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Web-Artikel-2/04-6 - Experteach.de

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Seite 1<br />

f o c u s<br />

VPLS – <strong>de</strong>r neue Trend mit MPLS<br />

Drei Jahre nach <strong>de</strong>r Verabschiedung <strong>de</strong>s RFC 3031 „Multiprotocol Label Switching Architecture“ ist die Dynamik bei <strong>de</strong>r Entwicklung<br />

neuer Anwendungen für MPLS ungebrochen. Nach<strong>de</strong>m bislang mit Hilfe von MPLS gut skalierbare IP VPNs mit Quality<br />

of Service (QoS) nach <strong>de</strong>m DiffServ-Konzept entwickelt und mit großem Erfolg auf <strong>de</strong>n Markt gebracht wur<strong>de</strong>n, sind nun<br />

transparente Dienste mit MPLS in <strong>de</strong>n Blickpunkt <strong>de</strong>r Entwicklung gerückt. Dieser <strong>Artikel</strong> stellt <strong>de</strong>n Sinn und Zweck <strong>de</strong>r neuen<br />

Dienste an einem Beispiel vor und gibt dann einen Überblick über ihre Arbeitsweise.<br />

1 Ein Beispiel aus <strong>de</strong>m Metro-Bereich<br />

Betrachten wir einen konkretes – wenn auch fiktives – Anwendungsbeispiel.<br />

Die regional tätige Muster-Bank hat im Großraum<br />

Frankfurt ihren Hauptsitz sowie mehrere weitere Nie<strong>de</strong>rlassungen.<br />

Zwei konkurrieren<strong>de</strong> City Carrier sind jeweils in <strong>de</strong>r Lage, alle<br />

Standorte <strong>de</strong>r Muster-Bank in Frankfurt an ihren Glasfaserring anzuschließen.<br />

Zu<strong>de</strong>m macht ein überregionaler Internet Service Provi<strong>de</strong>r<br />

(ISP) ein Angebot zur Standortvernetzung mit einem MPLS VPN.<br />

An je<strong>de</strong>m Standort <strong>de</strong>r Muster-Bank besteht als Infrastruktur ein<br />

mo<strong>de</strong>rnes LAN mit LAN Switches. Neben <strong>de</strong>r üblichen Ausstattung<br />

mit IP-Endgeräten (PCs, Drucker, Server, …) sind auch SNA-Endgeräte<br />

im Einsatz, <strong>de</strong>ren Migration zu IP erst in einigen Jahren geplant<br />

ist. Anstelle <strong>de</strong>r bestehen<strong>de</strong>n TK-Anlagen sollen im Zuge <strong>de</strong>r neu<br />

geplanten Vernetzung IP-Telefone zum Einsatz kommen.<br />

1.1 Die Lösung <strong>de</strong>s ISP: Ein MPLS VPN mit QoS<br />

Der Internet Service Provi<strong>de</strong>r bietet an, mit Hilfe eines City Carriers<br />

redundante Zugangsleitungen beliebiger Bitrate zu seinen Edge<br />

Routern zu schaffen. Das MPLS VPN vermascht die Standorte <strong>de</strong>r<br />

Muster-Bank vollständig. Ein DiffServ-Konzept mit vier Classes of<br />

Service (CoS) ermöglicht <strong>de</strong>n Betrieb zeit- o<strong>de</strong>r bandbreitenkritischer<br />

Anwendungen.<br />

Die Muster-Bank benötigt an je<strong>de</strong>m Standort einen Router. Einerseits<br />

können die MPLS VPNs nur IP-Pakete, nicht aber Ethernet<br />

Frames, weiterleiten, an<strong>de</strong>rerseits müssen die Anschlussleitungen<br />

durch ein Gerät mit passen<strong>de</strong>n WAN Interfaces terminiert wer<strong>de</strong>n.<br />

Die Vorteile <strong>de</strong>r Lösung sind:<br />

• Die Vollvermaschung <strong>de</strong>r Standorte ermöglicht effizienten Verkehr<br />

zwischen <strong>de</strong>n Filialstandorten. Wird eine passen<strong>de</strong> CoS gebucht,<br />

kann VoIP sinnvoll eingesetzt wer<strong>de</strong>n.<br />

• Der Overhead auf <strong>de</strong>n Anschlussleitungen ist für IP-Anwendungen<br />

gering, da we<strong>de</strong>r Ethernet Framing noch MPLS Shim Hea<strong>de</strong>r<br />

dort vorkommen.<br />

• Falls gewünscht, kann eine nutzungsabhängige Tarifierung angewen<strong>de</strong>t<br />

wer<strong>de</strong>n.<br />

Als Nachteile fin<strong>de</strong>t man z. B.:<br />

• Router haben von allen Netzwerkkomponenten die höchsten<br />

Pro-Port-Kosten. Daher ist die Investition in Router ten<strong>de</strong>nziell<br />

höher als die in Switches. Zusätzliches Know-How zum Betrieb<br />

<strong>de</strong>r Router muss aufgebaut wer<strong>de</strong>n. Da gera<strong>de</strong> im Bankenbereich<br />

eine hohe Verfügbarkeit erfor<strong>de</strong>rlich ist, muss beson<strong>de</strong>rer<br />

