¿Qué es la red MPLS y cómo funciona?

 

¿Qué es la red MPLS y cómo funciona?

Multiprotocol Label Switching o MPLS, por su traducción: conmutación de etiquetas multiprotocolo, es un estándar para transmitir datos bajo diferentes etiquetas, creado por la Internet Engineering Task Force, una organización dedicada a mejorar el flujo de trabajo de Internet. 

Se creó con la finalidad de unificar diversos tipos de datos transmitidos a través de la misma red de para enviar paquetes de información que no generen un problema de velocidad. 

Debes saber que MPLS no es un servicio, sino una técnica de transferencia de datos. No es muy popular debido a sus elevados costos y en cómo beneficia principalmente a los servicios WAN y en soluciones de privacidad internacional como una VPN.   

Gracias a este sistema podemos enviar en una red, de un área geográfica enorme, diferentes datos: incluyendo voz y servicios transmitidos por IP como los servicios de video vigilancia. 

El cumplimiento de la conmutación de etiquetas multiprotocolo se basa en dos capas distintas: la capa de transmisión de datos y la capa física. Este modelo fue instaurado desde 1980 por la Organización Internacional de Normalización (ISO).  

La capa física está mucho más ligada a la ciencias de la computación y cómo se transforma la información a través de teoremas matemáticos, debido a que nos interesa más la funcionalidad no tocaremos este tema. 

Conmutación de paquetes

 

Es lo que permite la transmisión de paquetes, es decir un grupo de información dividida en dos partes: los datos que componen el mensaje, dígase voz, vídeos o texto, mientras que por otra parte la ruta que deben seguir los datos para llegar a su destino. 

Es de esta forma como la conmutación de paquetes en el elemento imprescindible que permite a una imagen captada por una cámara IP ser enviada a una central de videovigilancia y posteriormente ser almacenada en algún dispositivo de grabación. 

En el caso de una red MPLS esto funciona de forma distinta, se hacen uso de dos términos distintos que mejoran los procesos internos: 

Datagramas:  

Cada paquete se encamina independientemente, sin que el origen y el destino tengan que pasar por un establecimiento de comunicación previo. En otros sistemas, el origen y el destino se tienen que comunicar con anterioridad, aletargando el flujo de trabajo. 

Circuitos virtuales: 

MPLS implementa enrutadores y etiquetas específicas a la información de diferentes tipos para enviarlas por un ruta de baja latencia, significa que los datos como voz e imágenes pueden viajar por largas distancias de manera rápida y liviana. 

Elementos necesarios de una red MPLS

La etiqueta: 

Contiene toda la información de los enrutadores MPLS para determinar hacia dónde se debe reenviar los datos para lograr una buena velocidad de transmisión

Experimental: 

Se usan bits experimentales para mejorar la calidad de servicio, gracias a estos bits se le puede dar prioridad a paquetes de información sobre otros, dependiendo de las actividades que realicen los usuarios de la red. 

Parte inferior de la pila: 

Es el mensaje que indica a los enrutadores que no hay más paquetes que compartir y lo que los paquetes anteriores fueron enviados de forma exitosa. 

Tiempo de vida

Es la cantidad de veces que un paquete puede ser enviado antes de ser descartado. 

Con todos estos elementos presentes, se puede transmitir información en dos puntos de dos puntos separados por grandes distancias geográficas como sería una oficina en latinoamérica y una central en Nueva York, puede conectarse y visualizar información a través del protocolo IP gracias a la red MPLS.

 

Conceptos de MPSL

MPLS es un estándar de conmutación de paquetes IP, que trata de proporcionar algunas de las características de las redes orientadas a conexión a las redes no orientadas a conexión.

En el encaminamiento IP tradicional, la dirección de destino junto a otros parámetros de la cabecera, es examinada cada vez que el paquete atraviesa un router. Sin embargo, MPLS permite a cada nodo, ya sea un switch o un router, asignar una etiqueta a cada uno de los elementos de la tabla y comunicarla a sus nodos vecinos. La etiqueta es un identificador de conexión que sólo tiene significado local y que establece una correspondencia en

tre el tráfico y un FEC específico.

Elementos de una red MPLS

Cada elemento de una red MPLS, puede expresarse como:

• FEC (Forwarding Equivalence Class) o Clase de Equivalencia de Reenvío: nombre del al tráfico que se encamina bajo una etiqueta. Conjunto de paquetes tratados del mismo modo por el conmutador. 
• LSP (Label Switched Path) o Camino de Rutas por Etiqueta: nombre genérico de un camino MPLS (para cierto tráfico o FEC), es decir, una ruta MPLS establecida entre los extremos, de forma unidireccional. 
• LDP (Label Distribution Protocol) o Protocolo de Distribución de Etiquetas: protocolo que permite a los nodos MPLS descubrirse y establecer comunicación entre sí, para informarse del valor y significado de las etiquetas que serán utilizadas en sus enlaces contiguos. 
• LER (Label Edge Router) o Router de Etiquetado de Frontera: elemento que inicia o termina un camino MPLS (extrae e introduce cabeceras), es decir, el elemento de entrada/salida a la red MPLS. 
• LSR (Label Switching Router) o Router de Conmutación de Etiquetas: elemento que se ubica al interior de la red MPLS, y que efectúa el encaminamiento de alto rendimiento del paquete, es decir, lee la etiqueta de la cabecera, la busca en su tabla de encaminamiento, y lo envía por el camino predefinido.

Implementaciones de MPLS

Existen distintos tipos de implementaciones para MPLS, entre otras se encuentran: MPLS como una solución IP sobre Ethernet, IP sobre ATM, e IP sobre Frame Relay. La implementación de MPLS como una solución IP sobre Ethernet, Fast Ethernet o Gigabit Ethernet, es conocida como IP pura. Los LSR saben cómo conmutar utilizando la etiqueta MPLS en vez de utilizar la cabecera IP. La implementación de MPLS como una solución IP sobre ATM también es muy extendida. La diferencia principal entre MPLS y otras soluciones de IP sobre ATM, es que las conexiones MPLS se establecen utilizando LDP, y no por los protocolos de señalización ATM tradicionales; además, MPLS elimina la complejidad de hacer corresponder el direccionamiento IP y la información de encaminamiento directamente en las tablas de conmutación de ATM.

Beneficios de MPLS

Los beneficios que MPLS proporciona a las redes IP son: realizar ingeniería del tráfico (TE: Traffic Engineering), cursar tráfico con diferentes calidades de servicio (QoS), y crear redes privadas virtuales o VPN basadas en IP. 

La Ingeniería del Tráfico permite a los Proveedores de Servicio de Internet (ISP: Internet Service Provider) mover parte del tráfico de datos, desde el camino más corto calculado por los protocolos de encaminamiento, a otros caminos físicos menos congestionados o menos susceptibles a sufrir fallos. 

MPLS se ha convertido en la principal aplicación para los caminos que seguirá el flujo de datos, con el fin de balancear la carga de tráfico entre todos los enlaces de la red: routers y switches, de modo que ninguno de estos recursos se encuentre infrautilizado o sobrecargado, y con ello afrontar el creciente e impredecible crecimiento de la demanda de recursos de red.

Referencias

 MPLS (infotecs.mx)