Fundamentos de MPLS/VPN. Rogelio Alvez

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1 Fundamentos de MLS/VN Rogelio Alvez

2 MLS/VN: Conceptos generales 2

3 Qué es una VN? Es una red privada en términos lógicos, montada sobre un medio potencialmente compartido Un conjunto de sitios a los que les es permitido comunicarse mutuamente Es el ámbito alcanzable por una tabla de rutas

4 VN basada en la idea de peers Router de borde del backbone y router del cliente usan el mismo protocolo de red para dialogar Routers de cliente () y routers de backbone (E) arman una adyacencia en los términos del protocolo común Los routers del backbone conocen la información de direccionamiento de los routers de cliente

5 MLS-VN Su base es el modelo de peers, pero Es reciben y mantienen información de rutas de las VNs directamente conectadas Reduce la cantidad de información que tiene que almacenar un E Se usa MLS para rutear en el backbone (no se necesita conocer información del cliente)

6 MLS-VN: Terminología Red de roveedor (Red ) Backbone controlado por un roveedor MLS Red de Cliente (Red C) Router Red bajo el control del cliente Customer Edge. arte de la Red C, que hace interfaz con la Red

7 MLS-VN: Terminología Sitio Conjunto de redes de la Red C, ubicadas en el ámbito de un E Un sitio se conecta al backbone MLS a través de uno o más enlaces E/ Router E rovider Edge router. arte de la Red ; hace interfaz con los routers Router rovider (core) router; no tiene conocimientos de las VNs

8 Componentes de una red MLS E E E E E Sitio E E Sitio

9 lano de control MLS/VN a BG basado en VNs Intercambio de labels asociado a VNs b VRF VRF VRF E LD LD LD E VRF a b 1. Activación de VNs (tantas VRFs por site como VNs distintas) 2. s enseñan sus rutas a cada E, que las ubica en la VRF correspondiente 3. E incorpora información de cada VN al proceso BG 4. E asigna una etiqueta diferente a cada VN, e informa lo que conoce a otros Es 5. E receptor distribuye adecuadamente lo recibido de otro E a cada, según corresponda a la VN de destino

10 MLS-VN: Terminología VRF (Virtual Routing and Forwarding) Tabla de rutas más su tabla de forwarding Alimentada por procesos de routing contextualizados VN-Aware network El backbone de un proveedor, en el cual se ha implementado MLS-VN

11 MLS VN: Modelo VN_A VN_B E ibg E VN_A VN_A VN_A VN_B E E VN_B (LSR) pertenece al núcleo del backbone MLS Es (LSRs) utilizan MLS dentro del backbone Es intercambian información de VNs entre sí, luego de interactuar con los routers s de los diferentes sitios

12 MLS/VN: Modelo de conexión CCIE, CCS y CSCI son marcas registradas de Cisco Systems, Inc 12

13 MLS VN: Modelo de conexión Una VN es un conjunto de sitios que comparten información de ruteo Un sitio puede ser parte de diferentes VNs Una VN hay que pensarla como una comunidad de interés Varias VRFs (Routing/Forwarding instances) presentes en los routers E

14 MLS VN: Modelo de conexión Sitio4 Sitio1 VN-A VN-C Sitio2 VN-B Sitio3 Un sitio que pertenece a varias VNs podría (o no) ser usado como tránsito entre las VNs Si dos o más VNs tienen un sitio en común, el espacio de direcciones debe ser único entre estas VNs

15 MLS VN: Modelo de conexión Backbone VN = conjunto de LSRs MLS E routers (edge LSRs) routers (core LSRs) Es hablan con s y propagan información de VN con M-BG a otros Es Direcciones VN-Iv4, Extended Community, Label Routers no corren BG ni conocen VNs

16 MLS VN: Modelo C E Sitio-1 E Intercambio de rutas Sitio-2 Es y s intercambian rutas s corren un software I tradicional

17 MLS VN: Modelo Sitio-1 Sitio-2 Intercambio de rutas E Backbone MLS/VN Es mantienen tablas de rutas separadas Tabla de rutas global Contiene a todos los y Es Contiene el mapa del backbone VRF (VN Routing and Forwarding) Tabla de Routing y Forwarding asociada a uno o más sitios directamente conectados (s) VRF son asociadas con interfaces conectadas a los s Interfaces pueden compartir la misma VRF si los sitios conectados pueden compartir la misma información de rutas