Aufwand für eine High-Availability-Lösung getrieben wer<strong>de</strong>n –<br />

z. B. mit redundanter Hardware und erhöhtem Konfigurationsaufwand.<br />

• Die monatlichen Fixkosten für die Anschlussleitungen zum ISP<br />

sind so hoch, dass eine sternförmige Lösung mit reinen Festverbindungen<br />

so gut wie immer preiswerter ist. Der Grund ist die<br />

geringe räumliche Distanz zwischen <strong>de</strong>n Standorten <strong>de</strong>r Muster-<br />

Bank. Vorteile bieten ISP-Lösungen in <strong>de</strong>r Regel nur in Fällen, in<br />

<strong>de</strong>nen die Anschlussleitungen zu <strong>de</strong>n PoPs <strong>de</strong>utlich kürzer (und<br />

damit preiswerter) sind als die Entfernung zwischen <strong>de</strong>n Firmenstandorten.<br />

• Für alle Nicht-IP-Anwendungen muss eine Verpackung (Encapsulation)<br />

konfiguriert wer<strong>de</strong>n. Das kostet Bandbreite und macht<br />

die Konfiguration aufwändig.<br />

• Die Vorteile eines stark vermaschten Provi<strong>de</strong>r Backbones kommen<br />

kaum zum Tragen, da innerhalb eines Ballungsraumes – an<strong>de</strong>rs<br />

als im Bild dargestellt – in <strong>de</strong>r Regel nur ein PoP <strong>de</strong>s Provi<strong>de</strong>rs<br />

vorhan<strong>de</strong>n ist. Das heißt, dass alle Filialen an ein und <strong>de</strong>mselben<br />

Provi<strong>de</strong>r Edge Router angebun<strong>de</strong>n sein könnten, was für<br />

die Redundanz und damit auch Ausfallsicherheit <strong>de</strong>r Lösung<br />

sehr nachteilig wäre.


Seite 2<br />

f o c u s<br />

1.2 Die Lösung von City Carrier 1: Festverbindungen<br />

Der erste City Carrier bietet zur Kopplung zwischen <strong>de</strong>n Standorten<br />

Festverbindungen an. Die Palette reicht von 2 MBit/s bis 2,5 GBit/s.<br />

Die Preise sind – wie bei Festverbindungen üblich – pauschal, also<br />

nutzungsunabhängig. Die QoS <strong>de</strong>r Festverbindungen setzt <strong>de</strong>n<br />

Maßstab, an <strong>de</strong>m die Alternativen sich messen lassen müssen.<br />

Zum Anschluss <strong>de</strong>r Festverbindungen wer<strong>de</strong>n passen<strong>de</strong> Interfaces<br />

benötigt. Die LAN Switches <strong>de</strong>r Muster-Bank verfügen standardmäßig<br />

nur über Ethernet-Schnittstellen. WAN-Schnittstellen können<br />

zugekauft wer<strong>de</strong>n, führen aber zu verblüffend hohen Folgekosten.<br />

Sie benötigen nämlich zu ihrem Betrieb Routing-Module, welche<br />

die Funktionalität <strong>de</strong>r LAN Switches hin zu Routern erweitern. Für<br />

<strong>de</strong>nselben Preis hätten auch separate Router angeschafft wer<strong>de</strong>n<br />

können.<br />

Um das Budget nicht zu sprengen, wird auf eine sternförmige Topologie<br />

gesetzt. Redundanz wird nur auf <strong>de</strong>r Ebene <strong>de</strong>r Übertragungstechnik<br />

geschaffen – durch doppelte Hauseinführung und durch<br />

Path Protection in <strong>de</strong>r SDH. Der City Carrier bietet eine Verfügbarkeit<br />

von 99,99%, also pro Jahr und Leitung maximal ca. 53 Minuten<br />

Ausfall. Bei Verletzung wer<strong>de</strong>n Konventionalstrafen vereinbart.<br />

Die Vorteile <strong>de</strong>r Lösung sind klar:<br />

• Die Festverbindungen sind protokolltransparent. Datenverkehr<br />

aller Art kann fließen, nicht nur IP. Die SNA-Anwendungen benötigen<br />

daher keine ineffiziente Verpackung.<br />

• Die QoS <strong>de</strong>r Leitungen – insbeson<strong>de</strong>re Laufzeit und Bandbreite –<br />

ist absolut stabil. VoIP kann daher ebenso wie SNA-Anwendungen<br />

ohne Qualitätsprobleme genutzt wer<strong>de</strong>n.<br />

Nachteile sind unter an<strong>de</strong>rem:<br />

• Die beachtliche Investition in WAN-Schnittstellen für die LAN<br />

Switches ist störend.<br />

• Die sternförmige Topologie macht Anwendungen wie VoIP wenig<br />

effizient: Aller Verkehr zwischen <strong>de</strong>n Filialen geht über die<br />

