mpls (Multi-Protocol Label Switching)

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4. Tecnologia MPLS 
4.1 – Histórico 
A partir do ano de 1995, a Internet Engeneering Task Force (IETF) e o ATM Fórum 
começaram a desenvolver propostas para integrar protocolos baseados em roteamento, 
como o IP, sobre a estrutura de comutação da tecnologia ATM. Buscava-se uma rede que 
oferecesse simultaneamente facilidade de gerenciamento, reserva de largura de banda, 
requisitos de QoS e suporte nativo a multicast. Como resultado deste trabalho surgiram 
protocolos como o Multiprotocol Over ATM (MPOA) e o Integrated Private Network to 
Network Interface (I-PNNI). Mas ambos são bastante complexos e de difícil 
implementação e gerenciamento. 
Durante o ano de 1996 algumas empresas de informática sugeriram as primeiras 
soluções para integrar as vantagens das redes comutadas à família de protocolos IP. O 
pioneiro nesta tendência foi a Ipsilon, que desenvolveu o IP Switching. O IP Switching 
utiliza comutadores ATM, determinando fluxos de pacotes com endereços similares e 
verificando se tais fluxos devam ser roteados ou comutados. A Cisco propôs o Tag 
Switching, que adiciona a cada pacote de dados um label, chamado tag, permitindo sua 
transmissão através de um circuito virtual. Desta forma, não é necessário uma análise das 
informações de roteamento em cada etapa do percurso, uma vez que a decisão do próximo 
nodo é baseada apenas no tag e não no conteúdo de cabeçalho dos pacotes. Ao final de 
1996, a Toshiba e a IBM criaram variantes do Tag Switching, chamadas respectivamente 
de Cell Switched Router (CSR) e Aggregate Route-Based IP Switching (ARIS). Foi criado 
com isso a tecnologia LBS - Label Based Switching (LSB – Comutação Baseada em 
Etiquetas)). 
Outras implementações comerciais proprietárias de LSB foram criadas, além das 
citadas anteriormente, como por exemplo, o IP Switching da Nokia, o IP Navigator da 
Ascend e o Fast IP da 3Com. Cada fabricante tinha implementações próprias de LBS, 
dificultando a interoperabilidade entre eles. Para obter uma solução aberta, interoperável e 
independente de protocolos foi padronizado o protocolo MPLS pelo IETF. 
 
 
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4.2 Características 
O MPLS, ou MultiProtocol Label Switching, opera numa camada OSI intermediaria 
às definições tradicionais do Layer 2 (Enlace) e Layer 3 (Rede), pelo que, se tornou 
recorrente ser referido como um protocolo de "Layer 2,5". Foi concebido para permitir um 
serviço unificado de transporte de dados para aplicações baseadas quer em comutação de 
pacotes quer em circuitos. Pode ser usado para transportar vários tipos de tráfego, como 
pacotes IP, ATM, SONET ou mesmo frames Ethernet. 
O MPLS é uma tecnologia de encaminhamento de pacotes baseada em rótulos 
(labels) que funciona, basicamente, com a adição de um rótulo nos pacotes de tráfego (o 
MPLS é indiferente ao tipo de dados transportado, podendo ser tráfego IP ou outro 
qualquer) à entrada do backbone (chamados de roteadores de borda) e, a partir daí, todo o 
encaminhamento pelo backbone passa a ser feito com base neste rótulo. Comparativamente 
ao encaminhamento IP, o MPLS torna-se mais eficiente uma vez que dispensa a consulta 
das tabelas de routing. 
Este protocolo permite a criação de Redes Virtuais Privadas garantindo um 
isolamento completo do tráfego com a criação de tabelas de "labels" (usadas para 
roteamento) exclusivas de cada VPN. 
Além disso é possível realizar QoS (Quality of Service) com a priorização de 
aplicações críticas, dando um tratamento diferenciado para o tráfego entre os diferentes 
pontos da VPN. QoS cria as condições necessárias para o melhor uso dos recursos da rede, 
permitindo, assim, o tráfego de voz e vídeo em condições específicas. 
Os produtos que as operadoras utilizam, baseados em MPLS, permitem que elas 
possam agregar valor a esses produtos, pois passam a não oferecer apenas banda, mas um 
tráfego diferenciado com: Multimídia (Voz, Dados e Vídeo) e aplicações críticas, com 
garantias aplicáveis de QoS, através das seguintes classes de serviço: 
Multimídia: priorização de tráfego dos pacotes multimídia (ex.: vídeo conferência, 
etc.). 
Voz: priorização de tráfego dos pacotes de voz (ex.: interligação de PABX, 
telefonia IP, etc.). 
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Dados Expressos: priorização de tráfego de dados de aplicações críticas (ex.: SAP, 
etc.). 
Dados: tráfego de dados sem priorização (Best Effort). 
O MPLS foi concebido para satisfazer as necessidades de infraestrutura para 
comunicação segura e economicamente viável entre: 
- escritórios de uma mesma empresa em diferentes localidades; 
- força de trabalho em constante deslocamento; 
- empresa, clientes, fornecedores. 
Os serviços (QoS, VPN, Engenharia de Tráfego) baseados em MPLS, oferecidos 
pelas operadoras, permitem que eles possam ser utilizados nas seguintes situações: 
1. Acesso corporativo a servidores de aplicações (e-mail, Intranet, etc.); 
2. Formação de redes para compartilhamento de arquivos; 
3. Integração de sistemas de telefonia; 
4. Formação de sistemas de videoconferência; 
5. Acesso remoto aos sistemas corporativos. 
 Existem três diferenças importantes entre a comutação de etiqueta e o roteamento 
convencional, conforme a tabela, abaixo: 
 
