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Conmutación de etiquetas multiprotocolo

El enrutamiento multiprotocolo ( MPLS ) es una técnica de enrutamiento en redes de telecomunicaciones que dirige datos de un nodo a otro basándose en etiquetas en lugar de direc...

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El enrutamiento multiprotocolo ( MPLS ) es una técnica de enrutamiento en redes de telecomunicaciones que dirige datos de un nodo a otro basándose en etiquetas en lugar de direcciones de red. [ 1 ] Mientras que las direcciones de red identifican los puntos finales , las etiquetas MPLS identifican las rutas establecidas entre ellos. MPLS puede encapsular paquetes de diversos protocolos de red y admite una variedad de tecnologías de acceso, incluyendo T1 / E1 , ATM , Frame Relay y DSL .

MPLS se desarrolló originalmente para mejorar el reenvío de paquetes reduciendo la dependencia de búsquedas complejas en tablas de enrutamiento. Con la introducción de motores de reenvío basados ​​en hardware, la velocidad de reenvío ya no es la razón principal para su implementación, y hoy en día MPLS se utiliza con mayor frecuencia para ingeniería de tráfico, calidad de servicio de servicios diferenciados y redes privadas virtuales (VPN) IP BGP /MPLS . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]

En una red MPLS, las decisiones de reenvío de paquetes se basan únicamente en el contenido de las etiquetas, sin necesidad de examinar el paquete en sí. Esto permite crear conexiones de extremo a extremo a través de cualquier tipo de medio de transporte, utilizando cualquier protocolo. La principal ventaja es eliminar la dependencia de una tecnología específica de la capa de enlace de datos del modelo OSI y la necesidad de múltiples redes de capa 2 para gestionar diferentes tipos de tráfico. La conmutación de etiquetas multiprotocolo pertenece a la familia de redes de conmutación de paquetes .

MPLS opera en una capa intermedia entre las definiciones tradicionales de la Capa 2 ( capa de enlace de datos ) y la Capa 3 ( capa de red ) del modelo OSI, y a menudo se le denomina protocolo de capa 2.5 . Fue diseñado para proporcionar un servicio unificado de transmisión de datos tanto para clientes basados ​​en circuitos como para clientes de conmutación de paquetes que ofrecen un modelo de servicio de datagramas . Puede utilizarse para transportar diversos tipos de tráfico, incluidos paquetes IP , así como tráfico nativo de Modo de Transferencia Asíncrona (ATM), Frame Relay , Redes Ópticas Síncronas (SONET) o Ethernet .

MPLS puede funcionar tanto en entornos IPv4 como IPv6 , utilizando los protocolos de enrutamiento adecuados. El principal objetivo del desarrollo de MPLS era aumentar la velocidad de enrutamiento. Sin embargo, este objetivo ya no es relevante debido al uso de métodos de conmutación más recientes, como la conmutación basada en ASIC , TCAM y CAM , capaz de reenviar IPv4 sin enrutamiento con la misma rapidez que los paquetes etiquetados de MPLS. Por lo tanto, ahora el principal beneficio de MPLS reside en la implementación de ingeniería de tráfico limitada y VPN de capa 3 o capa 2 para proveedores de servicios sobre redes IPv4.

MPLS está estandarizado por la IETF en el RFC 3031. Se implementa para conectar desde tan solo dos instalaciones hasta implementaciones muy grandes. En la práctica, MPLS se utiliza principalmente para reenviar unidades de datos del protocolo IP y tráfico Ethernet del Servicio de LAN Virtual Privada (VPLS). Las principales aplicaciones de MPLS son la ingeniería de tráfico de telecomunicaciones y las VPN MPLS . MPLS funciona en conjunto con el Protocolo de Internet (IP) y sus protocolos de enrutamiento, generalmente protocolos de puerta de enlace interior (IGP), y admite la creación de redes virtuales dinámicas y transparentes con soporte para ingeniería de tráfico, la capacidad de transportar VPN de capa 2 con espacios de direcciones superpuestos y pseudocables de capa 2 que pueden transportar una variedad de cargas útiles de transporte ( IPv4 , IPv6 , ATM, Frame Relay, etc.). 