Zentrale.<br />

• Die Kosten bleiben auch in Zeiten geringer Nutzung unverän<strong>de</strong>rt.<br />

Grundsätzlich sollte die sehr hohe garantierte Verfügbarkeit nicht<br />

darüber hinwegtäuschen, dass die genannten Zahlen letztlich nur<br />

ein Spiel mit Statistiken sind. Gelingt es einem Bagger, <strong>de</strong>n Glasfaserring<br />

<strong>de</strong>s City Carriers an zwei verschie<strong>de</strong>nen Stellen aufzutrennen,<br />

fallen die Festverbindungen aus. Auch Sabotage o<strong>de</strong>r Naturkatastrophen<br />

kommen als Ursache für einen Komplettausfall trotz<br />

Redundanz in Frage. Dass dann die Reparatur innerhalb von weniger<br />

als einer Stun<strong>de</strong> gelingt, ist unwahrscheinlich. An<strong>de</strong>rs ausgedrückt:<br />

die Wahrscheinlichkeit eines solchen Falls wird vom City<br />

Carrier als so gering eingeschätzt, dass er damit kalkuliert, die Konventionalstrafen<br />

nicht bezahlen zu müssen. Technisch lässt sich eine<br />

Verfügbarkeit von 99,99% kaum garantieren.<br />

1.3 Die Lösung von City Carrier 2: Virtual Private LAN Service<br />

(VPLS)<br />

Der zweite City Carrier hat sein Netzwerk ohne SDH-Komponenten<br />

aufgebaut. Er betreibt seine Glasfasern mit WDM Equipment, an<br />

das er mo<strong>de</strong>rne MPLS Switches angeschlossen hat.<br />

Die optischen Anschlussleitungen zu <strong>de</strong>n Kun<strong>de</strong>nstandorten wer<strong>de</strong>n<br />

mit Ethernet-Schnittstellen betrieben. Der City Carrier bietet<br />

gegen Aufpreis einen Konverter an, <strong>de</strong>r von optischen auf elektrische<br />

Schnittstellen umsetzt. Der Kun<strong>de</strong> kann somit zwischen 10,<br />

100 und 1.000 MBit/s optisch o<strong>de</strong>r elektrisch wählen. In Zukunft<br />

sind auch 10 GBit/s angedacht. Die Tarifierung erfolgt auf Wunsch<br />

nutzungsabhängig, also volumenbasierend. Die Alternative ist wie<br />

üblich eine Flat Rate.


Seite 3<br />

f o c u s<br />

Der Virtual Private LAN Service be<strong>de</strong>utet, dass das MPLS-Netz <strong>de</strong>s<br />

Carriers sich aus Sicht <strong>de</strong>s Kun<strong>de</strong>n wie ein LAN Switch verhält. Ein<br />

Router beim Kun<strong>de</strong>n ist zwar möglich, aber nicht erfor<strong>de</strong>rlich. Die<br />

Anschlussleitung zum VPLS kann direkt an die Ethernet Interfaces<br />

<strong>de</strong>s LAN Switches angeschaltet wer<strong>de</strong>n. In vielen Fällen existiert für<br />

die Steigleitungen in <strong>de</strong>n Gebäu<strong>de</strong>n bereits eine Baugruppe mit optischen<br />

Ethernet-Anschlüssen in <strong>de</strong>n LAN Switches, so dass mit etwas<br />

Glück gar keine Hardware neu beschafft wer<strong>de</strong>n muss.<br />

Durch VPLS wer<strong>de</strong>n die Standorte voll vermascht. Je<strong>de</strong>r Standort<br />

kann direkt mit je<strong>de</strong>m an<strong>de</strong>ren kommunizieren. Broadcasts zu allen<br />

Standorten sind möglich – VLANs können so auch standortübergreifend<br />

eingerichtet wer<strong>de</strong>n.<br />

Auf Wunsch richtet <strong>de</strong>r Provi<strong>de</strong>r QoS für <strong>de</strong>n VPLS ein. Setzt <strong>de</strong>r<br />

LAN Switch <strong>de</strong>s Kun<strong>de</strong>n Prioritätsbits nach IEEE 802.1p, wird dies<br />

innerhalb <strong>de</strong>s MPLS-Netzes auf die Exp.-Bits im Shim Hea<strong>de</strong>r von<br />

MPLS abgebil<strong>de</strong>t und führt zu einem entsprechen<strong>de</strong>n Queueing-<br />