18 MLS VN: Modelo Sitio1 E Sitio2 Sitios diferentes que comparten la misma información, pueden compartir la misma VRF Las interfaces que conectan a estos sitios usarán la misma VRF Sitios que pertenecen a la misma VN podrían usar la misma VRF

19 MLS VN: Modelo C E Sitio1 Sitio2 Intercambio de rutas E Backbone MLS/VN Las rutas que el E recibe de los s las ubica en una VRF apropiada Las rutas que el E recibe desde el IG del backbone las pone en la tabla I tradicional Las direcciones de las VNs no tienen que ser mutuamente exclusivas, ya que son ubicadas en diferentes VNs

20 MLS VN: Modelo E E Backbone MLS sesión ibg multiprotocolo Es y s comparten un IG (OSF, ISIS, EIGR) Es arman sesiones M-iBG entre ellos Es usan M-BG para informar sobre sitios y VNs conectadas Direcciones VN-Iv4, Extended Community, Label

21 MLS VN: anuncio M-BG Dirección VN-IV4: es la unión de las siguientes estructuras de datos 1- Route Distinguisher 64 bits Le da unicidad global al prefijo Iv4 RD es configurado en el E para cada VRF RD puede estar (o no) relacionado a un sitio o una VN 2 - Direcciones Iv4 (32bits) Route Target (dato de 64 bits) Identitifica al conjunto de sitios a los que la ruta les debe llegar anunciada

22 MLS VN: anuncio M-BG Otros atributos BG tradicionales Local reference MED Next-hop AS_ATH Un Label, que identifica La VRF a la cual pertenece el anuncio (label de la VN)

23 MLS VN: Modelo update para Net1,Next- Hop=-1 E-1 VN Backbone IG E-2 VN-Iv4 update traducido a Iv4 (Net1) va a la VRF verde porque RT=verde y se la anuncia a -2 Sitio2-2 Sitio1-1 VN-Iv4 update: RD:Net1, Next-hop=E-1 RT=verde, Label=(int1) Es reciben updates Iv4s Es traducen el update a formato VN-Iv4 Asignan un SOO y RT según lo configurado Re-escriben el atributo Next-Hop Asignan un label basándose en la VRF y/o la interfaz Envían anuncio M-iBG a sus vecinos E

24 MLS VN: Modelo update para Net1 Next-Hop=-1 E-1 VN Backbone IG E-2 Update VN-Iv4 se traduce a Iv4 (Net1) y puesto en VRF verde porque RT=verde y ha sido anunciado a -2 Sitio2-2 Sitio1-1 Update VN-Iv4: RD:Net1, Next-hop=E-1 RT=verde, Label=(int1) Es receptores traducen nuevamente a Iv4 Insertan la ruta en la VRF identificada por el atributo RT (de acuerdo a cómo haya sido configurado el E) El label asociado a la dirección VN-Iv4 será impuesto en los paquetes enviados hacia su respectivo destino

25 MLS VN: Modelo Distribución de rutas a los sitios se basa en el atributo llamado route-target Es una Community (atributo) del protocolo BG En el sitio receptor, se instalarán rutas en la VRF que reclame rutas que coincidan con atributo route-target de los anuncios que llegan desde otros extremos del backbone Controlado a través de configuración en el E Un E que conecta sites de VN distintas instala la ruta en la VRF del sitio si el atributo route-target contiene una o más VNs al cual el sitio está asociado

26 MLS/VN: Forwarding CCIE, CCS y CSCI son marcas registradas de Cisco Systems, Inc 26

27 MLS: Forwarding de paquetes Los valores next-hop anunciados por el BG de los Es deben ser visibles por el IG Labels se distribuyen con LD (hop-by-hop), con el fin de lograr llegar a los Next-Hops de BG Stack de labels para el forwarding de paquetes Top label indica el next-hop BG (label interior) label de 2do nivel indica la interfaz saliente o VRF (label exterior)