4.3 Componentes de uma rede MPLS 
Neste tópico serão abordados os principais componentes de uma rede MPLS, para 
em seguida entender como é realizado o encaminhamento dos pacotes, ou seja, o 
funcionamento desta rede. 
4.3.1 Label 
O label é um identificador curto, de tamanho fixo (32 bits) e significado local. Todo 
pacote ao entrar numa rede MPLS recebe um label, este pode ser pensado como uma forma 
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abreviada para o cabeçalho do pacote. Desta forma os roteadores só analisam os labels para 
poder encaminhar o pacote. 
Várias tecnologias, tais como as redes locais baseadas em tecnologia ethernet, 
circuitos ponto-a-ponto, redes Frame Relay ou ATM, utilizam o label, quando apoiadas 
pelo MPLS, sendo este label conhecido como SHIM. 
O cabeçalho MPLS, no caso de um quadro baseado em protocolo IP, deve ser 
posicionado depois do cabeçalho da camada 2 e antes do cabeçalho da camada 3, ele é 
conhecido como Shim Header e está apresentado na figura a seguir. 
 
Cabeçalho MPLS – Shim Header 
Onde: 
♦ O campo Label contém o valor atual deste. 
♦ O campo EXP define a classe de serviço a que um pacote pertence, ou seja, indica a 
prioridade do pacote. 
♦ O campo S (stack) suporta o enfileiramento de labels. Caso o pacote receba mais de um 
label no caso de tráfego em rede hierárquica (mais de um AS – Autonomous System) 
♦ O campo TTL (Time to Live) tem o mesmo papel que no IP, contar por quantos roeadores 
o pacote passou, num total de 255. No caso do pacote viajar por mais de 255 roteadores, ele 
é descartado para evitar possíveis loops. 
 A figura a seguir apresenta o posicionamento do label em outras tecnologias, no 
caso, a tecnologia ATM, ponto-a-ponto (PPP) além da, já discutida, Ethernet. 
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 No caso do Frame Relay o label MPLS usa o campo DLCI. 
4.3.1.1. Label Stack (Pilha de Etiquetas ou Enfileiramento de labels) 
O mecanismo de enfileiramento de label permite realizar uma operação hierárquica 
no domínio MPLS, através da inclusão de mais de uma etiqueta em um pacote. Este 
enfileiramento ou empilhamento permite que os LSRs do núcleo da rede troquem 
informações entre si e ajam como roteadores de borda. Estes novos roteadores de "borda” 
definem um novo domínio MPLS. Dentro de uma grande rede, podemos ter vários 
domínios. Para cada domínio teremos um nível de etiqueta associado. Esta técnica permite 
uma diminuição das tabelas de roteamento dos roteadores de entrada da rede MPLS. 
 