Historia

En 1996, un grupo de Ipsilon Networks propuso un protocolo de gestión de flujo . [ 6 ] Su tecnología de conmutación IP , definida únicamente para funcionar sobre ATM, no logró el dominio del mercado. Cisco Systems presentó una propuesta relacionada, no restringida a la transmisión ATM, denominada Tag Switching [ 7 ] con su Protocolo de Distribución de Etiquetas (TDP). [ 8 ] Esta era una propuesta propietaria de Cisco y fue renombrada como Label Switching . Se entregó al Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF) para su estandarización abierta. El IETF formó el Grupo de Trabajo MPLS en 1997. El trabajo incluyó propuestas de otros proveedores y el desarrollo de un protocolo de consenso que combinaba características del trabajo de varios proveedores. [ 9 ]

Algún tiempo después se reconoció que el trabajo sobre índices enhebrados de Girish Chandranmenon y George Varghese había inventado la idea de usar etiquetas para representar prefijos de destino que era fundamental para el cambio de etiquetas. [ 10 ]

Una de las motivaciones iniciales fue permitir la creación de conmutadores de alta velocidad sencillos, ya que durante un tiempo considerable se consideró poco práctico reenviar paquetes IP completamente por hardware. Los avances en VLSI y en algoritmos de reenvío han hecho posible y común el reenvío de paquetes IP por hardware. Las ventajas actuales de MPLS giran principalmente en torno a la capacidad de admitir múltiples modelos de servicio y realizar la gestión del tráfico. MPLS también ofrece un marco de recuperación robusto [ 11 ] que va más allá de los simples anillos de protección de las redes ópticas síncronas (SONET/SDH).

Anteriormente se implementaron diversas tecnologías con objetivos prácticamente idénticos, como Frame Relay y ATM. Frame Relay y ATM utilizan etiquetas para mover tramas o celdas a través de una red. La cabecera de la trama Frame Relay y de la celda ATM hace referencia al circuito virtual en el que reside la trama o celda. La similitud entre Frame Relay, ATM y MPLS radica en que, en cada salto de la red, se modifica el valor de la etiqueta en la cabecera. Esto difiere del reenvío de paquetes IP . [ 12 ]

Las tecnologías MPLS han evolucionado teniendo en cuenta las fortalezas y debilidades de ATM. MPLS está diseñado para tener una sobrecarga menor que ATM, a la vez que proporciona servicios orientados a la conexión para tramas de longitud variable, y ha reemplazado gran parte del uso de ATM en el mercado. [ 13 ] MPLS prescinde de la conmutación de celdas y la carga del protocolo de señalización de ATM. MPLS reconoce que las pequeñas celdas ATM no son necesarias en el núcleo de las redes modernas, ya que las redes ópticas modernas son lo suficientemente rápidas como para que incluso los paquetes de longitud completa de 1500 bytes no incurran en retrasos de cola significativos en tiempo real. [ a ] ​​Al mismo tiempo, MPLS intenta preservar la ingeniería de tráfico (TE) y el control fuera de banda que hicieron que Frame Relay y ATM fueran atractivos para el despliegue de redes a gran escala.

Fechas

  • 1994: Toshiba presentó ideas sobre enrutadores de conmutación celular (CSR) a la reunión de trabajo del IETF.
  • 1995: George Varghese y Girish Chandranmenon publicaron un artículo sobre índices enhebrados, una forma de cambio de etiquetas, en la conferencia anual de ACM SIGCOMM [ 14 ].
  • 1996: Ipsilon, Cisco e IBM anunciaron planes de cambio de etiquetas.
  • 1997: Formación del grupo de trabajo MPLS del IETF.
  • 1999: Primeros despliegues de MPLS VPN (L3VPN) y TE
  • 2000: Ingeniería de Tráfico de MPLS
  • 2001: Se publica la primera solicitud de comentarios (RFC) de MPLS [ 15 ].
  • 2002: AToM (L2VPN)
  • 2004: GMPLS; VPN L3 a gran escala
  • 2006: TE a gran escala "Duro"
  • 2007: VPN L2 a gran escala
  • 2009: Multidifusión con conmutación de etiquetas
  • 2011: Perfil de transporte MPLS

Operación

MPLS funciona anteponiendo a los paquetes una cabecera MPLS, que contiene una o más etiquetas. Esto se denomina pila de etiquetas .

