MPLS

Aquí les dejo mi minitutorial sobre este tema. Otro pequeño aporte mío sobre temas de Redes y Telecomunicaciones. Basado principalmente en el libro de Redes de computadoras de Tanenbaum, este libro tiene varios temas que no se entienden muy bien, pero otros muy bien explicados como es el caso de éste.

1.- Conceptos Básicos.

-MPLS (Multiprotocol Label Switching - Conmutación de Etiquetas Multiprotocolo) es un mecanismo de transporte de datos estándar creado por la IETF (Grupo de trabajo de Ingeniería de Internet). Opera entre la capa de enlace de datos y la capa de red del modelo OSI.

Fue diseñado para unificar el servicio de transporte de datos para las redes basadas en circuitos y basadas en paquetes. Puede ser utilizado para transportar diferentes tipos de tráfico, incluyendo tráfico de voz y de paquetes IP.

2.- Arquitectura MPLS.

2.1.- Elementos.

- LER (Label Edge Router - Enrutadores de Etiquetas de Borde). Elemento que inicia o termina el túnel (pone y quita cabecera). Es decir el elemento de entrada/salida a la red MPLS. Un router de entrada se conoce como Ingress Router y uno de salida como Egress Router. Ambos se suelen denominar Edge Label Switch Router, ya que se encuentran en los extremos de la red MPLS.

- LSR (Label Switching Router - Enrutadores Conmutadores de Etiquetas). Elemento que conmuta etiquetas.

Figura 1.- Red MPLS generada con el simulador Open SimMPLS.

- LSP (Label Switched Path - Caminos conmutados mediante etiquetas). Nombre genérico de un camino MPLS (para cierto tráfico o FEC) es decir del túnel MPLS establecido entre los extremos.

Figura 2.- Establecimiento de un LSP en una red MPLS.

- LDP (Label Distribution Protocol - Protocolo de Distribución de Etiquetas). Un protocolo para la distribución de etiquetas MPLS entre los equipos de la red.

- FEC (Forwarding Equivalence Class - Clase Equivalente de Envío). Nombre que se le da al tráfico que se encamina bajo una etiqueta. Subconjunto de paquetes tratados del mismo modo por el conmutador.

Figura 3.- Un LSP establecido en una red MPLS.

2.2.- Formato de trama.

En una línea de enrutador a enrutador que utiliza PPP como protocolo de trama, el formato de trama, incluyendo los encabezados PPP, MPLS, IP y TCP es como se muestra en la figura:

(FALTA GRÁFICO)

Figura.- Transmisión de un segmento TCP que utiliza IP, MPLS y PPP.

Donde:

- Label: es la identificación (valor) de la etiqueta.

- QoS: prioridad de calidad de servicio. También llamados bits experimentales (Exp). Indica la clase de servicio.

- S: del inglés Stack (Pila), sirve para el apilado jerárquico de etiquetas. Cuando S=0, indica que hay más etiquetas añadidas al paquete. Cuando S=1 estamos en el fondo de la jerarquía.

- TTL: Time To Live (Tiempo de Vida), misma funcionalidad que en IP, se decrementa en cada enrutador y al llegar al valor de 0, el paquete es descartado. Generalmente sustituye el campo TTL de la cabecera IP.

3.- Paso de un paquete por la red.

- Cuando un paquete no etiquetado entra a un enrutador de ingreso y necesita utilizar el túnel MPLS, el enrutador primero determinará la Clase Equivalente de Envío (FEC), luego inserta una o más etiquetas en el encabezado MPLS recién creado. Acto seguido el paquete salta al enrutador siguiente según lo indica el túnel.

- Cuando un paquete mejorado con MPLS (o celda) llega a un enrutador con capacidad MPLS, la etiqueta se utiliza como índice en una tabla para determinar la línea de salida y la nueva etiqueta a utilizar. Esta conmutación de etiquetas se utiliza en todas las subredes de circuitos virtuales, debido a que las etiquetas solo tienen importancia local y dos enrutadores diferentes pueden asignar la misma etiqueta a paquetes hacia diferentes destinos, es decir, la etiqueta reasignada a la salida de cada enrutador, por lo que no se mantiene la misma etiqueta en toda la ruta. En la siguiente figura vemos en acción este mecanismo:

Figura 4.- Paso de un paquete por la red MPLS.

- El Host 1 (H1) ha establecido una conexión 1 con el Host 2 (H2). La primera línea de la tabla A indica que si un paquete tiene el identificador de conexión 1 viene de H1, se enviará al enrutador C y se le dará el identificador de conexión 1. De manera similar, la primer entrada en C enruta el paquete a E, también con el identificador de conexión 1.

- Ahora consideremos lo que sucede si H3 también desea establecer una conexión con H2. Elige el identificador de conexión 1 (debido a que está iniciando la conexión y a que ésta es su única conexión) y le indica a la subred que establezca el circuito virtual. Esto nos lleva a la segunda fila de las tablas. Observe que aquí surge un problema debido a que aunque A sí pueda saber con facilidad cuáles paquetes con conexión 1 provienen de H1 y cuáles de H3, C no puede hacerlo. Por esta razón, A asigna un identificador de conexión diferente (conexión 2) al tráfico saliente para la segunda conexión.

4.- Bibliografía.

• Redes de Computadores, de Tanenbaum, 4ta edición.