Figura - Exemplo de uma rede MPLS com três níveis 
4.3.2. Label Switch Path - LSP 
LSP consiste em um caminho por onde os pacotes numa rede MPLS irão passar. 
Quando o pacote entra numa rede MPLS, este é associado uma classede equivalência 
(FEC) e então é criado um LSP para esta FEC, ou seja, um LSP é ajustado antes da 
transmissão de dados. Como a criação da LSP ocorre somente na entrada de uma rede 
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MPLS, os demais roteadores, ou seja, os LSR-Label Switch Router (a ser visto mais 
detalhadamente adiante) do núcleo irão somente chavear os labels encaminhando o pacote 
de acordo com a LSP pré-determinada, não precisando mais fazer um roteamento dos 
pacotes. Os labels são distribuídos no momento do estabelecimento das LSPs. 
Uma LSP é unidirecional, portanto é preciso ter duas LSPs para uma comunicação 
entre duas entidades. 
 
Esquema de uma rede MPLS exemplificando um LSP. 
No esquema acima podemos observar uma rede MPLS (dentro da nuvem) com 
diversos caminhos possíveis entre os roteadores. Indicado pela seta, observamos um 
exemplo de um LSP calculado pelo protocolo MPLS. 
A figura a seguir, também, apresenta um exemplo de LSP calculado pelo protocolo 
MPLS. 
 
O LSP é ajustado antes da transmissão de dados. É feito com protocolos de 
roteamento convencionais. 
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4.3.3 Label Distribution Protocol – LDP 
A entrada de uma tabela de encaminhamento fornece, no mínimo, informação sobre 
a interface de saída e a nova etiqueta, mas também contém outras informações. 
Pode, por exemplo, indicar o método de enfileiramento na saída a ser aplicado ao 
pacote. 
Cada label (etiqueta) que é distribuída deve ser limitada a uma entrada na tabela de 
encaminhamento. Esta ligação que é feita entre a etiqueta e a entrada na tabela de 
encaminhamento pode ser executada no LSR local ou ser fornecido por um LSR remoto. 
A arquitetura MPLS usa um controle local, onde o LSR pode criar e anunciar uma 
ligação sem esperar uma comunicação do vizinho sobre o mesmo FEC e um controle de 
saída ou remoto, onde, o LSR espera uma comunicação de seu vizinho antes de alocar uma 
etiqueta. 
O conhecimento entre as ligações e os FECs associados (pacotes de uma mesma 
FEC + entrada na tabela + label) deve ser disseminado aos LSRs adjacentes para que estas 
informações sejam usadas na construção das tabelas de encaminhamento. 
A informação na tabela de encaminhamento deve seguir também as mudanças na 
rede. Depois de tudo, a etiqueta no pacote de entrada é usada para descobrir as regras para o 
encaminhamento do pacote. 
A informação do label (etiqueta) pode ser distribuída de duas maneiras: 
a) Através dos protocolos de roteamento (BGP, RSVP); 
As informações podem ser distribuídas através dos protocolos tradicionais de 
roteamento, como o BGP (Border Gateway Protocol) e o RSVP (Resource Reserve 
Protocol – Protocolo de Reserva de Recursos) embora nem todos suportem (somente os 
orientados a controle) este método. Os IGP (RIP, OSPF, IGRP) não suportam. 
b) Usando o Protocolo de Distribuição de Label (Etiqueta) – LDP (Label 
Distribution Protocol) 
Seguindo o modelo Tag Switching da CISCO, o grupo que trabalha na definição do 
MPLS criou um novo protocolo específico para a distribuição de etiquetas chamado 
Protocolo de Distribuição de Etiquetas (do inglês Label Distribution Protocol, LDP). A 
desvantagem do LDP é que ele soma complexidade. 
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Distribuição de etiquetas 
 