Cada entrada en la pila de etiquetas contiene cuatro campos:

Etiqueta : 20 bits
Una etiqueta con el valor 1 representa la etiqueta de alerta del enrutador .
Clase de tráfico  (TC) : 3 bits
Campo para la prioridad de QoS ( calidad de servicio ) y ECN ( Notificación explícita de congestión ). Antes de 2009, este campo se denominaba EXP. [ 16 ]
Fondo de la pila  (S) : 1 bit
Si se activa este indicador, significa que la etiqueta actual es la última de la pila.
Tiempo de vida  (TTL) : 8 bits
Es hora de vivir.

Estos paquetes etiquetados con MPLS se conmutan en función de la etiqueta en lugar de realizar una búsqueda en la tabla de enrutamiento IP . Cuando se concibió MPLS, la conmutación por etiquetas era más rápida que la búsqueda en la tabla de enrutamiento porque podía realizarse directamente dentro de la estructura conmutada , evitando la intervención de la CPU y el software.

La presencia de dicha etiqueta debe indicarse al conmutador. En el caso de las tramas Ethernet, esto se realiza mediante el uso de los valores EtherType 0x8847 y 0x8848, para conexiones unicast y multicast respectivamente. [ 17 ]

Equipo

P / LSR
Diagrama de red VPN MPLS con enlaces wiki

enrutador de conmutación de etiquetas

Un enrutador MPLS que realiza el enrutamiento basándose únicamente en la etiqueta se denomina enrutador de conmutación de etiquetas ( LSR ) o enrutador de tránsito . Este tipo de enrutador se ubica en el centro de una red MPLS y es responsable de conmutar las etiquetas utilizadas para enrutar los paquetes.

Cuando un enrutador de conmutación de etiquetas (LSR) recibe un paquete, utiliza la etiqueta incluida en la cabecera del paquete como índice para determinar el siguiente salto en la ruta conmutada por etiquetas (LSP) y una etiqueta correspondiente para el paquete de una base de información de etiquetas . A continuación, se elimina la etiqueta antigua de la cabecera y se reemplaza por la nueva antes de que el paquete se enrute.

Enrutador de borde de etiqueta

Un enrutador de borde de etiquetas (LER, también LSR de borde (que es "técnicamente más correcto") [ 18 ] o simplemente enrutador de borde [ 19 ] ) es un enrutador que opera en el borde de una red MPLS y actúa como punto de entrada y salida de la red. Los LER insertan una etiqueta MPLS en un paquete entrante [ b ] y la eliminan de un paquete saliente. Alternativamente, en el caso de la eliminación de etiquetas en el penúltimo salto, esta función puede ser realizada por el LSR conectado directamente al LER. [ c ]

Al reenviar un datagrama IP al dominio MPLS, un LER utiliza la información de enrutamiento para determinar la etiqueta adecuada que debe adjuntarse, etiqueta el paquete en consecuencia y, a continuación, reenvía el paquete etiquetado al dominio MPLS. Del mismo modo, al recibir un paquete etiquetado destinado a salir del dominio MPLS, el LER elimina la etiqueta y reenvía el paquete IP resultante siguiendo las reglas de reenvío IP habituales.

Enrutador del proveedor

En el contexto específico de una red privada virtual (VPN) basada en MPLS , los LER que funcionan como enrutadores de entrada o salida a la VPN suelen denominarse enrutadores de borde del proveedor (PE). Los dispositivos que funcionan únicamente como enrutadores de tránsito se denominan de manera similar enrutadores de proveedor (P). [ 20 ] La función de un enrutador P es significativamente más sencilla que la de un enrutador PE.

Protocolo de distribución de etiquetas

Las etiquetas se pueden distribuir entre LER y LSR utilizando el Protocolo de Distribución de Etiquetas (LDP) [ 21 ] o el Protocolo de Reserva de Recursos (RSVP) [ 22 ] . Los LSR en una red MPLS intercambian regularmente información de etiquetas y accesibilidad entre sí utilizando procedimientos estandarizados para construir una imagen completa de la red y así poder utilizar esa información para reenviar los paquetes.

Rutas con etiquetas conmutadas

Las rutas conmutadas por etiquetas (LSP) son establecidas por el operador de red para diversos fines, como crear redes privadas virtuales IP basadas en la red o enrutar el tráfico a lo largo de rutas específicas a través de la red. En muchos aspectos, las LSP no difieren de los circuitos virtuales permanentes (PVC) en las redes ATM o Frame Relay, salvo que no dependen de una tecnología de capa 2 específica.

