MPLS

O que é MPLS?

O protocolo MPLS (Multiprotocol Label Switching) é definido pelo IETF (Internet Engineering Task Force) e consiste em uma tecnologia de chaveamento de pacotes que proporciona o encaminhamento e a comutação eficientes de fluxos de tráfego através da rede.

Para que serve?

Apresenta-se como uma solução para diminuir o processamento nos equipamentos de rede e interligar com maior eficiência redes de tecnologias distintas. O termo "Multiprotocol" significa que esta tecnologia pode ser usada sob qualquer protocolo de rede. Considerando a Internet e a importância de seus protocolos nas varias WAN’s públicas e privadas, tem-se aplicado o estudo e a implementação do MPLS basicamente para redes IP.

Este protocolo disponibiliza os serviços de QoS, Engenharia de Tráfego (Traffic Engineering) e VPN para uma rede baseada em IP. Em relação a aplicações que exigem tempo real, a rede MPLS oferece a implementação de QoS que não pode ser implementada em rede IP. Com a implementação do QoS podemos diferenciar diversos tipos de tráfegos e tratá-los de forma distinta, dando prioridades às aplicações mais sensíveis (rede escalonável).

Em que camada o MPLS atua?

O MPLS opera numa camada OSI intermediária 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".

O label é um identificador curto, de tamanho fixo e significado local. Todo pacote ao entrar numa rede MPLS recebe um label. Este pode ser pensado como uma forma abreviada para o cabeçalho do pacote. Desta forma os roteadores só analisam os labels para poder encaminhar o pacote. O cabeçalho MPLS deve ser posicionado depois de qualquer cabeçalho da camada 2 e antes do cabeçalho da camada 3, ele é conhecido como Shim Header.

Como funciona?

Redes baseadas em IP geralmente deixam a desejar no quesito qualidade de serviço, que são características disponíveis nas redes baseadas em circuitos como ATM, com as quais as empresas estão mais acostumadas. O MPLS traz a sofisticação do protocolo orientado à conexão para o mundo IP sem conexão. É esse o segredo que torna as redes IP tão convenientes para as aplicações empresariais. Com base em avanços simples no roteamento IP básico, o MPLS proporciona melhor performance e capacidade de criação de serviços para a rede.

Em uma rede IP convencional, os pacotes de dados são roteados com base nas informações contidas em seus cabeçalhos (headers) e nas informações que cada roteador dispõe sobre o a alcance e a disponibilidade dos outros roteadores da rede. Nas redes MPLS, os pacotes são rotulados assim que entram na rede, sendo encaminhados apenas com base no conteúdo desses rótulos. Capacitando os roteadores a decidir o encaminhamento mais adequado com base em tais rótulos, o MPLS evita o esquema de intenso processo de pesquisa de dados utilizado no roteamento convencional.

Encaminhar pacotes com base em seus rótulos, em vez de roteá-los com base nos cabeçalhos, traz inúmeras e significativas vantagens: os pacotes são processados mais rapidamente, porque o tempo gasto para encaminhar um rótulo é menor do que o gasto para rotear um header de pacote; pode-se atribuir prioridade aos rótulos, o que torna possível garantir a qualidade de serviço de Frame Relay e de ATM; os pacotes percorrem a rede pública através de caminhos estáticos do tipo circuito, que são a base para Redes Virtuais Privadas (VPN’s); A carga útil dos pacotes não é examinada pelos roteadores de encaminhamento, permitindo diferentes níveis de criptografia e o transporte de múltiplos protocolos.

Em resumo, O MPLS propõe um método para gerar uma estrutura de comutação sob qualquer rede de datagramas, criando circuitos virtuais a partir das rotas organizadas pelos protocolos de roteamento da camada de rede. A informação é então processada e dividida em classes de serviço (recebe labels) e os dados encaminhados através de rotas estabelecidas anteriormente por essas classes, sendo feita apenas a comutação. O nível de enlace é preservado, sendo possível aplicar o MPLS em redes Ethernet, ATM e Frame Relay, por exemplo.

O MPLS na rede

O MPLS foi utilizado originalmente para definir a engenharia de tráfego, ou seja, para determinar o caminho a ser percorrido pelo tráfego através da rede e estabelecer os atributos de performance para diferentes classes de tráfego. O mais importante é que nas redes que disponibilizam rotas alternativas, o MPLS combina a escalabilidade e a flexibilidade do roteamento com a performance e a capacidade de gerenciamento de tráfego da comutação de camada 2 (Modelo OSI).