 Encaminhamento do pacote 
O LDP é um protocolo que permite a distribuição de labels entres os roteadores de 
comutação de rótulos (LSR), desta forma possibilitando a criação das LSPs. Para isto o 
LDP oferece um mecanismo de “descoberta” de LSR para permitir que LSRs encontrem 
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uns aos outros e estabeleçam comunicação. O LDP roda sobre TCP para garantir a entrega 
de mensagens. 
4.3.4 Forwarding Equivalency Class – FEC (Classe de Equivalencia de 
Encaminhamento) 
Uma FEC consiste numa classe de equivalência, ou seja, um conjunto de 
parâmetros, que irão determinar um caminho para os pacotes. Pacotes associados a uma 
mesma FEC serão encaminhados pelo mesmo caminho. 
A FEC é associado ao label dos pacotes e cada LSP é associada a uma FEC. Ao 
receber um pacote, o roteador da entrada da rede MPLS verifica qual FEC ele pertence e o 
encaminha através da LSP correspondente. Portanto há uma associação pacote-label-FEC-
LSP. 
 
Esquema da associação pacote-label-FEC-LSP 
A associação pacote-FEC acontece apenas uma vez, quando o pacote entra na rede 
MPLS. Isto proporciona grande flexibilidade e escabilidade a este tipo de rede. 
A FEC pode ser determinada por um ou mais parâmetros, especificados pelo gerente 
da rede. Alguns desses parâmetros são: 
♦ Endereço IP da fonte ou destino ou endereço IP da rede 
♦ Número da porta da fonte ou destino 
♦ ID do protocolo IP (IPv4 ou IPv6) 
♦ QoS 
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4.3.5 Label Information Base - LIB 
O LIB contém uma tabela de encaminhamento, ou seja, uma tabela que apresenta 
informações correlacionando os labels às interfaces do roteador. Uma vez criada uma LSP, 
a relação do label com a interface, será armazenada no LIB. 
Quando o pacote entra no LSR, este verifica para qual interface esse pacote deve ser 
encaminhado, através do LIB. Sendo assim, realiza a troca do label de entrada por um label 
de saída, para que o pacote possa alcançar o próximo nó. 
Desta forma o LIB não só contém, como é a tabela que é usada para adicionar ou 
remover um label a um pacote, enquanto determina a interface de saída pela qual o pacote 
deve ser enviado. 
 
Tabela de encaminhamento (LIB) 
Resumindo a LIB é uma tabela que indica aonde e como encaminhar os pacotes. 
Criada por equipamentos pertecentes a um domínio MPLS, a LIB contém uma lista de 
entradas que consistem de uma sub-entrada de ingresso e uma ou mais subentradas de 
egresso (etiqueta de saída, interface de saída, componentes de saída de nível de enlace). A 
LIB é construída baseada nas informações obtidas pelo LSR através da interação com os 
protocolos de roteamento. 
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LFIB 
4.3.6 Label Switch Router – LSR 
O roteamento convencional engloba o plano de controle e o plano de 
encaminhamento. Para tal, existem os componentes de encaminhamento e controle, 
conforme as características a seguir: 
O componente de controle constrói e mantêm a tabela de encaminhamento do 
nó em uso. 
Ele trabalha com componentes de controle de outros nós para distribuir 
informação de roteamento de forma consistente e precisa, e também assegura 
procedimentos locais que são usados nas tabelas de encaminhamento. 
Os componentes de encaminhamento executam o encaminhamento dos 
pacotes. Eles usam as informações a partir da tabela de encaminhamento (que é mantido 
pelo roteador). Esta informação é carregada no próprio pacote e um conjunto de 
procedimentos locais fazem a decisão de encaminhamento. No roteamento convencional, 
um algoritmo compara o endereço de destino no pacote com uma entrada na tabela de 
roteamento até que se encontre um valor vantajoso. Todo este processo é repetido em cada 
nó da fonte até o destino 
Da mesma forma, em uma rede MPLS, esses dois componentes vão estar 
presentes. 
Componentes de controle da comutação de etiquetas (labels) em uma rede 
MPLS 
Os componentes de controle da comutação de etiquetas incluem todos os 
protocolos convencionais de distribuição (Ex: OSPF, BGP, PIM). Estes protocolos de 
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distribuição fornecem aos LSRs informação de como fazer o mapeamento entre o FEC e os 
endereços dos equipamentos referentes ao próximo salto. 
Além disso, o LSR deve: 
_ Criar a ligação entre as etiquetas e os FECs; 
_ Distribuir estas ligações para outros LSRs; 
_ Construir sua própria tabela de encaminhamento. 
 