Enrutamiento

Cuando un paquete sin etiquetar ingresa al enrutador de entrada y necesita ser transmitido a un túnel MPLS , el enrutador primero determina la clase de equivalencia de reenvío (FEC) del paquete y luego inserta una o más etiquetas en la cabecera MPLS recién creada del paquete. Posteriormente, el paquete se transmite al enrutador del siguiente salto para este túnel.

Desde la perspectiva del modelo OSI , el encabezado MPLS se agrega entre el encabezado de la capa de red y el encabezado de la capa de enlace . [ 23 ]

Cuando un enrutador MPLS recibe un paquete etiquetado, examina la etiqueta superior. Según el contenido de la etiqueta, se realiza una operación de intercambio ( swap) , inserción (push [ d ]) o eliminación (pop [ e] ) en la pila de etiquetas del paquete. Los enrutadores pueden tener tablas de búsqueda predefinidas que les indican qué tipo de operación realizar según la etiqueta superior del paquete entrante, lo que les permite procesar el paquete con gran rapidez.

  • En una operación de intercambio , la etiqueta se reemplaza por una nueva etiqueta y el paquete se reenvía a lo largo de la ruta asociada con la nueva etiqueta.
  • En una operación de inserción, se añade una nueva etiqueta sobre la etiqueta existente, encapsulando así el paquete en otra capa de MPLS. Esto permite el enrutamiento jerárquico de paquetes MPLS. Cabe destacar que este método es utilizado por las VPN MPLS .
  • En una operación de eliminación de etiqueta , se retira la etiqueta del paquete, lo que puede revelar una etiqueta interna. Este proceso se denomina desencapsulación . Si la etiqueta eliminada era la última de la pila de etiquetas, el paquete abandona el túnel MPLS. Esto puede ocurrir en el enrutador de salida o en el penúltimo salto.

Durante estas operaciones, no se examina el contenido del paquete que se encuentra debajo de la pila de etiquetas MPLS. De hecho, los enrutadores de tránsito generalmente solo necesitan examinar la etiqueta superior de la pila. El reenvío del paquete se realiza en función del contenido de las etiquetas, lo que permite un reenvío de paquetes independiente del protocolo que no requiere consultar una tabla de enrutamiento dependiente del protocolo y evita la costosa coincidencia del prefijo IP más largo en cada salto.

En el enrutador de salida, una vez eliminada la última etiqueta, solo queda la carga útil. Esta puede ser un paquete IP o cualquier otro tipo de paquete. Por lo tanto, el enrutador de salida debe disponer de información de enrutamiento para la carga útil del paquete, ya que debe reenviarla sin la ayuda de tablas de búsqueda de etiquetas. Un enrutador de tránsito MPLS no tiene este requisito.

Normalmente [ f ] , la última etiqueta se elimina en el penúltimo salto (el salto anterior al enrutador de salida). Esto se denomina eliminación de la etiqueta en el penúltimo salto (PHP). Esto resulta útil en casos donde el enrutador de salida tiene muchos paquetes que salen de los túneles MPLS y, por lo tanto, consume importantes recursos de CPU en estas transiciones. Al utilizar PHP, los enrutadores de tránsito conectados directamente a este enrutador de salida lo descargan efectivamente, eliminando ellos mismos la última etiqueta. En los protocolos de distribución de etiquetas, esta acción de eliminación de etiqueta PHP se anuncia como valor de etiqueta 3 (nulo implícito) y nunca se encuentra en una etiqueta, ya que significa que la etiqueta debe eliminarse.

Varios servicios MPLS, incluyendo la gestión de QoS de extremo a extremo , [ 24 ] y 6PE , [ 25 ] requieren mantener una etiqueta incluso entre el penúltimo y el último enrutador MPLS, con una disposición de etiquetas que siempre se realiza en el último enrutador MPLS, la eliminación del último salto (UHP). [ 26 ] [ 27 ] Algunos valores de etiqueta específicos se han reservado [ 28 ] [ 29 ] para este uso. En este escenario, la entrada restante de la pila de etiquetas transmite información al último salto (como su campo de Clase de Tráfico para información de QoS), al tiempo que instruye al último salto para eliminar la pila de etiquetas utilizando uno de los siguientes valores de etiqueta reservados:

  • 0: Nulo explícito para IPv4
  • 2: Explicit-null para IPv6

Un encabezado MPLS no identifica el tipo de datos que se transportan dentro de la ruta MPLS. Para transportar dos tipos diferentes de tráfico entre los mismos dos enrutadores, con un tratamiento distinto por parte de los enrutadores centrales para cada tipo, se requiere una ruta MPLS separada para cada tipo de tráfico.

