(Multiprotocol Switching Label) MPLS (Multiprotocol Switching Label)

MPLS Significado Antecedentes Términos y Conceptos Básicos Arquitectura Integración IP/ATM Funcionamiento Aplicaciones

Significado MPLS, Multiprotocolo de Conmutación de Etiquetas Es un estándar emergente del IETF, el cual surgió al buscar un consenso entre diferentes soluciones de conmutación multinivel. Consiste en una trama de trabajo que se utiliza para la designación, enrutamiento, envío y conmutación de flujo de tráfico a través de la red

Antecedentes Router de Conmutación de Celda Cell Switching Router (CSR) Desarrollado por Toshiba (1994) La asignación de etiquetas está determinada por los flujos de datos Los CSR se comunican usando ATM-VC estándares Usado en redes académicas en Japón

Antecedentes Conmutación IP (IP Switching) Desarrollado por Ipsilon (1996) El objetivo básico es integrar un router IP y un conmutador ATM en un solo equipo de forma eficiente Asignación de etiquetas guiada por la existencia de tráfico hacia un mismo destino

Antecedentes Conmutación de Etiquetas (Tag Switching) Desarrollado por Cisco La asignación de etiquetas está dirigida por el plano de control. Elementos: frontera (etiquetas de router de frontera) y de núcleo (etiquetas de conmutación de router). Protocolo de Distribución de Tag Mecanismo de distribución de etiquetas (tag). Es la base del MPLS actual. Existen versiones comerciales

Antecedentes Conmutación IP basada en enrutamiento agregado Aggregate Routed-based IP Switching (ARIS) Desarrollado por IBM Aproximación similar a Tag Switching Asigna etiquetas a trayectorias, no a flujos de datos Protocolo ARIS Mecanismo para establecer relaciones de vecindad entre enrutadores ARIS e intercambiar etiquetas Las etiquetas se distribuyen del último (“egress”) al primer (“ingress”) enrutador

Términos y Conceptos Básicos Etiquetas (Labels): pequeños identificadores colocados en el tráfico, insertados por el LSR de ingreso y eliminados por el de egreso LSR (Label Switched Router), Router de Etiquetas Conmutadas: de ingreso es aquel por el cual entra un paquete a la red MPLS y el de egreso es por donde el paquete abandona la red LSP (Label Switched Patch), Caminos de Etiquetas Conmutadas: son una serie de etiquetas en todos los nodos a lo largo de la ruta (desde el origen hasta el destino). Es similar a un circuito virtual en ATM, unidireccional, desde el emisor hasta el receptor.

Términos y Conceptos Básicos LDP, Protocolo de Distribución de Etiquetas (Label Distribution Protocol), define un conjunto de procedimientos y mensajes por medio de los cuales un LSR informa a otro que ha unido etiquetas VPN, Red Privada Virtual (Virtual Private Network), se constituye a base de conexiones realizadas sobre una infraestructura compartida FEC, Clase Equivalente de Envío (Forwarding Equivalent Class): conjunto de paquetes que pueden ser tratados de forma idéntica en el proceso de envío. Se envía por una misma ruta, aunque los destinos finales sean diferentes

Arquitectura MPLS Utiliza etiquetas con las que se marcan los paquetes en la frontera de la red MPLS. Las etiquetas contienen información de enrutamiento y atributos de servicio. Dos niveles funcionales de la red: frontera y núcleo Frontera (entrada): proceso de selección de paquetes y aplicación de etiquetas. Frontera (salida): supresión de etiquetas y envío de paquetes a destino. Núcleo: Examen de etiquetas y envío de paquetes.

Arquitectura de MPLS Etiqueta de MPLS con los diferentes campos

Arquitectura MPLS LAN a LAN b DISPOSITIVO FRONTERA CONMUTACIÓN DE ETIQUETAS SOBRE ENCAMINADOR ATM DISPOSITIVO FRONTERA ENCAMINAMIENTO (OSPF, BGP) SOBRE CONMUTADOR ATM Se observan los elementos de la arquitectura

Figura 1. Topología física ATM y topología lógica IP INTEGRACION IP/ATM Se observa la topología física de ATM y la lógica de IP Figura 1. Topología física ATM y topología lógica IP

INTEGRACION IP/ATM Integración de los niveles 2 y 3 de modo discontínuo

Integración IP/ATM El objetivo inicial de la conmutación basada en etiquetas era llevar la velocidad de conmutación de la capa 2 hacia la 3 Los métodos de conmutación basados en etiquetas le permiten a los routers hacer envíos de decisiones que se apoyan en los contenidos de una etiqueta simple, más que desarrollar una ruta compleja que se basa en direccions IP destino Los conmutadores de capa 3 (enrutadores basados en ASIC) desarrollan rutas mejoradas con velocidades suficientes para soportar la mayoría de las aplicaciones actuales

Funcionamiento Esquema de funcionamiento de MPLS (con los LSR)

Funcionamiento Ejemplo del envío de un paquete por un LSP

Funcionamiento de MPLS Tabla de envío de un LSR

Funcionamiento de MPLS Funcionamiento global de la red MPLS

Aplicaciones de MPLS Ingeniería de Tráfico Diferenciación de niveles de servicio mediante clases (CoS) Servicios de Redes Privadas Virtuales

Ingenieria de Tráfico Objetivo básico: adaptar los flujos de tráfico a los recursos físicos de la red MPLS es una herramienta para esta aplicación en grandes backbones, ya que: Ofrece al administrador de la red el establecimiento de rutas explícitas, especificando el camino físico exacto de un LSP Obtiene estadísticas de uso LSP, que se pueden utilizar en la planificación de la red y como herramientas de análisis de cuellos de botella y carga de los enlaces Permite hacer enrutamiento restringido de manera que el administrador de la red pueda seleccionar determinadas rutas para servicios especiales

Clases de Servicio MPLS está diseñado para cursar servicios diferenciados según el modelo DiffServ del IETF, por lo tanto las etiquetas tienen el campo EXP para poder propagar la CoS en el correspondiente LSP, de ahí que puede transportar distintas clases de tráfico, ya que: El tráfico que fluye por un determinado LSP se puede asignar a diferentes colas de salida en los diferentes saltos LSR, por la información que tienen los bits de EXP Entre cada par de LSR exteriores se pueden provisionar múltiples LSPs, cada uno con distintas prestaciones y con diferentes garantías de ancho de banda

Redes Privadas Virtuales El objetivo de las VPNs es el soporte de aplicaciones intra/extranet, integrando voz, datos y video sobre infraestructuras de comunicación eficaces y rentables Las ventajas que ofrece MPLS para IP VPNs son: Proporciona un modelo acoplado o inteligente, ya que la red MPLS sabe la existencia de VPNs Evita la complejidad de los túneles y PVCs La provisión de servicio es sencilla: una nueva conexión afecta un solo router

Redes Privadas Virtuales Tiene mayores opciones de crecimiento modular Permiten mantener garantías QoS extremo a extremo, pudiendo separar flujos de tráfico por aplicaciones en diferentes clases (por el vínculo de EXP con las clases definidas a la entrada) Permite aprovechar las posibilidades de la ingeniería de tráfico para garantizar los parámetros críticos y la respuesta global de la red, necesarios para un servicio completo VPN

Redes Privadas Virtuales Modelo superpuesto (túneles/PVCs) contra modelo acoplado (MPLS) Figura 10. Modelo "superpuesto" (túneles/PVCs) vs. modelo "acoplado" (MPLS)