MPLS (Multi-Protocol Label Switching)

Introducción

MPLS es hoy día una solución clásica y estándar al transporte de información en las redes. Aceptado por toda la comunidad de Internet, ha sido hasta hoy una solución aceptable para el envío de información, utilizando Routing de paquetes con ciertas garantías de entrega.

A su vez, los avances en el hardware y una nueva visión a la hora de manejar las redes, están dando lugar al empleo creciente de las tecnologías de Conmutación, encabezadas por la tecnología ATM. Aportando velocidad, calidad de servicio y facilitando la gestión de los recursos en la red.

De aquí derivan los siguientes problemas: el paradigma del Routing está muy extendido en todos los entornos, tanto empresariales como académicos, etc. El rediseño total del software existente hacia la Conmutación supondría un enorme gasto de tiempo y dinero. Igualmente sucede con el hardware que está funcionando hoy día.

MARCO TEORICO

MPLS (Multi-Protocol Label Switching) es una red privada IP que combina la flexibilidad de las comunicaciones punto a punto o Internet y la fiabilidad, calidad y seguridad de los servicios Prívate Line, Frame Relay o ATM.

Ofrece niveles de rendimiento diferenciados y priorización del tráfico, así como aplicaciones de voz y multimedia. Y todo ello en una única red. Contamos con distintas soluciones, una completamente gestionada que incluye el suministro y la gestión de los equipos en sus instalaciones (CPE). O bien, que sea usted quien los gestione

• MPLS (Multiprotocol Label Switching) intenta conseguir las ventajas de ATM, pero sin sus inconvenientes

• Asigna a los datagramas de cada flujo una etiqueta única que permite una conmutación rápida en los routers intermedios (solo se mira la etiqueta, no la dirección de destino)

• Las principales aplicaciones de MPLS son:

•

o Funciones de ingeniería de tráfico (a los flujos de cada usuario se les asocia una etiqueta diferente)

o Policy Routing

o Servicios de VPN

o Servicios que requieren QoS

• MPLS se basa en el etiquetado de los paquetes en base a criterios de prioridad y/o calidad (QoS).

• La idea de MPLS es realizar la conmutación de los paquetes o datagramas en función de las etiquetas añadidas en capa 2 y etiquetar dichos paquetes según la clasificación establecida por la QoS en la SLA.

• Por tanto MPLS es una tecnología que permite ofrecer QoS, independientemente de la red sobre la que se implemente.

• El etiquetado en capa 2 permite ofrecer servicio multiprotocolo y ser portable sobre multitud de tecnologías de capa de enlace: ATM, Frame Relay, líneas dedicadas, LANs.

Orígenes de MPLS

Para poder crear los circuitos virtuales como en ATM, se pensó en la utilización de etiquetas añadidas a los paquetes. Estas etiquetas definen el circuito virtual por toda la red.

• Estos circuitos virtuales están asociados con una QoS determinada, según el SLA.

• Inicialmente se plantearon dos métodos diferentes de etiquetamiento, o en capa 3 o en capa 2.

• La opción de capa 2 es más interesante, porque es independiente de la capa de red o capa 3 y además permite una conmutación más rápida, dado que la cabecera de capa 2 está antes de capa 3.

Ejemplo de arquitectura

MPLS

• Conmutación MPLS

• Conmutación de etiquetas en un LSR a la llegada de un paquete:

•

o Examina la etiqueta del paquete entrante y la interfaz por donde llega

o Consulta la tabla de etiquetas

o Determina la nueva etiqueta y la interfaz de salida para el paquete

Funcionamiento de MPLS

MPLS y pila de etiquetas

Jerarquía MPLS

• MPLS funciona sobre multitud de tecnologías de nivel de enlace.

• La etiqueta MPLS se coloca delante del paquete de red y detrás de la cabecera de nivel de enlace.

• Las etiquetas pueden anidarse, formando una pila con funcionamiento LIFO (Last In, First Out). Esto permite ir agregando (o segregando) flujos. El mecanismo es escalable.

• Cada nivel de la pila de etiquetas define un nivel de LSP ® Túneles MPLS

• Así dentro de una red MPLS se establece una jerarquía de LSPs.

• En ATM y Frame Relay la etiqueta MPLS ocupa el lugar del campo VPI/VCI o en el DLCI, para aprovechar el mecanismo de conmutación inherente

Etiquetas MPLS

• Las etiquetas MPLS identifican a la FEC asociada a cada paquete

• Etiqueta MPLS genérica:

Formato de la etiqueta MPLS: 32 bits

Situación de la etiqueta MPLS

Routing MPLS

• Los paquetes se envían en función de las etiquetas.

•

o No se examina la cabecera de red completa

o El direccionamiento es más rápido

• Cada paquete es clasificado en unas clases de tráfico denominadas FEC (Forwarding Equivalence Class)

• Los LSPs por tanto definen las asociaciones FEC-etiqueta.

Ejemplo de MPLS

• Esta es una red MPLS en la cual se ven todos sus componentes

• La línea azul representa el LDP entre el LSR de entrada y el LSR de salida.

Ideas preconcebidas sobre MPLS

Durante el tiempo en que se ha desarrollado el estándar, se han extendido algunas ideas falsas o inexactas sobre el alcance y objetivos de MPLS. Hay quien piensa que MPLS se ha desarrollado para ofrecer un estándar a los vendedores que les permitiese evolucionar los conmutadores ATM a routers de backbone de altas prestaciones. Aunque esta puede haber sido la finalidad original de los desarrollos de conmutación multinivel, los recientes avances en tecnologías de silicio ASIC permite a los routers funcionar con una rapidez similar para la consulta de tablas a las de los conmutadores ATM. Si bien es cierto que MPLS mejora notablemente el rendimiento del mecanismo de envío de paquetes, éste no era el principal objetivo del grupo del IETF. Los objetivos establecidos por ese grupo en la elaboración del estándar eran:

• MPLS debía funcionar sobre cualquier tecnología de transporte, no sólo ATM

• MPLS debía soportar el envío de paquetes tanto unicast como multicast

• MPLS debía ser compatible con el Modelo de Servicios Integrados del IETF, incluyendo el protocolo RSVP

• MPLS debía permitir el crecimiento constante de la Internet

• MPLS debía ser compatible con los procedimientos de operación, administración y mantenimiento de las actuales redes IP

También ha habido quien pensó que el MPLS perseguía eliminar totalmente el encaminamiento convencional por prefijos de red. Esta es otra idea falsa

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