Ruta con cambio de etiquetas

Una ruta conmutada por etiquetas (LSP) es una ruta a través de una red MPLS establecida por el NMS o por un protocolo de señalización como LDP , RSVP-TE , BGP (o el ahora obsoleto CR-LDP ). La ruta se establece en función de los criterios definidos en el FEC.

La ruta comienza en un LER, que decide qué etiqueta anteponer a un paquete según el FEC apropiado. Luego, reenvía el paquete al siguiente enrutador de la ruta, que cambia la etiqueta externa del paquete por otra y lo reenvía al siguiente enrutador. El último enrutador de la ruta elimina la etiqueta del paquete y lo reenvía según la cabecera de su siguiente capa, por ejemplo, IPv4 . Debido a que el reenvío de paquetes a través de una LSP es opaco para las capas de red superiores, a veces también se la denomina túnel MPLS.

El enrutador que primero agrega el encabezado MPLS a un paquete se denomina enrutador de entrada . El último enrutador en una ruta de enlace de etiquetas (LSP), que extrae la etiqueta del paquete, se denomina enrutador de salida . Los enrutadores intermedios, que solo necesitan intercambiar etiquetas, se denominan enrutadores de tránsito o enrutadores de conmutación de etiquetas (LSR).

Cabe destacar que las rutas de conmutación de etiquetas (LSP) son unidireccionales; permiten que un paquete se envíe mediante conmutación de etiquetas a través de la red MPLS de un extremo a otro. Dado que normalmente se desea una comunicación bidireccional, los protocolos de señalización dinámica mencionados anteriormente pueden establecer automáticamente una LSP independiente en la dirección opuesta.

Cuando se considera la protección de enlaces , los LSP se pueden clasificar como primarios (en funcionamiento), secundarios (de respaldo) y terciarios (LSP de último recurso).

Instalación y eliminación de rutas

Existen dos protocolos estandarizados para la gestión de rutas MPLS: el Protocolo de Distribución de Etiquetas (LDP) y RSVP-TE , una extensión del Protocolo de Reserva de Recursos (RSVP) para la ingeniería de tráfico. [ 30 ] [ 31 ] Además, existen extensiones del Protocolo de Puerta de Enlace de Frontera (BGP) que pueden utilizarse para gestionar una ruta MPLS. [ 20 ] [ 32 ] [ 33 ]

Direccionamiento multicast

La multidifusión fue, en su mayor parte, una idea secundaria en el diseño de MPLS. Fue introducida por RSVP-TE punto a multipunto. [ 34 ] Fue impulsada por los requisitos de los proveedores de servicios para transportar video de banda ancha a través de MPLS.

El protocolo LSP multipunto de tipo hub and spoke ( HSMP LSP ) también fue introducido por la IETF. El HSMP LSP se utiliza principalmente para multidifusión, sincronización horaria y otros fines.

Relación con el Protocolo de Internet

MPLS funciona en conjunto con el Protocolo de Internet (IP) y sus protocolos de enrutamiento, generalmente protocolos de puerta de enlace interior (IGP). Los LSP de MPLS proporcionan redes virtuales dinámicas y transparentes con soporte para ingeniería de tráfico, la capacidad de transportar VPN de capa 3 (IP) con espacios de direcciones superpuestos y soporte para pseudocables de capa 2 mediante Pseudowire Emulation Edge-to-Edge (PWE3) [ 35 ] que son capaces de transportar una variedad de cargas útiles de transporte ( IPv4 , IPv6 , ATM, Frame Relay, etc.). Los dispositivos compatibles con MPLS se denominan LSR. Las rutas que conoce un LSR se pueden definir mediante configuración explícita salto por salto, o se enrutan dinámicamente mediante el algoritmo Constrained Shortest Path First (CSPF), o se configuran como una ruta flexible que evita una dirección IP particular o que es parcialmente explícita y parcialmente dinámica.