Para oferecer serviços baseados em IP, o MPLS é utilizado para mapear a rede IP privada do cliente para a rede pública, normalmente chamada VPN BGP MPLS ou VPN 2547 RFC. Qualquer mudança na topologia IP da rede do cliente é dinamicamente comunicada, por meio da rede pública, aos outros sites do cliente. Isso é possível porque a operadora utiliza o MPLS para montar tabelas de roteamento virtual para a rede de cada cliente, encaminhando dados e informações de rotas para os outros sites que o cliente possui.

O MPLS pode ser utilizado para estabelecer caminhos que emulam as conexões ponto-a-ponto de camada 2, oferecendo um caminho alternativo para o encaminhamento de dados, sem o alto overhead das VPN’s BGP – algumas vezes chamadas de túneis de camada 2 ou redes virtuais privadas (VPN’s).

Dessa forma, as operadoras podem utilizar o MPLS para estabelecer circuitos virtuais ou túneis em uma rede IP possibilitando as VPN’s MPLS. Além disso, as operadoras que possuem redes IP, Frame Relay e ATM podem utilizar o MPLS para interligá-las, evitando altos gastos com upgrade de hardware, tanto para os clientes quanto para os provedores.

Conclusão

O MPLS é uma tecnologia utilizada em backbones e tem o objetivo de solucionar os problemas atuais das redes de computadores como velocidade, escalabilidade, gerenciamento de qualidade de serviço (QoS) e a necessidade de engenharia de tráfego.

Por esse motivo, o MPLS é hoje reconhecido como a principal tecnologia capaz de oferecer serviços diferenciados, que atendam às diversas necessidades dos usuários de redes, desde pequenas empresas que utilizam a rede para negociar com seus clientes e fornecedores, até as grandes, e que estejam implementando uma VPN global.

Meu primeiro cliente/servidor

Aula de Redes de Computadores. Começando a trabalhar com sockets, primeiros programas estabelecendo comunicação...

Cliente:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

/* função para imprimir a mensagem de erro */
void error(const char *msg) {
    printf("%s\n", msg);
    exit(0);
}

/* função principal */
int main(int argc, char *argv[]) {
    int sockfd, portno, n;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    struct hostent *server;
    char buffer[256];


    if (argc < 3) {
        fprintf(stderr, "Use: %s hostname port\n", argv[0]);
        exit(0);
    }

    portno = atoi(argv[2]);

    /* socket = primeira função chamada */
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    if (sockfd < 0)
        error("Falha ao criar o socket");

    /* Inicializando a estrutura */
    server = gethostbyname(argv[1]);

    if (server == NULL) {
        fprintf(stderr, "ERROR, no such host\n");
        exit(0);
    }

    bzero((char *) &serv_addr, sizeof (serv_addr));

    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    bcopy((char *) server->h_addr,
            (char *) &serv_addr.sin_addr.s_addr,
            server->h_length);

    // O que htons faz?!?
    serv_addr.sin_port = htons(portno);

    if (connect(sockfd, (const struct sockaddr *) &serv_addr,
            sizeof (serv_addr)) < 0)
        error("ERROR connect");

    printf("Please enter the message: ");
    bzero(buffer, 256);
    fgets(buffer, 255, stdin);

    n = write(sockfd, buffer, strlen(buffer));

    if (n < 0)
        error("ERROR writing to socket");

    bzero(buffer, 256);

    n = read(sockfd, buffer, 255);

    if (n < 0)
        error("ERROR reading from socket");

    printf("%s\n\n", buffer);

    close(sockfd);

    return 0;
}

Servidor:

 /* A simple server in the internet domain using TCP

   The port number is passed as an argument */

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

#include <arpa/inet.h>

#include <unistd.h>

/* função para imprimir a mensagem de erro */

void error(const char *msg) {

    perror(msg);

    exit(1);

}

/* função principal */

int main(int argc, char *argv[]) {

    int sockfd, newsockfd, portno;

    socklen_t clilen;

    char buffer[256];

    struct sockaddr_in serv_addr, cli_addr;

    int n;

    if (argc < 2) {

        fprintf(stderr, "ERROR, no port provided\n");

        exit(1);

    }

    /* socket = primeira função chamada */

    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    if (sockfd < 0)

        error("ERROR opening socket");