Verhalten. So kann eine QoS im Sinne von DiffServ bereitgestellt<br />

wer<strong>de</strong>n. Ist zwischen zwei Standorten eine über die Möglichkeiten<br />

von DiffServ hinausgehen<strong>de</strong> Bandbreiten- und Laufzeitgarantie erfor<strong>de</strong>rlich,<br />

kann mit Hilfe <strong>de</strong>s Virtual Private Wire Service (VPWS)<br />

eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung eingerichtet wer<strong>de</strong>n, die nach<br />

<strong>de</strong>m IntServ-Konzept mit Hilfe <strong>de</strong>s Resource Reservation Protocols<br />

(RSVP) mit <strong>de</strong>n gewünschten Eigenschaften ausgestattet wird.<br />

Vorteile <strong>de</strong>r VPLS-Lösung für <strong>de</strong>n Kun<strong>de</strong>n:<br />

• Es ist keine Investition in WAN Interfaces o<strong>de</strong>r Router beim Kun<strong>de</strong>n<br />

erfor<strong>de</strong>rlich.<br />

• Es besteht keine Beschränkung auf IP. SNA und an<strong>de</strong>re Nicht-IP-<br />

Anwendungen laufen transparent durch das Netz.<br />

• Eine volle Konnektivität zwischen allen Standorten wird bereitgestellt.<br />

Im Zusammenspiel mit QoS kann damit effizient VoIP<br />

betrieben wer<strong>de</strong>n.<br />

• Standortübergreifen<strong>de</strong> VLANs ermöglichen eine bequeme Administration<br />

<strong>de</strong>r Arbeitsplätze und ihrer Zugriffsrechte durch die<br />

Muster-Bank.<br />

• Es besteht eine sehr gute Sicherheit gegen Hacker, falls <strong>de</strong>r Provi<strong>de</strong>r<br />

nicht auch noch IP-Dienste anbietet. Da die Label Switching<br />

Router <strong>de</strong>s Provi<strong>de</strong>rs in diesem Fall nicht direkt angesprochen<br />

wer<strong>de</strong>n können, sind sie auch kein potentielles Angriffsziel.<br />

Manipulationen durch Angreifer sind daher beinahe unmöglich.<br />

Vorteile <strong>de</strong>r VPLS-Lösung für <strong>de</strong>n Provi<strong>de</strong>r:<br />

• Der Provi<strong>de</strong>r muss sich nicht als Local Internet Registry (LIR) bei<br />

<strong>de</strong>r RIPE anmel<strong>de</strong>n, da er gar keine IP-Dienstleistung erbringt.<br />

Daher benötigt er auch we<strong>de</strong>r öffentliche IP-Adressen, eine AS-<br />

Nummer noch Peerings zu an<strong>de</strong>ren ISPs.<br />

• Der Provi<strong>de</strong>r muss nicht unbedingt iBGP-4 verwen<strong>de</strong>n, was für<br />

MPLS VPNs erfor<strong>de</strong>rlich wäre.<br />

Nachteile <strong>de</strong>r Lösung für <strong>de</strong>n Kun<strong>de</strong>n:<br />

• Wer<strong>de</strong>n an <strong>de</strong>n Kun<strong>de</strong>nstandorten keine Router eingesetzt, vergrößert<br />

sich mit je<strong>de</strong>m weiteren Standort die Broadcast-Domäne.<br />

Broadcasts wie ARP Requests fluten das Netz. Damit ist<br />

ein VPLS nicht beliebig skalierbar – es gelten dieselben Beschränkungen<br />

wie für je<strong>de</strong>s normale Ethernet VLAN.<br />

Nachteile <strong>de</strong>r Lösung für <strong>de</strong>n Provi<strong>de</strong>r<br />

• Da die Standards zu VPLS noch nicht verabschie<strong>de</strong>t sind, besteht<br />

das Risiko, mit einer produktspezifischen Implementierung später<br />

an die Geräte eines Herstellers gebun<strong>de</strong>n zu sein.<br />

1.4 Was ist die Erkenntnis?<br />

Aus <strong>de</strong>m Vergleich <strong>de</strong>r drei Lösungen mit ihren Vor- und Nachteilen<br />

kann man selbst ohne genauere Kenntnis <strong>de</strong>r Technologie ableiten,<br />

dass sie sich vor allem für <strong>de</strong>n Metro-Markt eignet. Denn dort fallen<br />

die Nachteile in Form von Skalierungsproblemen eher weniger ins<br />

Gewicht, während die Vorteile durchaus attraktiv sind. Zwar könnte<br />

man das Skalierungsproblem leicht durch <strong>de</strong>n Einsatz von Customer<br />

Edge Routern (CE Routern) lösen, aber dann sind die Vorteile<br />

gegenüber <strong>de</strong>n herkömmlichen MPLS VPNs weniger klar, während<br />

<strong>de</strong>r Overhead spürbar höher ist.<br />

2 VPLS und VPWS – die neuen Dienste<br />

Neben <strong>de</strong>m Virtual Private LAN Service (VPLS) wird noch eine weitere<br />