28 Forwarding de paquetes Los nodos MLS conmutan con el label externo no saben nada de BG ni de VNs

29 Forwarding VN_A VN_B VN_A VN_B E2 E1 T8T2Data E Data VN_A VN_A VN_B E de ingreso recibe paquetes I E hace I Longest Match en VN_B FIB, deduce el next hop E2 y agrega el stack de labels: Label exterior T2 + Label interior T8 <RD_B,10.2>, ibg NH= E2, T2 <RD_B,10.1>, ibg next hop E1 T1 T7 <RD_B,10.2>, ibg next hop E2T2 T8 <RD_B,10.3>, ibg next hop E3T3 T9 <RD_A,11.6>, ibg next hop E1T4 T7 <RD_A,10.1>, ibg next hop E4T5 TB <RD_A,10.4>, ibg next hop E4 T6 TB T7 T8 <RD_A,10.2>, ibg next hop E2 T8

30 Forwarding VN_A Data VN_B VN_A VN_B T2 Data E2 E1 TB T2 Data TAT2 Data Los rutean usando el label interior El E de egreso quita el label interior in / out T7 Tu T8, TA Tw T9 Tx Ta Ty Tb Tz E T8T2 Data VN_A VN_A VN_B El E de egreso usa el label exterior para decidir la VN a la cual entregar el paquete. Se saca el label exterior y se envía el paquete al router

31 enultimate Hop opping El router upstream LD del next-hop de BG (E) descartará la etiqueta externa enultimate hop popping Es solicitado con el protocolo LD El E de egreso conmutará el paquete en base a la info de la etiqueta de 2do nivel (que explica la interfaz y/o la VN de salida)

32 Forwarding y enultimate Hop opping 1 I packet conmuta paquetes basado en el label IG label (tope del stack) E1 enultimate Hop opping 2 es el h del next-hop 2 saca el top label (fue pedido por E2 con el protocolo LD) E2 recibe paquete con label asociado a la interfaz saliente (VRF) Un sólo lookup Label es retirado y el paquete enviado al vecino I 2 IG Label(E2) VN Label I packet E1 recibe paquete I Se hace lookup en la VRF del site Hay ruta BG con label y next- Hop next-hop (E2) es alcanzable vía IG con un label asociado 1 IG Label(E2) VN Label I packet 2 VN Label I packet E2 I packet 3

33 MLS/VN: Condiciones de base para su funcionamiento CCIE, CCS y CSCI son marcas registradas de Cisco Systems, Inc 33

34 Mecanismos: VRF y múltiples instancias Equipos con la capacidad de VRFs: VRF Routing rotocol Context VRF Routing Tables VRF F Forwarding Tables

35 Mecanismos: VRF y múltiples instancias rotocolos de ruteo preparados para VRFs Selección e instalación de rutas en la tabla apropiada de cada VRF o de cada VN Los protocolos disponibles dependerán del fabricante

36 Mecanismos: VRF y múltiples instancias La tabla VRF contiene rutas que deberían estar disponibles para un conjunto de sitios de una misma VN Análoga a una tabla de rutas tradicional Interfaces que se conectan a routers de los sitios son asignados a VRFs Una VRF por interfaz osiblemente, muchas interfaces para una VRF

37 Mecanismos: VRF y múltiples instancias rocesos de routing BG OSF Static rocesos de routing corren en contextos específicos Contextos de routing ueblan tablas y FIBs específicas para c/vn (VRF) Tablas de VRF Forwarding VRF Interfaces se asignan a VRFs

38 Mecanismos: VRF y múltiples instancias Sitio4 Vista lógica Sitio1 VN-C VN-A Sitio2 VN-B Sitio3 M-iBG E E Vista de routing VRF de Sitio1 Rutas de Site1 Rutas de Site2 VRF de Sitio2 Rutas de Site1 Rutas de Site2 Rutas de Site3 VRF de Sitio3 Rutas de Site2 Rutas de Site3 Rutas de Site4 VRF de Sitio4 Rutas de Site3 Rutas de Site4 Sitio1 Sitio2 Sitio3 Sitio4

39 MLS/VN: Topologías CCIE, CCS y CSCI son marcas registradas de Cisco Systems, Inc 39

40 Topologías VN_A VN_B VN_A VN_B E E ibg E E VN_A VN_A VN_B Direcciones VN-Iv4 se propagan junto al label asociado como una extensión multiprocol BG Extended Community (route-target) se asocia a cada dirección VN-Iv4, para poblar la VRF del sitio