    /* bzero limpa, colocando /o em todas as posições */

    bzero((char *) &serv_addr, sizeof (serv_addr));

    /* portno recebe o argumento do teclado com o numero da porta */

    portno = atoi(argv[1]);

    serv_addr.sin_family = AF_INET; /* Usaremos a família de protocolos */

    /* correspondente à Internet */

    serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    /* Usaremos a porta passada como parâmetro */

    serv_addr.sin_port = htons(portno); 

    /* bind = segunda função chamada */

    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &serv_addr,

            sizeof (serv_addr)) < 0)

        error("ERROR on binding");

    /* listen = função que cria fila de conexões */

    if (listen(sockfd, 5) < 0)

        error("ERROR on waiting");

    clilen = sizeof (cli_addr);

    printf("Waiting for connection\n");

    fflush(NULL);

    /* accept = quarta função chamada */

    newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *) &cli_addr, &clilen);

    if (newsockfd < 0)

        error("ERROR on accept");

    bzero(buffer, 256);

    /* Receber mensagem através de newsockfd */

    n = recv(newsockfd, buffer, 256, 0);

    if (n < 0) error("ERROR reading from socket");

    printf("Here is the message: %s\n", buffer);

    /* Enviar mensagem através de newsockfd */

    n = send(newsockfd, buffer, n, 0);

    if (n < 0) error("ERROR writing to socket");

    if ((n = recv(newsockfd, buffer, 256, 0)) < 0)

        error("Falhou ao receber os dados restantes do cliente");

    close(newsockfd);

    close(sockfd);

    return 0;

}

A história da Internet

Criação da Internet

A rede mundial de computadores, ou Internet, surgiu durante a Guerra Fria. Nasceu com objetivos militares, para que as forças armadas norte-americanas pudessem manter as comunicações em caso de ataques inimigos que destruíssem os meios convencionais de telecomunicações.

Nas décadas de 1970 e 1980, além de ser utilizada para fins militares, a Internet também foi um importante meio de comunicação acadêmico. Estudantes e professores universitários, principalmente dos EUA, trocavam idéias, mensagens e descobertas pelas linhas da rede mundial.

Foi somente no ano de 1990 que a Internet começou a alcançar a população em geral. Neste ano, o engenheiro inglês Tim Bernes-Lee desenvolveu a World Wide Web, possibilitando a utilização de uma interface gráfica e a criação de sites mais dinâmicos e visualmente interessantes. A partir deste momento, a Internet cresceu em ritmo acelerado. Muitos dizem, que foi a maior criação tecnológica, depois da televisão na década de 1950.

A década de 1990 tornou-se a era de expansão da Internet. Para facilitar a navegação pela Internet, surgiram vários navegadores (browsers) como, por exemplo, o Internet Explorer da Microsoft e o Netscape Navigator.

O surgimento acelerado de provedores de acesso e portais de serviços on line contribuíram para este crescimento. A Internet passou a ser utilizada por vários segmentos sociais. Os estudantes passaram a buscas informações para pesquisas escolares, enquanto jovens utilizavam para a pura diversão em sites de games. As salas de chat tornaram-se pontos de encontro para um bate-papo virtual a qualquer momento. Desempregados iniciaram a busca de empregos através de sites de agências de empregos ou enviando currículos por e-mail. As empresas descobriram na Internet um excelente caminho para melhorar seus lucros e as vendas on line dispararam, transformando a Internet em verdadeiros shopping centers virtuais.

Nos dias atuais, é impossível pensar no mundo sem a Internet. Ela tomou parte dos lares de pessoas do mundo todo. Estar conectado a rede mundial passou a ser uma necessidade de extrema importância. A Internet também está presente nas escolas, faculdades, empresas e diversos locais, possibilitando acesso as informações e notícias do mundo em apenas um click.

A partir de 2006, começou uma nova era na Internet com o avanço das redes sociais. Pioneiro, o Orkut ganhou a preferência dos brasileiros. Nos anos seguintes surgiram outras redes sociais como, por exemplo, o Facebook e o Twitter.

A partir de 2010, um novo serviço virou febre no mundo da Internet. Conhecidos como sites de compras coletivas, eles fazem a intermediação entre consumidores e empresas. Estes sites conseguem negociar descontos para a venda de grande quantidade de produtos e serviços. Os consumidores compram cupons com 50% de desconto ou até mais. Os sites que mais se destacam neste segmento são: Peixe Urbano e Groupon.