Criação da tabela de roteamento 
A ligação entre uma etiqueta e uma FEC pode ser orientada a dado (isto é, o 
resultado da presença de tipos específicos de fluxo de tráfego) ou pode ser orientado a 
controle (isto é, seja orientado pela topologia referente às atualizações de roteamento ou 
outrasmensagens do controle). 
Cada uma destas técnicas de ligação tem numerosas opções. A decisão para 
estabelecer o fluxo pode ser baseada em vários critérios. A ligação da etiqueta, no caso 
orientada a dado, estabelece etiquetas ativas somente quando existe uma necessidade 
imediata (isto é, quando o tráfego é apresentado para o encaminhamento). Informações 
sobre mudança de topologia ou mudança de tráfego precisam ser distribuídas. No caso 
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orientado a controle, a ligação é baseada no conhecimento resultante do procedimento de 
roteamento e reserva de recursos. 
Componentes de encaminhamento da comutação de etiquetas (labels) em uma 
rede MPLS 
O que é mais importante sobre o encaminhamento baseado em etiqueta é que 
somente um único algoritmo de encaminhamento é preciso para todo o modelo de 
comutação. 
Nos LSR, algoritmos de troca de etiquetas (LDP, BGP, RSVP) usam as 
etiquetas dos pacotes e a tabela de encaminhamento baseada em etiquetas para obter uma 
nova etiqueta e interface de saída para o pacote. 
Resumindo, no roteamento convencional, a análise do cabeçalho é feito no plano de 
encaminhamento, e no plano de controle, são feitos pelo mesmo protocolo. 
No MPLS é possível separar o plano de encaminhamento do plano de controle, pois 
estes componentes trabalham independentes com protocolos distintos. 
LSRs (Label Switching Router) são os roteadores de comutação de rótulos e 
suportam ao mesmo tempo os componentes de controle IP (isto é, protocolos de 
roteamento, RSVP, etc..) e os componentes de encaminhamento e troca de etiquetas. 
Existem dois tipos de LSR: 
a) O E(Edge)-LSR – Label Switch Router de Extremidade (Edge), ou seja, o LSR de 
borda; e 
b) Os LSRs que ficam situados no núcleo de uma rede MPLS. 
E(Edge)-LSR 
Quando o E-LSR está situado na entrada de uma rede MPLS, ele tem a função de 
inserir um label ao pacote, agrupá-los a uma FEC e encaminhá-los através de um LSP. 
Quando está situado na saída, é responsável pela retirada do label e a entrega do pacote a 
uma rede não MPLS. 
LSRs que ficam situados no núcleo 
Os LSR do núcleo têm a função de encaminhar os pacotes baseados apenas no label. 
Ao receber um pacote, cada LSR troca o label existente por outro, passando o pacote para o 
próximo LSR e assim por diante até chegar no E-LSR de saída. 
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Esquema de uma rede MPLS indicando os LSRs e E-LSRs 
 