En una red IP pura, se elige la ruta más corta hacia un destino incluso cuando la ruta se congestiona. Mientras tanto, en una red IP con enrutamiento CSPF de MPLS Traffic Engineering, también se pueden considerar restricciones como el ancho de banda RSVP de los enlaces atravesados, de modo que se elegirá la ruta más corta con ancho de banda disponible. MPLS Traffic Engineering se basa en el uso de extensiones TE para Open Shortest Path First (OSPF) o Intermediate System to Intermediate System (IS-IS) y RSVP. Además de la restricción del ancho de banda RSVP, los usuarios también pueden definir sus propias restricciones especificando atributos de enlace y requisitos especiales para que los túneles enruten (o no enruten) sobre enlaces con ciertos atributos. [ 36 ]

Para los usuarios finales, el uso de MPLS no es visible directamente, pero se puede inferir al realizar un traceroute : solo se muestran como saltos en la ruta los nodos que realizan enrutamiento IP completo , no los nodos MPLS utilizados en el medio. Por lo tanto, cuando se observa que un paquete salta entre dos nodos muy distantes y apenas se observan otros saltos en la red (o AS ) de ese proveedor , es muy probable que esa red utilice MPLS.

Protección local de MPLS

En caso de fallo de un elemento de red cuando se emplean mecanismos de recuperación en la capa IP, la restauración puede tardar varios segundos, lo que puede resultar inaceptable para aplicaciones en tiempo real como VoIP . [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] Por el contrario, la protección local MPLS cumple los requisitos de las aplicaciones en tiempo real con tiempos de recuperación comparables a los de las redes de puenteo de ruta más corta o los anillos SONET de menos de 50  ms. [ 37 ] [ 39 ] [ 40 ]

Comparaciones

MPLS puede utilizar la infraestructura de red ATM o Frame Relay existente, ya que sus flujos etiquetados se pueden asignar a identificadores de circuitos virtuales ATM o Frame Relay, y viceversa.

Relevo de marco

Frame Relay buscaba optimizar el uso de los recursos físicos existentes, lo que permitía a las compañías de telecomunicaciones ofrecer servicios de datos insuficientes a sus clientes, dado que era improbable que estos utilizaran el servicio de datos el 100% del tiempo. En consecuencia, la sobreasignación de capacidad por parte de las compañías de telecomunicaciones, si bien resultaba ventajosa económicamente para el proveedor, podía afectar directamente al rendimiento general.

Las compañías de telecomunicaciones solían vender Frame Relay a empresas que buscaban una alternativa más económica a las líneas dedicadas ; su uso en diferentes áreas geográficas dependía en gran medida de las políticas gubernamentales y de las empresas de telecomunicaciones.

Muchos clientes migraron de Frame Relay a MPLS sobre IP o Ethernet, lo que en muchos casos redujo los costos y mejoró la gestión y el rendimiento de sus redes de área amplia. [ 41 ]

Modo de transferencia asíncrono

Si bien los protocolos y las tecnologías subyacentes son diferentes, tanto MPLS como ATM proporcionan un servicio orientado a la conexión para el transporte de datos a través de redes informáticas. En ambas tecnologías, las conexiones se señalizan entre los puntos finales, el estado de la conexión se mantiene en cada nodo de la ruta y se utilizan técnicas de encapsulación para transmitir los datos a través de la conexión. Excluyendo las diferencias en los protocolos de señalización (RSVP/LDP para MPLS y PNNI para ATM), aún existen diferencias significativas en el comportamiento de las tecnologías.

La diferencia más significativa radica en los métodos de transporte y encapsulación. MPLS puede trabajar con paquetes de longitud variable, mientras que ATM utiliza celdas de longitud fija (53 bytes). En una red ATM, los paquetes deben segmentarse, transportarse y reensamblarse mediante una capa de adaptación, lo que añade una complejidad y una sobrecarga considerables al flujo de datos. MPLS, en cambio, simplemente añade una etiqueta al inicio de cada paquete y lo transmite por la red.

