sieci MPLS
Poniżej został przedstawiony rysunek wraz z krokami potrzebnymi aby transmisja w sieci
MPLS była możliwa.

Rys.12. Umożliwienie transmisji w sieci MPLS.

Mając to na uwadze możemy przejść do analizy przykładu ukazanego na rysunku poniżej.

Rys.13. Przykład 1 – architektura sieci.

Mając podłączone 3  sieci IP o  zsumaryzowanych adresach  ukazanych  na rysunku będziemy
starali się stworzyć transmisję od routera LSR A do LSR C poprzez sieć MPLS. Jak zostało to
pokazane  na  rysunku  12  pierwszym  krokiem  jest  zapewnienie  osiągalności  na  poziomie
warstwy 3ciej – tutaj IPv4 – poprzez działanie protokołu  IGP.  Uzupełnia on  tablice routingu
jak ukazano to na poniższym rysunku.

Rys.14. Przykład 1 – tablice routingu.

Po tym następuje przydzielenie oraz wymiana informacji o etykietach za pośrednictwem
protokołu LDP jak ukazano to na poniższym schemacie.

Rys.15. Przykłąd 1 – wymiana informacji o Etykietach.

Następnie informacje te zostają wpisane do tablic przełączania LUT służących węzłom MPLS
do przełączania etykiet. Ukazano to na poniższym schemacie.

Rys.15. Przykład 1 – tablica uzupełniona o etykiety kierowania.

Teraz pakietowi IP  wchodzącemu do  węzła  LSR A,  zaadresowanemu do sieci 10.16.11.0/24
znajdującej się przy  węźle  LSR C, przydzielana jest etykieta 2  i jest w postaci pakietu MPLS
wysyłany do następnego węzła sieci MPLS prze interfejs Eth1. Węzeł LSR B widząc etykietę
2  w  przychodzącym  pakiecie  MPLS  wysyła  ją  przez  interfejs  Eth1  zmieniając  wartość
etykiety na 4. Na koniec węzeł  LSR C przyjmuje pakiet MPLS  i widząc  etykietę 4 wie  iż jest
końcowym/brzegowym  węzłem  i  może  usunąć  nagłówek  MPLS  i  przekazać  pakiet  IP
znajdujący się tam do warstwy wyższej.