41 VN Full Mesh Cada sitio conoce a todo otro sitio (de la misma VN) Cada anuncia su propio espacio de I Anuncios M-BG VN-Iv4 entre Es Ruteo es óptimo dentro del backbone Cada ruta tiene el next-hop de BG más cercano hacia el destino No se usa a ningún sitio como punto central de conectividad

42 VN Full Mesh Sitio3 N3 Routing Table de 3 N1, E3 N2, E3 N3, Local Intercambio de rutas de frontera E3 N3 NH=3 Int3 VRF de Sitio3 N1,NH=E1 N2,NH=E2 N3,NH=3 VRF de Sitio1 N1,NH=1 N2,NH=E2 N3,NH=E3 Routing Table de 1 N1, Local N2, E1 N3, E1 E1 Int1 VN-Iv4s intercambiados entre Es RD:N1, NH=E1,Label=Int1, RT=Blue RD:N2, NH=E2,Label=Int2, RT=Blue RD:N3, NH=E3,Label=Int3, RT=Blue Intercambio de rutas de frontera N1 NH=1 E2 Int2 VRFde Sitio2 N1,NH=E1 N2,NH=2 N3,NH=E3 Intercambio de rutas de frontera N2,NH=2 Sitio2 N2 Routing Table de 2 N1,NH=E2 N2,Local N3,NH=E2 Sitio1 N1

43 VN Hub & Spoke Un sitio central conoce al resto (de la VN) Hub-Site El resto de los sitios habla solamente con el hub Spoke-Sites Hub-Site es el punto de tránsito entre los Spoke- Sites

44 VN Hub & Spoke VN-Iv4 anunciada por E1 RD:N1, NH=E1,Label=Int1, RT=Hub Sitio1 N1 1 Int1 VRF (Import RT=Spoke) (Export RT=Hub) N1,NH=1 (exported) N2,NH=E3 (imported) N3,NH=E3 (imported E1 Int3-Hub VRF (Import RT=Hub) N1,NH=E1 N2,NH=E2 BG/RIv2 3-Hub Sitio3 Sitio2 N2 2 Int2 VRF (Import RT=Spoke) (Export RT=Hub) N1,NH=E3 (imported) N2,NH=2 (exported) N3,NH=E3 (imported) E2 E3 Int3-Spoke VRF (Export RT=Spoke) N1,NH=3-Spoke N2,NH=3-Spoke N3,NH=3-Spoke 3-Spoke BG/RIv2 N3 VN-Iv4 anunciada por E2 RD:N2, NH=E2,Label=Int2, RT=Hub VN-Iv4 anunciadas por E3 RD:N1, NH=E3,Label=Int3-Spoke, RT=Spoke RD:N2, NH=E3,Label=Int3-Spoke, RT=Spoke RD:N3, NH=E3,Label=Int3-Spoke, RT=Spoke Rutas son importadas/exportadas en las VRFs según valor RT de los anuncios VN-Iv4 E3 usa 2 (sub)interfaces con dos VRFs diferentes

45 VN Hub & Spoke Sitio1 N1 1 Int1 VRF (Import RT=Spoke) (Export RT=Hub) N1,NH=1 (exported) N2,NH=E3 (imported) N3,NH=E3 (imported E1 Int3-Hub VRF (Import RT=Hub) N1,NH=E1 N2,NH=E2 BG/RIv2 3-Hub Sitio3 Sitio2 N2 2 Int2 VRF (Import RT=Spoke) (Export RT=Hub) N1,NH=E3 (imported) N2,NH=2 (exported) N3,NH=E3 (imported) E2 E3 Int3-Spoke VRF (Export RT=Spoke) N1,NH=3-Spoke N2,NH=3-Spoke N3,NH=3-Spoke BG/RIv2 3-Spoke N3 Tráfico entre spokes circula por el hub

46 MLS/VN: Configuración en plataformas Cisco CCIE, CCS y CSCI son marcas registradas de Cisco Systems, Inc 46

47 Configuración Conocimiento de VNs en todos los Es Al E hay que configurarle VRF y Route Distinguisher VRF import/export policies (basadas en Route-target) rotocolos para hablar con los s M-BG entre Es BG para rutas de Internet Con otros Es Con algunos s

