5. Технология коммутация по меткам

В традиционной IP-сети пакет, поступивший с некоторого интерфейса, поступает в модуль IP, который анализирует заголовок пакета и перемещает его на другой интерфейс в соответствии со своей таблицей маршрутов. Таблица маршрутов обычно заполняется автоматически с помощью протоколов маршрутизации (OSPF, RIP). Администратор сети имеет ограниченные возможности изменения таблицы маршрутов и не в состоянии оперативно повлиять на ситуацию в случае перегрузки какого-либо участка сети. Кроме того, просмотр всей таблицы для выбора оптимального маршрута часто приводит к значительной аппаратной задержке, снижающей производительность маршрутизатора. Поэтому желательно

• иметь возможность маршрутизировать пакеты, как на основе IР-адреса назначения, так и произвольным образом;

• иметь упрощенную таблицу маршрутов установления соединений и перенести функции коммутации на более низкий уровень, освободив от этой работы IР-модуль.

Все эти возможности предоставляет технология многопротокольной коммутация по меткам (MPLS), которая скорее является механизмом управления трафиком, чем механизмом обеспечения качества обслуживания. Технология MPLS используется маршрутизаторами внутри автономной сети. MPLS- маршрутизатор содержит две компоненты: распределитель меток и коммутатор меток.

Распределитель меток осуществляет распространение и привязку метки к интерфейсу, на который следует направлять пакеты, имеющих некое общее свойство, например, префикс IP-сети. Основным протоколом распространения меток и их привязки к IP-адресам является протокол распространения меток, использующий порт 646 протоколов UDP и TCP. Он ответственен за уникальность значений назначаемых меток и поддержание надежности функционирования. Последнее достигается периодическим обменом сообщениями Hello между сопряженными маршрутизаторами. Коммутатор меток осуществляет продвижение пакетов на основе замены меток, используя информационную базу меток.

Существует несколько способов привязки меток:

В режиме нисходящего упорядоченного управления инициатором распространения меток являются пограничные маршрутизаторы (LER). Распространение меток производится в направлении, противоположном движению потока. Каждый маршрутизатор имеет свой пул меток. Например, LER2 через интерфейс 2 имеет доступ к IP-сетям А и В (рис. 3). Через интерфейс 1 он распространяет эту информацию о сетях ближайшим соседям — внутреннему маршрутизатору (Label Switching Router, LSR) LSR3. Признаком непосредственного подключения к LER2 указанных IP-сетей, является отсутствие в его сообщении метки (NULL)

Привязка меток в MPLS-сети.

Задание 8.

Маршрутизаторы имеют следующие пулы меток: LER1 – от 1 до 30, LSR1 – от (30+1)=31 до (30+9)=39, LSR2 – от (30+10)=40 до (30+19)=49, LSR3 – от (30+20)=50 до (30+29)=59, LSR4 – от (30+30)=60 до (30+39)=69, LER3 – от (30+40)=70 до (30+49)=79 . Значения метрик соответствуют меткам. Составить информационную базу меток (Label Information Base, LIB) для каждого маршрутизатора для сетей А и В.

Информационная база меток для LER1:

ВХОД				ДЕЙСТВИЕ		ВЫХОД
Интерфейс	IP-адрес	Метка	Метка			Метрика	Интерфейс
1	A		PUSH		M1		1	2
1	B		PUSH		M1		1	2
1	A		PUSH		M30		30	3
1	B		PUSH		M30		30	3

Информационная база меток для LER1 показывает, что при поступлении пакетов на интерфейс 1, имеющих IP-адреса сетей A и В следует создать (PUSH) метки M1 и M30 и отправить на интерфейсы 2 и 3 соответственно.

ВХОД				ДЕЙСТВИЕ		ВЫХОД
Интерфейс	IP-адрес	Метка	Метка			Метрика	Интерфейс
2		M30	SWAP		М31		31	1

Информационная база меток для LSR2:

ВХОД				ДЕЙСТВИЕ		ВЫХОД
Интерфейс	IP-адрес	Метка	Метка			Метрика	Интерфейс
1		M1	SWAP		M40		40	2
3		M31	SWAP		M40		40	2

Информационная база меток для LSR2 показывает, что при поступлении пакетов на интерфейс 1, имеющих метку M1 следует заменить (SWAP) ее на метку M40 и отправить на интерфейс 2. Ту же процедуру следует произвести и с меткой M31.

Информационная база меток для LSR3:

ВХОД				ДЕЙСТВИЕ		ВЫХОД
Интерфейс	IP-адрес	Метка	Метка			Метрика	Интерфейс
1		M40	POP				3	2
3		M70	POP				3	2

Информационная база меток для LSR3 показывает, что при поступлении пакетов на интерфейс 1 и 3, имеющих метку M40 и M70 следует удалить (POP) метку и отправить на интерфейс 2.

Информационная база меток для LSR4:

ВХОД				ДЕЙСТВИЕ		ВЫХОД
Интерфейс	IP-адрес	Метка	Метка			Метрика	Интерфейс
2		M70	SWAP		М60		60	1

Информационная база меток для LSR4 показывает, что при поступлении пакетов на интерфейс 2, имеющих метку M70 следует заменить (SWAP) ее на метку M60 и отправить на интерфейс 1.

Таким образом, от LER1 к сетям А и В образован однонаправленный основной коммутационный путь , проходящий через LER1-LSR2-LSR3-LER2 и резервный LER1-LSR1-LSR2-LSR3-LER2.