Esquema de uma Rede MPLS indicando os LSR e os E-LSRs 
 
Esquema de uma Rede MPLS indicando os LSR e os E-LSRs 
5. Funcionamento Básico 
Quando um pacote IP entra numa rede MPLS, o E-LSR irá associlá-lo a uma FEC, 
caso já exista uma FEC para este pacote. Caso contrário o E-LSR irá criar uma FEC para 
este. Desta forma o pacote receberá um label e como a FEC está relacionada a uma LSP, o 
E-LSR encaminhará o pacote através desta LSP. 
Nos saltos subseqüentes não há nenhuma análise do cabeçalho da camada de rede 
do pacote. A cada LSR pelo qual o pacote passa, os labels são trocados, pois cada label 
representa um índice na tabela de encaminhamento do próximo roteador. Sendo assim, 
quando um pacote rotulado chega, o roteador procura em sua tabela MPLS pelo índice 
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representado pelo label. Ao encontrar este índice o roteador substitui o label de entrada por 
um label de saída associado à FEC a que pertence o pacote. Após completada a operação de 
troca de labels o pacote é encaminhado pela interface que está especificada na LIB. 
Quando o pacote chega ao E-LSR de saída da rede MPLS, o label é removido e o 
pacote é encaminhado pela interface associada à FEC a qual pertence o pacote. Neste 
momento o pacote deixa de ser analisado pelo protocolo MPLS e é roteado normalmente 
pelos protocolos de roteamento. 
 
Funcionamento básico do protocolo MPLS 
No esquema acima podemos observar o funcionamento básico do Protocolo MPLS, 
através do trajeto percorrido pelo Pacote IP. Verificamos que ele recebe um label quando 
ingressa na nuvem MPLS, sendo este retirado na saída da nuvem. 
6. Algumas Aplicações 
a) Redes Virtuais Privadas – VPN 
Redes Virtuais Privadas (VPN) são redes desenvolvidas em uma infra-estrutura de 
rede pública que emprega a mesma segurança, gerenciamento, e políticas de processamento 
aplicada em uma rede privada. VPNs são infra-estruturas de WAN alternativas que 
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substituem ou aumentam as redes privadas já existentes baseadas em linhas privadas ou 
redes Frame Relay/ATM. 
Uma das aplicações do MPLS com grande potencial para beneficiar os provedores 
de serviços é o suporte as redes virtuais privadas. O MPLS é utilizado como uma 
alternativa no desenvolvimento de VPNs usando ATM e aos circuitos virtuais permanentes 
(PVCs) do Frame Relay. 
As redes virtuais, ao utilizarem o MPLS, provêem algumas vantagens do modelo 
baseado em PVC. Uma delas é a possibilidade que os clientes tem de escolher seus próprios 
planos de endereçamento, que podem ou não sobrepor os de outros clientes, ou do provedor 
de serviços. 
Os dados deverão ser entregues nos locais dentro da VPN do cliente. É por esta 
razão que as técnicas de tunelamento são muito requeridas. Porém, ao contrário do modelo 
do PVC, o “VPN MPLS” é altamente escalável com números crescentes de sites e clientes, 
suportando também o modelo de muitos-para-muitos de uma comunicação entre sites 
dentro de um VPN sem requerer a instalação de uma malha cheia de PVCs. Para cada 
cliente de “VPN MPLS”, a rede de provedores aparece para fornecer um IP backbone 
privado sobre o qual o cliente pode alcançar outros sites dentro da organização, mas não os 
sites de qualquer outro cliente. 
Provedores de serviços VPN precisam fornecer uma faixa de QoS para seus clientes. 
“VPNs MPLS” suportam QoS usando técnicas de serviços diferenciados. Estas técnicas 
permitem aos clientes trafegarem ordenados em categorias baseadas em ampla faixa de 
políticas, assim como: tipos de aplicações, sites de origem, e as redes de provedores. 
Dentro das redes, as classes de tráfego são identificadas por bits de cabeçalho ou por labels 
diferentes, com o uso dos roteadores para determinar tratamento de filas e deste modo 
parâmetros de QoS como espera e perda. 
De forma geral, o MPLS, atuando como mecanismo de encaminhamento dentro de 
um cenário de VPN, provê agilidade, facilidade de gerenciamento para grandes redes e 
suporte a QoS, bem como suporte a segurança. 
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No esquema acima podemos observar o objetivo da criação de VPNs. Note que com 
ela o tráfego entre redes (nesse caso pode ser a internet ou somente um backbone) fica 
totalmente tranparente, sendo mostrado como Túnel Virtual. Esse túnel é que garante a 
privacidade da rede. 
A seguir será mostrado um exemplo de VPN numa rede MPLS. 
 