Anwendung geschaffen, <strong>de</strong>r Virtual Private Wire Service<br />

(VPWS). Bei<strong>de</strong> beruhen auf <strong>de</strong>rselben technischen Infrastruktur, dienen<br />

aber unterschiedlichen Zwecken. Im folgen<strong>de</strong>n sollen bei<strong>de</strong><br />

Dienste (VPLS und VPWS) genauer erklärt wer<strong>de</strong>n. Da VPLS ein<br />

Konzept von VPWS nutzt, ist es für das Verständnis günstig, zunächst<br />

VPWS zu studieren.<br />

2.1 VPWS<br />

Der VPWS stellt <strong>de</strong>m Kun<strong>de</strong>n eine bidirektionale Punkt-zu-Punkt-<br />

Verbindung zwischen zwei Standorten zur Verfügung. Diese kann<br />

mit einem Frame Relay o<strong>de</strong>r ATM PVC verglichen wer<strong>de</strong>n. Sie kann<br />

mit <strong>de</strong>n Metho<strong>de</strong>n von DiffServ o<strong>de</strong>r von IntServ mit entsprechen<strong>de</strong>n<br />

QoS-Eigenschaften ausgerüstet wer<strong>de</strong>n.


Seite 4<br />

f o c u s<br />

Funktionsweise <strong>de</strong>s VPWS<br />

Mehrere Kun<strong>de</strong>nstandorte wer<strong>de</strong>n mit einer beliebigen Access-<br />

Technologie an einen PE Router (Provi<strong>de</strong>r Edge Router) angebun<strong>de</strong>n.<br />

Hierbei kann es sich um eine Festverbindung, eine Ethernet-<br />

Strecke o<strong>de</strong>r ein Zugangsnetz nach <strong>de</strong>m Vorbild von SDSL han<strong>de</strong>ln.<br />

Der PE Router bil<strong>de</strong>t die Kun<strong>de</strong>nschnittstelle <strong>de</strong>s VPWS.<br />

Der Kun<strong>de</strong> bestellt beim Provi<strong>de</strong>r die gewünschten Punkt-zu-Punkt-<br />

Kommunikationsbeziehungen. Diese wer<strong>de</strong>n netzwerkintern als<br />

Pseudo Wires (PW, Pseudo-Drähte) bezeichnet. An <strong>de</strong>n PE Routern<br />

muss fest <strong>de</strong>finiert wer<strong>de</strong>n, welche Daten in welchen PW gelangen<br />

sollen. Dies kann z. B. anhand von DLCIs, VLAN Tags, MAC-Adressen<br />

o<strong>de</strong>r sonstigen Kennungen erfolgen. Für das Verständnis wichtig<br />

ist nur, dass hier keinerlei Dynamik besteht. Die Zuordnung von<br />

Datenpaket zu PW ist fest konfiguriert.<br />

Der PE Router verfügt über eine Software-Instanz, die Forwar<strong>de</strong>r<br />

genannt wird. Der Forwar<strong>de</strong>r nimmt die über die Anschlussleitung<br />

ankommen<strong>de</strong>n Pakete und ordnet sie anhand ihrer Forwarding<br />

Equivalence Class (FEC) einem PW zu. Im Bild 6 wird die FEC z. B.<br />

anhand einer Frame Relay DLCI bestimmt.<br />

Der PW ist eine virtuelle Verbindung im MPLS-Netz, die von einem<br />

PE Router zu einem an<strong>de</strong>ren PE Router gelegt wur<strong>de</strong>. Zu diesem<br />

Zweck müssen zunächst alle PE Router mit sogenannten Transport-<br />

Tunneln voll vermascht wer<strong>de</strong>n. Diese Transport-Tunnel sind nichts<br />

an<strong>de</strong>res als Label Switched Paths (LSPs), die mit MPLS-üblichen Metho<strong>de</strong>n<br />

aufgespannt wer<strong>de</strong>n. Sie können z. B. manuell konfiguriert<br />

und innerhalb <strong>de</strong>s Netzwerks mit LDP o<strong>de</strong>r RSVP-TE signalisiert wer<strong>de</strong>n.<br />

Da LSPs stets unidirektional sind, wer<strong>de</strong>n für einen PW zwei<br />

LSPs benötigt – für je<strong>de</strong> Richtung einer. Wird RSVP-TE zum Aufbau<br />

<strong>de</strong>s Transport-Tunnels verwen<strong>de</strong>t, können Ressourcen wie z. B. eine<br />

feste Bandbreite für <strong>de</strong>n Tunnel reserviert wer<strong>de</strong>n. Die Transport-<br />

Tunnel bil<strong>de</strong>n <strong>de</strong>n Unterbau für die PWs.<br />

Innerhalb eines Transport-Tunnels können viele verschie<strong>de</strong>ne PWs<br />

laufen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Pakete zwei Shim Hea<strong>de</strong>r<br />

bekommen. Der äußere Shim Hea<strong>de</strong>r wird für <strong>de</strong>n Transport-<br />

