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

L1

Warstwy

wyższe

L3

L2

L1

Warstwy

wyższe

L3

L2

L2,5

MPLS

L2,5

MPLS

L1

Warstwy

wyższe

L3

L2

L2,5

MPLS

L1

Warstwy

wyższe

L3

L2

L2,5

MPLS

IP

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:

o

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

o

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

Pakiet

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

`

Pakiet IP

Pakiet IP

Pakiet IP

Pakiet MPLS z Etykietą

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

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

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

LAN/IP

LSR Edge

LSR (Core)

Addr IP

Etykieta

ATM/FR/PPP/Ethernet

L1

Warstwy

wyższe

L3

L2

L1

Warstwy

wyższe

L3

L2

L2,5

MPLS

L2,5

MPLS

L1

Warstwy

wyższe

L3

L2

L2,5

MPLS

L1

Warstwy

wyższe

L3

L2

L2,5

MPLS

IP

1

20

32

24

23

21

25

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:

o

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.