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O computador A pertencente a VPN1, envia um pacote IP, para o computador B, 
também pertecente a VPN1 (10.1.1.1). O roteador CBPF-PE, que é um E-LSR, recebe este 
pacote IP e o associa a um label VPN (LV-22) e a um label MPLS (LM-19). O pacote é 
enviado para o roteador CBPF-P conforme sua LIB, e assim sucessivamente. 
Quando o pacote chega no penúltimo roteador de uma rede MPLS, ou seja, no LSR 
conectado ao E-LSR de saída, este retira o label MPLS e o encaminha até o E-LSR. Ao 
chegar no E-LSR, este analisa o label da VPN e verifica que este pacote faz parte da VPN1. 
Desta forma ele retira o label de VPN e encaminha o pacote até seu destino. 
O computador C apresenta o mesmo endereço IP que o computador B, porém o 
pacote proveniente do computador A nunca conseguirá chegar no computador C, pois eles 
pertencem a VPN’s diferentes. Desta forma o computador A só pode ter conexão com o 
computador B, da mesma forma que o C só pode ter conexão com o D. 
b) QoS 
Qualidade de Serviço (QoS) é um requisito das aplicações para a qual exige-se que 
determinados parâmetros (atrasos, vazão, perdas, variaçãode atrasos ou jitter, largura de 
banda) estejam dentro de limites bem definidos (valor mínimo, valor máximo). Desta forma 
QoS é um desafio para o backbone de qualquer empresa bem-sucedida. Essas redes servem 
de transporte para uma série de aplicações, incluindo voz e vídeo com alta taxa de 
utilização de largura de banda, sendo fundamental o correto dimensionamento e 
configuração dos equipamentos que o compõem, para que tais aplicações possam funcionar 
conforme os níveis de serviços pretendidos. As redes, portanto, devem fornecer serviços 
seguros, previsíveis, mensuráveis e às vezes garantidos a essas aplicações. Alcançar a 
qualidade de serviço exigida de ponta a ponta, ao mesmo tempo mantendo a simplicidade, 
escalabilidade e gerenciabilidade é o segredo para executar uma infra-estrutura que 
realmente atenda à empresa. 
b) Engenharia de Tráfego 
A engenharia de tráfego é mais um benefício que o MPLS provê. Este termo refere-
se à habilidade para controlar o fluxo de tráfego na rede, com o objetivo de reduzir 
problemas de congestionamento e conseguir um melhor uso dos recursos disponíveis. A 
solução para o problema na engenharia de tráfego consiste no fato de que labels e caminhos 
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de comutação baseados em label podem ser estabelecidos por uma variedade de módulos de 
controle diferentes. Por exemplo, o módulo de controle da engenharia de tráfego pode 
estabelecer um caminho de comutação baseados em label de A, para C, para D, para E, e 
outro de B, para C, para F, para G, para E. Por definição de políticas que selecionam certos 
pacotes para seguir estes caminhos, o fluxo de tráfego na rede podem ser gerenciados, 
conforme figura abaixo. 
 
