MPLS, GMPLS e PW trovano una loro evoluzione congiunta in Multi Protocol Label Switching - Transport Profile (MPLS-TP) [14], l’insieme di caratteristiche delle tecnologie MPLS che soddisfano i requisiti della RFC 5654, opportunamente esteso con ulteriori nuove funzionalità. Tali specifiche indicano come questo nuovo paradigma, tuttora in fase di standardizzazione congiunta da parte di IETF e ITU-T, possa essere utilizzata efficacemente nell’ambito delle reti di trasporto. MPLS-TP viene introdotto allo scopo di fornire un nuovo paradigma per reti a commutazione di pacchetto, con le stesse qualità di quelle a commutazione di circuito, sia in termini architetturali che in termini di intervento.
Esigenze di un nuovo profilo di trasporto
MPLS-TP è l’infrastruttura di base (detta “MPLS-TP layer” [14], in quanto su di esso sono trasportati i servizi nativi dei propri clienti, chiamati “client layer” [14]) per la realizzazione della cosiddetta “Next Generation Network” (NGN) [56], o rete di nuova generazione, la cui definizione secondo ITU-T è la seguente:
una rete di nuova generazione è una rete a commutazione di pacchetto che può fornire servizi nell’ambito delle telecomunicazioni attraverso l’uso di tecnologie a banda larga e QoS, del tutto indipendenti da come è organizzata la struttura sottostante su cui poggiano. Supporta e offre, inoltre, un accesso senza restrizioni e potenzialmente ubiquo a tutti i suoi utenti.
L’MPLS-TP layer è implementato attraverso tecnologie MPLS-TE/GMPLS/PW [14]. Non tutte le caratteristiche previste da MPLS sono richieste per questo nuovo modello operazionale e, per converso, ci sono altri aspetti cruciali per le reti di trasporto attualmente non implementate in MPLS. La definizione di MPLS-TP data dalla RFC 5921 è la seguente:
il profilo di trasporto per MPLS è il sottoinsieme di funzioni presenti in MPLS che soddisfa i requisiti della RFC 5654.
Una NGN deve poter trasportare efficientemente sia traffico dati che voce, potenzialmente connettendo ciascun cliente a ciascun altro e mantenendo propri i principali vantaggi della tecnologia di trasporto precedente:
Connettività basata su circuiti permanenti, che possono essere instaurati anche manualmente;
Un alto livello di disponibilità e tempi di downtime ridotti;
Qualità del Servizio;
Estese capacità di Operations, Administrations and Maintenance (OAM) [15]: la funzionalità che permette una rapida rilevazione del guasto, monitora la performance e garantisce che i termini di Service Level Agreement (SLA) siano rispettati.
I requisiti specificati dalla RFC 5654 hanno l’obiettivo di associare alle reti MPLS un grado di prevedibilità e protezione simile a quello di una rete a commutazione di circuito:
L’MPLS-TP layer supporta un client layer ed è supportato da un server layer [14] (lo strato di livello 2 che incapsula i pacchetti MPLS). L’operatività della rete MPLS-TP deve essere possibile senza alcuna dipendenza né dal server né dal client layer;
Tutti i pacchetti generati dai client layer, sono trasportati sul server layer di MPLS-TP;
La topologia di rete adottata dall’MPLS-TP layer risulta del tutto trasparente ai client layer, e viceversa;
Il servizio fornito dall’MPLS-TP layer a un dato cliente non può essere compromesso, in termini di Service Level Agreement (SLA), dal traffico relativo ad altri clienti della rete;
I piani di controllo e di management di ogni cliente che utilizza il proprio client layer, è isolato dai piani di controllo e management dell’MPLS-TP layer;
L’interazione tra il server ed il client layer deve essere minima (preferibilmente assente).
Nello sviluppo del nuovo profilo vengono eliminate, inoltre, alcune caratteristiche tipiche di MPLS, non strettamente necessarie a soddisfare i requisiti visti in precedenza, ad esempio: la possibilità di avere LSP non-TE, il Penultimate Hop Popping, l’Equal Cost Multi Path (ECMP), ecc.
Architettura di MPLS-TP
L’architettura di MPLS-TP prevede due tipologie di client layer [14]:
1. Un PseudoWire, per l’emulazione e il trasporto dei servizi nativi di layer 2 come: Ethernet, Frame Relay [8], ATM [7], PPP [52] e HDLC [53];
2. Un LSP, in versione TE, per i servizi nativi basati su MPLS-TE/GMPLS, ad esempio le MPLS-VPN [32].
Uno strumento essenziale per l’OAM è il Generic Associated Channel (G-ACh) [57], un PW dedicato esclusivamente al trasporto dei messaggi di controllo e monitoraggio dell’MPLS-TP layer. Esso utilizza label riservate, in modo tale che sia sempre riconoscibile all’interno della rete.
Un forte requisito delle reti di trasporto è l’operatività attraverso un Network Management System (NMS) [58], una piattaforma centralizzata che permette di monitorare la performance, rilevare/notificare il guasto e di configurare sia il routing che il signaling staticamente, senza l’ausilio di un Control Plane. Tuttavia, una gestione di tipo dinamico, della rete MPLS-TP, è prevista tramite l’utilizzo di un piano di controllo comune per interfacce eterogenee, così come implementata da GMPLS. Riassumendo, MPLS-TP è stato introdotto come variante di MPLS orientata alle reti di trasporto e ha come obiettivi:
Estendere le principali caratteristiche di MPLS e rimuovere quelle non necessarie per il soddisfacimento dei requisiti previsti dalla RFC 5654;
Costituire una nuova tecnologia di rete a commutazione di pacchetto con le stesse caratteristiche di una a commutazione di circuito, sia in termini architetturali che in termini di intervento (inferiori ai 50ms);
Gestire e monitorare in modo automatico le situazioni di guasto attraverso un insieme di funzionalità OAM;
Provvedere efficaci meccanismi di troubleshooting e di verifica dei termini di SLA;
Fornire ai propri clienti la possibilità di trasportare efficientemente, su MPLS-TP, servizi nativi eterogenei (dal traffico Internet alla telefonia tradizionale), basati su MPLS-TE, GMPLS e PW.
Questo capitolo descrive l’attività di progettazione, implementazione e testing di una piattaforma pilota per lo studio sperimentale delle tecnologie MPLS, allo scopo di ottenere un ambiente di test degli attuali protocolli della famiglia MPLS. Inoltre, tale ambiente rappresenta una base di partenza per la sperimentazione di nuove tecnologie e altri protocolli di rete. In particolare, sono stati implementati MPLS, LDP, OSPF e BGP. Successivamente, sono stati eseguiti dei test di funzionalità del sistema i cui risultati di tali test sono qui riportati e commentati.
L’hardware impiegato per lo sviluppo del testbed è consistito in sei PC, ognuno dotato di cinque schede di rete; ciascun PC rappresenta un nodo della rete MPLS da implementare.