Tunnel verwen<strong>de</strong>t. Er wird beim Durchlaufen <strong>de</strong>s Backbones von allen<br />

Label Switching Routern (LSRs) gelesen und zum Weiterleiten<br />

<strong>de</strong>s Pakets genutzt. Der innere Shim Hea<strong>de</strong>r trägt ein Label, welches<br />

als Kennung <strong>de</strong>s PWs interpretiert wird. Diese Kennung wird<br />

auch Virtual Channel ID (VC ID) genannt. In Bild 7 ist die technische<br />

Realisierung eines PW zwischen zwei PE Routern gezeigt.<br />

Der Forwar<strong>de</strong>r im Ingress LSR (Eingangs-PE-Router) bestimmt anhand<br />

<strong>de</strong>r FEC <strong>de</strong>s Pakets zunächst <strong>de</strong>n Egress LSR (Ausgangs-PE-<br />

Router) sowie die VC ID <strong>de</strong>s PWs, <strong>de</strong>r innerhalb <strong>de</strong>s Transport-Tunnels<br />

zu verwen<strong>de</strong>n ist. In einem zweiten Schritt wird anhand <strong>de</strong>r<br />

globalen Forwarding Information Base (FIB) von MPLS bestimmt,<br />

welcher Transport-Tunnel zum Egress LSR führt.<br />

Der Egress LSR kann anhand <strong>de</strong>r VC ID darauf schließen, von welchem<br />

PW das Paket kommt und damit das Paket einem bestimmten<br />

Kun<strong>de</strong>nanschluss zuordnen.


Seite 5<br />

f o c u s<br />

Anwendungen für <strong>de</strong>n VPWS<br />

Mit Hilfe von PWs können Standorte gezielt gekoppelt wer<strong>de</strong>n. Sie<br />

können z. B. dazu eingesetzt wer<strong>de</strong>n, um ein Firmennetzwerk nach<br />

<strong>de</strong>m Overlay-Mo<strong>de</strong>ll zu schaffen – also die Kopplung von CE Routern<br />

mit einer vom Kun<strong>de</strong>n vorgegebenen Topologie. Aufgrund <strong>de</strong>r<br />

Protokolltransparenz <strong>de</strong>r PWs ist dabei keine Beschränkung auf IP<br />

gegeben.<br />

Diese Anwendung entbehrt nicht einer gewissen Ironie. Nach<strong>de</strong>m<br />

durch MPLS VPNs die Provi<strong>de</strong>r von Frame Relay und ATM VPNs massive<br />

Kun<strong>de</strong>nverluste zu beklagen hatten, wird nun an vor<strong>de</strong>rster<br />

Front <strong>de</strong>r Entwicklung von MPLS ein Dienst etabliert, <strong>de</strong>r nichts an<strong>de</strong>res<br />

tut, als Frame Relay o<strong>de</strong>r ATM zu imitieren. Aus Sicht <strong>de</strong>r Provi<strong>de</strong>r<br />

mag das durchaus Sinn ergeben: anstelle mehrerer parallel zu<br />

betreiben<strong>de</strong>r Netzplattformen genügt dann künftig ein einziges<br />

Netzwerk – das MPLS-Netz. Aus Sicht <strong>de</strong>r Kun<strong>de</strong>n ist die Entwicklung<br />

grundsätzlich auch erfreulich, da Frame Relay und ATM aufgrund<br />

<strong>de</strong>r Konkurrenz durch MPLS (und zukünftig auch VPLS) inzwischen<br />

wesentlich preiswerter gewor<strong>de</strong>n sind.<br />

2.2 VPLS<br />

Funktionsweise<br />

Der Virtual Private LAN Service bedient sich intern <strong>de</strong>s Konzeptes<br />

<strong>de</strong>r Pseudo Wires. Nach außen hin ist von diesen jedoch nichts zu<br />

sehen. PE Router verfügen bei VPLS über einen Forwar<strong>de</strong>r, <strong>de</strong>r über<br />

ein Geflecht von Transport-Tunneln mit je<strong>de</strong>m an<strong>de</strong>ren PE Router in<br />

Kontakt steht. Diese Transport-Tunnel können z. B. durch das MPLStypische<br />

Zusammenspiel zwischen IP Routing und LDP automatisch<br />

aufgebaut wer<strong>de</strong>n. Sollen sie mit gezielten QoS-Eigenschaften ausgestattet<br />

wer<strong>de</strong>n, kommt auch eine manuelle Konfiguration in<br />

Form von Traffic-Engineering-Tunneln mit RSVP-TE in Frage.<br />

Für je<strong>de</strong>s Kun<strong>de</strong>n-VLAN benötigt ein PE Router zusätzlich eine<br />

Bridging-Instanz. Diese tritt nach außen – also in Richtung Kun<strong>de</strong>nanschluss<br />