48 Configuración: VRF y Route Distinguisher RD es configurado en los E (para cada VRF) VRFs se asocian a los RDs en cada E Consejo: mismo RD para misma VN en todos los Es ero no es obligatorio VRF configuration command ip vrf <vrf-symbolic-name> rd <route-distinguisher-value> route-target import <Import route-target community> route-target export <Import route-target community>

49 CLI configuración de VRFs Sitio4 ip vrf site1 rd 100:1 route-target export 100:1 route-target import 100:1 ip vrf site2 rd 100:2 route-target export 100:2 route-target import 100:2 route-target import 100:1 route-target export 100:1 Sitio1 VN-A Sitio2 VN-B VN-C Sitio3 Multihop M-iBG E1 E2 ip vrf site3 rd 100:2 route-target export 100:2 route-target import 100:2 route-target import 100:3 route-target export 100:3 ip vrf Sitio4 rd 100:3 route-target export 100:3 route-target import 100:3 VRF for Sitio1 (100:1) Rutas de Site1 Rutas de Site2 VRF for Sitio2 (100:2) Rutas de Site1 Rutas de Site2 Rutas de Site3 VRF for Sitio3 (100:2) Rutas de Site2 Rutas de Site3 Rutas de Site4 VRF for Sitio4 (100:3) Rutas de Site3 Rutas de Site4 Sitio1 Sitio2 Sitio3 Sitio4

50 Configuración (E/) E/: casi cualquier protocolo de routing Se usa un routing context en cada VRF Routing contexts son definidos dentro de la instancia de un protocolo de routing router rip version 2 address-family ipv4 vrf <vrf-symbolic-name> cualquier comando que aplique a esta instancia

51 Configuración: E/ BG usa el mismo comando address-family router BG <asn>... address-family ipv4 vrf <vrf-symbolic-name> cualquier subcomando aplicable de BG Rutas estáticas: se configuran por cada VRF ip route vrf <vrf-symbolic-name>

52 Configuración: E show pero basados en VRF show ip route vrf <vrf-symbolic-name>... show ip protocol vrf <vrf-symbolic-name> show ip cef <vrf-symbolic-name> ING /Telnet basados en VRFs telnet /vrf <vrf-symbolic-name> ping vrf <vrf-symbolic-name>

53 Configuración: E/ ip vrf site1 rd 100:1 route-target export 100:1 route-target import 100:1 ip vrf site2 rd 100:2 route-target export 100:2 route-target import 100:2 route-target import 100:1 route-target export 100:1! interface Serial3/6 ip vrf forwarding site1 ip address encapsulation ppp! interface Serial3/7 ip vrf forwarding site2 ip address encapsulation ppp E1 VRF de Sitio1 (100:1) Rutas de Site1 Rutas de Site2 Sitio1 VN-A Sitio2 VRF de Sitio2 (100:2) Rutas de Site1 Rutas de Site2 Rutas de Site3 VN-B M-iBG VRF de Sitio3 (100:2) Rutas de Site2 Rutas de Site3 Rutas de Site4 Sitio3 Sitio4 VN-C E2 VRF de Sitio4 (100:3) Rutas de Site3 Rutas de Site4 ip vrf site3 rd 100:2 route-target export 100:2 route-target import 100:2 route-target import 100:3 route-target export 100:3 ip vrf Sitio4 rd 100:3 route-target export 100:3 route-target import 100:3! interface Serial4/6 ip vrf forwarding site3 ip address encapsulation ppp! interface Serial4/7 ip vrf forwarding site4 ip address encapsulation ppp Sitio1 Sitio2 Sitio3 Sitio4