 Exemplo de Engenharia de Tráfego. 
A engenharia de tráfego MPLS provê acesso integrado para a engenharia de tráfego. 
Com o MPLS as funcionalidades das engenharias de tráfego é integrada na camada 3, que 
otimiza o roteamento de tráfego IP, dados os requerimentos impostos pelos limites da 
capacidade e topologia do backbone. O Software para engenharia de tráfego MPLS habilita 
um backbone MPLS para replicar e expandir as funcionalidades da engenharia de tráfego 
da camada 2 (ATM) e Frame Relay, caso se use o ATM ou Frame Relay. 
Para os provedores de serviços e backbones de provedores de acessos à Internet 
(ISP) a engenharia de tráfego é essencial. Tais backbones devem ser muito flexíveis, de 
modo a suportar links de alto tráfego ou problemas em nodos roteados. 
Engenharia de tráfego MPLS rotea fluxos de tráfego sobre uma rede baseada nos 
parâmetros de fluxo de tráfego requerido e nos recursos avaliados na rede. E usa 
“roteamento baseado em bloqueio” onde o caminho para um fluxo de tráfego é o caminho 
mais curto que reúne os requisitos de recurso do fluxo de tráfego. Na engenharia de tráfego 
MPLS, o fluxo tem requerimento de largura de banda, requerimento de mídia, uma 
prioridade versus outros fluxos, e assim por diante. 
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7. Vantagens do MPLS 
Uma das principais vantagens do MPLS é que ele é a base do padrão para a 
tecnologia de comutação por etiqueta. O desenvolvimento de um padrão resulta em um 
ambiente aberto com vários fabricantes produzindo equipamentos interoperáveis. A 
competição também resulta em preços mais baixos e conduz a uma maior inovação. 
a) Roteamento Explícito 
O roteamento explicito é uma técnica poderosa, podendo ser aplicada para vários 
propósitos. Para muitas aplicações, o roteamento implícito, baseado na análise dos 
datagramas, pacote a pacote, gera uma sobrecarga muitas vezes inaceitável. O MPLS, 
permite que os pacotes sejam classificados, a partir de etiquetas atribuídas na admissão dos 
nós MPLS, e encaminhados, dentro de uma mesma classe, num caminho virtual, sem a 
necessidade de ser analisado nó a nó. O roteamento explícito tem também a vantagem de 
criar “túneis transparentes” por onde trafega qualquer tipo de tráfego (por exemplo, 
SNA,IPX). OS LSR “enxergam” apenas as etiquetas dos pacotes que são enviados pelo 
túnel. 
b) Redes Privadas Virtuais (do inglês Virtual Private Netwoks, VPN) 
Muitas empresas constroem redes privadas para conectar vários locais. O objetivo é 
ter uma rede de transporte que ofereça segurança, confiança, comportamento previsível e 
que seja mais barato. VPNs é uma emulação desta rede privada. MPLS é um ingrediente 
chave na construção dessas redes. As etiquetas do MPLS podem ser usadas para isolar o 
tráfego entre VPNs. 
As figuras a seguir ilustram VPN de várias empresas baseada na tecnologia 
tradicional e MPLS respectivamente: 
 
VPN tradicional 
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VPN MPLS 
c) Suporte a Múltiplos Protocolos e a Múltiplos Links 
O componente de encaminhamento não é específico a uma camada da rede. Por 
exemplo, o mesmo componente de encaminhamento poderia ser usado para fazer a 
comutação de etiqueta no IP assim como com a comutação de etiqueta no IPX. 
Comutação por etiquetas pode operar sobre todos os protocolos da camada de link 
de dados, embora a ênfase inicial estivesse no ATM. 
d) Facilidade de evolução 
A comutação de etiquetas tem a vantagem de prover uma separação entre as funções 
de controle e encaminhamento. Cada parte pode evoluir sem impactar a outra parte, que faz 
a evolução da rede ser mais fácil, de menor custo e menos propenso a erros. 
e) Roteamento Inter-Domínio 
A comutação de etiquetas fornece uma separação mais completa entre a distribuição 
intra-domínio e inter-domínio. Isto melhora a escalabilidade no processo de roteamento e, 
de fato, reduz o conhecimento requerido de uma rota dentro de um domínio. Este é um 
benefício aos ISPs (do inglês Internet Service Provider) e aos portadores que podem ter 
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uma quantidade grande de tráfego em trânsito (isto é, o tráfego cuja fonte e o destino não 
estão na mesma rede). 
f) Suporte a todos os tipos de tráfego 
Outra vantagem da comutação de etiqueta que geralmente não é visível ao usuário é 
o suporte a todos os tipos de encaminhamento: unicast, unicast com tipo de serviço, e 
pacotes multicast. Pode ser usado com atributos de QoS, que por sua vez, permitem que 
diferentes classes de serviços de acesso aos ISPs sejam definidas.