– exakt wie ein LAN Switch auf. Sie lernt Absen<strong>de</strong>r-MAC-<br />

Adressen von Ethernet Frames, die über die Anschlussleitung ankommen,<br />

um im Falle mehrerer Anschlüsse <strong>de</strong>sselben Kun<strong>de</strong>n am<br />

PE Router direkt ein Bridging durchführen zu können. Ist die Ziel-<br />

MAC-Adresse eines über die Anschlussleitung empfangenen Pakets<br />

unbekannt, übergibt das Bridging-Modul das Paket an <strong>de</strong>n Forwar<strong>de</strong>r.<br />

Der Forwar<strong>de</strong>r verfügt für je<strong>de</strong> Instanz <strong>de</strong>s VPLS (also letztlich für je<strong>de</strong>s<br />

Kun<strong>de</strong>n-VLAN) über eine Vollvermaschung mit PWs zu an<strong>de</strong>ren<br />

PE Routern, die an <strong>de</strong>rselben VPLS-Instanz teilnehmen. Forwar<strong>de</strong>r<br />

lernen Absen<strong>de</strong>r-MAC-Adressen von Ethernet Frames, die sie über<br />

einen PW empfangen haben. So haben sie die notwendige Information,<br />

welche Ziele über welchen PW erreicht wer<strong>de</strong>n können. Ist das<br />

Ziel unbekannt o<strong>de</strong>r han<strong>de</strong>lt es sich um einen Multicast o<strong>de</strong>r Broadcast,<br />

wird <strong>de</strong>r Frame über alle PWs <strong>de</strong>r VPLS-Instanz geflutet.<br />

Wie kommen die PWs für eine VPLS-Instanz zustan<strong>de</strong>? Im einfachsten<br />

Fall geschieht dies durch manuelle Konfiguration. Der PE Router<br />

benötigt neben <strong>de</strong>r netzwerkweit ein<strong>de</strong>utigen VPLS-Kennung<br />

die IP-Adresse aller an<strong>de</strong>ren beteiligten PE Router. Zu diesen nimmt<br />

er per LDP Kontakt auf und tauscht die VC IDs aus, die für die PWs<br />

benötigt wer<strong>de</strong>n. Metho<strong>de</strong>n zur automatischen Erkennung, welche<br />

PE Router als mögliche Ansprechpartner kontaktiert wer<strong>de</strong>n, sind<br />

als Alternative in <strong>de</strong>r Diskussion.


Seite 6<br />

Spielarten<br />

f o c u s<br />

Ein VPLS kann in verschie<strong>de</strong>nen Betriebsarten arbeiten. In <strong>de</strong>r einfachsten<br />

Variante entspricht eine Instanz <strong>de</strong>s VPLS exakt einem<br />

VLAN <strong>de</strong>s Kun<strong>de</strong>n. Wünscht <strong>de</strong>r Kun<strong>de</strong> mehrere VLANs, wer<strong>de</strong>n<br />

auch mehrere Instanzen <strong>de</strong>s VPLS für ihn eingerichtet. Der Forwar<strong>de</strong>r<br />

erkennt die Zugehörigkeit <strong>de</strong>r Daten zu einem VLAN z. B. am<br />

VLAN Tag nach IEEE 802.1q, <strong>de</strong>r an <strong>de</strong>n von <strong>de</strong>r Anschlussleitung<br />

kommen<strong>de</strong>n Ethernet Frames angeheftet ist. Mit an<strong>de</strong>ren Worten:<br />

Pro VLAN wird zwischen zwei Standorten dann auch ein PW benötigt.<br />

In einer an<strong>de</strong>ren Variante wird für <strong>de</strong>n Kun<strong>de</strong>n nur eine VPLS-Instanz<br />

eingerichtet, und die VLAN-Zugehörigkeit wird auch innerhalb<br />

<strong>de</strong>s Backbones über <strong>de</strong>n VLAN Tag bestimmt. In diesem Fall wertet<br />

<strong>de</strong>r Egress PE Router nicht nur die VC ID, son<strong>de</strong>rn auch <strong>de</strong>n VLAN<br />

Tag aus, um zu ermitteln, in welches VLAN ein Paket gesen<strong>de</strong>t wer<strong>de</strong>n<br />

muss.<br />

Anwendungen für <strong>de</strong>n VPLS<br />

Die Hauptanwendung wur<strong>de</strong> bereits im ersten Kapitel dieses <strong>Artikel</strong>s<br />

diskutiert. Sie besteht in <strong>de</strong>r Nutzung zur standortübergreifen<strong>de</strong>n<br />

