Control de Congestión y Tráfico Multimedia MPLS (Multiprotocol Switching Label)

Control de Congestión y Tráfico Multimedia

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


AntecedentesConmutación 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


AntecedentesConmutación IP basada en enrutamiento

agregadoAggregate 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 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


LAN a LAN b

CONMUTACIÓN DE ETIQUETASSOBRE ENCAMINADOR ATM

DISPOSITIVO FRONTERA

ENCAMINAMIENTO (OSPF, BGP)

CONMUTACIÓN DE ETIQUETASSOBRE CONMUTADOR ATM

CONMUTACIÓN DE ETIQUETASSOBRE ENCAMINADOR ATM

CONMUTACIÓN DE ETIQUETASSOBRE CONMUTADOR ATM

Arquitectura MPLSArquitectura MPLS


Figura 1. Topología física ATM y topología lógica IP

INTEGRACION INTEGRACION IP/ATMIP/ATM


INTEGRACION IP/ATM


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


Funcionamiento


Funcionamiento de MPLS


Funcionamiento de 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



– 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


Figura 10. Modelo "superpuesto" (túneles/PVCs) vs. modelo "acoplado" (MPLS)


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