54 Configuración E/ router bgp 100 no bgp default ipv4-unicast neighbor remote-as 100 neighbor update-source Loop0! address-family ipv4 vrf site2 neighbor remote-as neighbor activate exit-address-family! address-family ipv4 vrf site1 neighbor remote-as neighbor activate exit-address-family! address-family vpnv4 neighbor activate neighbor next-hop-self exit-address-family Sitio1 VN-A Sitio2 E1 VN-B M-iBG Sitio3 Sitio4 VN-C E2 router bgp 100 no bgp default ipv4-unicast neighbor remote-as 100 neighbor update-source Loop0! address-family ipv4 vrf site4 neighbor remote-as neighbor activate exit-address-family! address-family ipv4 vrf site3 neighbor remote-as neighbor activate exit-address-family! address-family vpnv4 neighbor activate neighbor next-hop-self exit-address-family VRF de Sitio1 (100:1) Rutas de Site1 Rutas de Site2 VRF de Sitio2 (100:2) Rutas de Site1 Rutas de Site2 Rutas de Site3 VRFde Sitio3 (100:2) Rutas de Site2 Rutas de Site3 Rutas de Site4 VRF de Sitio4 (100:3) Rutas de Site3 Rutas de Site4 Sitio1 Sitio2 Sitio3 Sitio4

55 Inyección de rutas estáticas en un E CCIE, CCS y CSCI son marcas registradas de Cisco Systems, Inc 55

56 Opciones de ruteo: estático -network Ruta estática -Spoke -Spoke -Spoke E-1 Estáticas entre E- Incrementa el trabajo del proveedor E-2 -Spoke ero es útil para cubrirse de desmadres en el dinámico del cliente en el + estáticas en el E Estáticas hay que redistribuirlas en M-BG Ruta estática

57 Con rutas estáticas ip route serial 0 -network -Spoke -Spoke -Spoke E-1 E-2 -Spoke ip route vrf VN_A serial0/0 ip route vrf VN_A serial0/2! router bgp 213 address-family ipv4 vrf VN_A redistribute static

58 Opción II: protocolo de rutas -Spoke -network M-BG update -Spoke -Spoke E-1 E-2 Redistribute: dinámico a BG Redistribute: BG a dinámico Dinámico entre E y Rutas del redistribuidas en M-BG, pasadas por el backbone y redistribuidas de E a Todo dinámico Util cuando los s necesitan todas las rutas

59 Opciones de dinámicos E- -network -Spoke -Spoke E-1 E-2 -Spoke -Spoke Soportados: RIv2, OSF, EIGR, e-bg RI es sencillo si la convergencia no es un problema OSF es más complejo BG tiene algunas otra ventajas Multihoming Atributos que pasan end to end!

60 BG como protocolo entre E y CCIE, CCS y CSCI son marcas registradas de Cisco Systems, Inc 60

61 Beneficios de usar BG Continuidad de políticas entre sites Se propagan todos los atributos AS_ATH, Aggregator, Community No es necesario redistribución

62 Beneficios de usar BG ueden usarse communities para definir políticas entre sites Filtros basados en atributos BG Cliente puede definir sus políticas E puede limitar nro de prefijos que aprende de

63 Buenas prácticas de diseño AS privado y diferente en cada site Sigue el modelo de conectividad Internet Mismo AS para los sites del cliente Necesita el uso de AS-override para contrarrestar los efectos de control de loops

64 Uso de as-override router bgp 115 address-family ipv4 vrf Customer_A neighbor remote-as 213 neighbor activate neighbor as-override Site A AS 213 AS 115 Site B AS 213 -Spkoe E-1 E-2 -Spoke / i / / E-2 reemplaza AS del cliente con el propio y propaga el prefijo

65 Aspectos de seguridad del paradigma MLS/VN CCIE, CCS y CSCI son marcas registradas de Cisco Systems, Inc 65

66 odría ser susceptible de un ataque? VN 1 VN 2 X Label I Backbone MLS No es posible que un atacante inyecte etiquetas (en el borde no existe soporte del protocolo LD) En el borde, se deben tomar las mismas precauciones que para una arquitectura I (spoofing, DoS, etc)

67 Cómo proteger un backbone MLS roteger el intercambio de rutas en la frontera E/: Optar por rutas estáticas si es posible Filtrar lo que no haga falta Aprovechar la presencia de autenticación MD5 en el intercambio Usar las herramientas que proporciona el protocolo BG (dampening, filtering, maximum-prefix) rotección de los Es Limitar el número de rutas aprendidas por VRF y por interfaz Impedir tráfico de control innecesario en la frontera Eventualmente, activar políticas de QoS para dejar pasar tráfico de control en momentos de congestión lícita o provocada por DoS

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