Aus<strong>de</strong>hnung von LANs bzw. VLANs. Das kann z. B. dann attraktiv<br />

sein, wenn innerhalb eines Ballungsraumes mehrere Firmenstandorte<br />

möglichst unkompliziert und mit hoher Bitrate vernetzt<br />

wer<strong>de</strong>n sollen.<br />

Genau dieselben Grün<strong>de</strong>, die im LAN gegen zu große VLANs sprechen,<br />

gelten auch für VPLS. Mit einer wachsen<strong>de</strong>r Anzahl von Endgeräten<br />

in einem VLAN wächst auch die Last durch Broadcasts auf<br />

je<strong>de</strong> beteiligte Netzwerkkomponente linear an. Das spricht zunächst<br />

gegen <strong>de</strong>n Einsatz von VPLS im WAN und bei sehr großen Firmen.<br />

An<strong>de</strong>rerseits lässt sich dieses Problem leicht dadurch vermei<strong>de</strong>n,<br />

dass <strong>de</strong>r VPLS einfach dafür genutzt wird, CE Router zu koppeln. In<br />

diesem Fall ist die Reichweite <strong>de</strong>r Broadcasts <strong>de</strong>r Endgeräte auf die<br />

lokalen LANs begrenzt, und die Bridging-Module <strong>de</strong>s VPLS müssen<br />

nur genau so viele MAC-Adressen lernen, wie Standorte im VPLS integriert<br />

sind (nämlich für je<strong>de</strong>n CE Router eine MAC-Adresse).<br />

Für <strong>de</strong>n Kun<strong>de</strong>n ist dieses Konzept unter an<strong>de</strong>rem aus folgen<strong>de</strong>n<br />

Grün<strong>de</strong>n attraktiv:<br />

• Hohe Sicherheit gegen Hacker<br />

• Any-to-Any-Konnektivität ohne Extra-Kosten<br />

• Protokolltransparenz – keine Limitierung auf IP<br />

• Keine Notwendigkeit zu Absprachen mit <strong>de</strong>m Provi<strong>de</strong>r bezüglich<br />

IP-Adressen o<strong>de</strong>r Routing<br />

3 Ausblick<br />

Entschei<strong>de</strong>nd für <strong>de</strong>n Erfolg <strong>de</strong>r neuen Dienste VPLS und VPWS sind<br />

mehrere Punkte. An erster Stelle sind die Kosten für <strong>de</strong>n Endkun<strong>de</strong>n<br />

zu nennen. Neben <strong>de</strong>n laufen<strong>de</strong>n Kosten interessiert hier vor<br />

allem die Total Cost of Ownership. Ein harter Preiskampf mit Anbietern<br />

herkömmlicher VPN-Technologien ist zu erwarten. Beson<strong>de</strong>rs<br />

gut sind die Chancen für VPLS im Metro-Bereich, da dort die Kosten<br />

für eine Glasfaser-Anbindung <strong>de</strong>r Kun<strong>de</strong>nstandorte vergleichsweise<br />

gering sind. Das ermöglicht dann <strong>de</strong>n Einsatz von preiswerten<br />

Ethernet-Schnittstellen im Edge Device – sei es Router o<strong>de</strong>r Switch –<br />

<strong>de</strong>s Kun<strong>de</strong>n.<br />

Die Standardisierung muss zu einem zügigen Abschluss kommen.<br />

Nur dann, wenn eine gesicherte technische Basis existiert, wird nennenswert<br />

in VPLS-fähige Netzwerke investiert. Herstellerspezifische<br />

Lösungen kann sich ein Provi<strong>de</strong>r heute kaum leisten – die Folgekosten<br />

bei einem späteren Wachstum <strong>de</strong>s Netzwerks sind zu hoch. Die<br />

Chancen hierfür stehen nicht schlecht: Einige Drafts zum Thema<br />

sind bereits ziemlich ausgereift (z. B. <strong>de</strong>r IETF-Draft L2VPN Framework,<br />

<strong>de</strong>r die grundlegen<strong>de</strong>n Eigenschaften von VPLS und VPWS<br />

beschreibt).<br />

Wichtig ist weiterhin, dass die Provi<strong>de</strong>r QoS-Mo<strong>de</strong>lle für VPLS anbieten,<br />

die zu <strong>de</strong>n Anfor<strong>de</strong>rungen <strong>de</strong>r wichtigsten Anwendungen<br />

passen, und dass die angebotenen Service Level Agreements z. B.<br />

im Hinblick auf Verfügbarkeiten auch hohen Anfor<strong>de</strong>rungen genügen<br />

können.<br />

Und nicht zuletzt stehen die Provi<strong>de</strong>r vor einer Marketing-Aufgabe:<br />

sie müssen <strong>de</strong>n VPLS-Dienst gegenüber MPLS VPNs mit BGP-4 und<br />

QoS nach <strong>de</strong>m DiffServ-Konzept erkennbar mit einem eigenen Profil<br />

ausstatten. Ob diese Herausfor<strong>de</strong>rung Betreiber von MPLS VPNs<br />

mit BGP-4 davon abhalten o<strong>de</strong>r eher dazu inspirieren wird, selber<br />

VPLS und VPWS anzubieten, bleibt abzuwarten.<br />

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