También existen diferencias en la naturaleza de las conexiones. Una conexión MPLS (LSP) es unidireccional, lo que permite que los datos fluyan en una sola dirección entre dos puntos finales. Para establecer comunicaciones bidireccionales entre puntos finales, se requiere establecer un par de LSP. Debido a que se utilizan dos LSP, los datos que fluyen en la dirección de avance pueden usar una ruta diferente a la de los datos que fluyen en la dirección de retroceso. Por otro lado, las conexiones punto a punto ATM (circuitos virtuales) son bidireccionales , lo que permite que los datos fluyan en ambas direcciones por la misma ruta.

Tanto ATM como MPLS admiten la tunelización de conexiones internas. MPLS utiliza el apilamiento de etiquetas para lograrlo, mientras que ATM utiliza rutas virtuales . MPLS puede apilar varias etiquetas para formar túneles anidados. El indicador de ruta virtual (VPI) y el indicador de circuito virtual (VCI) de ATM se transmiten juntos en la cabecera de la celda, lo que limita ATM a un único nivel de tunelización.

La principal ventaja de MPLS sobre ATM radica en que fue diseñado desde el principio para complementar IP. Los enrutadores modernos admiten tanto MPLS como IP de forma nativa a través de una interfaz común, lo que brinda a los operadores de red una gran flexibilidad en el diseño y la operación de la red. Las incompatibilidades de ATM con IP requieren una adaptación compleja, lo que lo hace comparativamente menos adecuado para las redes actuales, predominantemente IP.

Despliegue

MPLS está estandarizado por la IETF en el RFC 3031. Se implementa para conectar desde dos instalaciones hasta grandes redes. En la práctica, MPLS se utiliza principalmente para reenviar unidades de datos de protocolo IP (PDU) y tráfico Ethernet de servicio de LAN virtual privada (VPLS). Las principales aplicaciones de MPLS son la ingeniería de tráfico de telecomunicaciones y las VPN MPLS . 

Evolución

MPLS se propuso originalmente para permitir el reenvío de tráfico de alto rendimiento y la ingeniería de tráfico en redes IP. Sin embargo, evolucionó a MPLS generalizado (GMPLS) para permitir también la creación de LSP en redes no IP nativas, como redes SONET/SDH y redes ópticas conmutadas por longitud de onda .

Protocolos en competencia

MPLS puede existir tanto en un entorno IPv4 como IPv6 , utilizando los protocolos de enrutamiento adecuados. El objetivo principal del desarrollo de MPLS fue aumentar la velocidad de enrutamiento. [ 43 ] Este objetivo ya no es relevante [ 44 ] debido al uso de métodos de conmutación más recientes, como la conmutación basada en ASIC , TCAM y CAM , capaz de reenviar IPv4 sin cifrar tan rápido como los paquetes etiquetados de MPLS. [ 45 ] Ahora, por lo tanto, el principal beneficio [ 46 ] de MPLS es implementar ingeniería de tráfico limitada y VPN de tipo proveedor de servicios de capa 3 o capa 2 sobre redes IPv4. [ 47 ]

Notas

  1. ↑ El deseo de minimizar la latencia de la red , por ejemplo, para admitir el tráfico de voz, fue la motivación para la naturaleza de celda pequeña de ATM.
  2. ↑ En algunas aplicaciones, el paquete presentado al LER ya puede tener una etiqueta, de modo que el nuevo LER agrega una segunda etiqueta al paquete.
  3. ↑ Véase, por ejemplo, «LSR penúltimo» en la Tabla 3-1 de «Visión de un administrador de red sobre redes multiservicio» . Cisco Press . 9 de diciembre de 2005.
  4. ↑ También conocido como imponer
  5. ↑ También conocido como desechar
  6. ↑ Este es el comportamiento predeterminado con una sola etiqueta en la pila, de acuerdo con la especificación MPLS.
  7. ↑ Tanto las conexiones ATM SVC como PVC son bidireccionales. [ 42 ]

Referencias

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Lecturas adicionales

  • "Implementación de QoS IP y MPLS para redes multiservicio: teoría y práctica" por John Evans, Clarence Filsfils (Morgan Kaufmann, 2007, ISBN 0-12-370549-5)
  • Guía de capacitación MPLS de Rick Gallaher ( ISBN) 1932266003)
  • Grupo de Trabajo MPLS , IETF.
  • Especificaciones de MPLS IP , Foro de Banda Ancha.
  • Breve historia de MPLS , RIPE