Telecomunicaciones | Noticias | 21 MAR 2018

Cómo funciona MPLS

Tags: SDN WAN
La conmutación de etiquetas multiprotocolo es una forma de asegurar conexiones fiables para aplicaciones en tiempo real, pero es costosa, lo que lleva a las empresas a considerar SD-WAN como una forma de limitar su uso.
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Neal Weinberg and Johna Till Johnson

MPLS es una técnica, no un servicio, por lo que puede ofrecer cualquier cosa, desde VPN IP hasta Ethernet metropolitana. Es costoso, por lo que con el advenimiento de SD-WAN, las empresas están tratando de encontrar la forma de optimizar su uso frente a conexiones menos costosas como Internet.

¿Alguna vez ordenó compró algo online y luego rastreó el paquete? Y percibió que hace paradas extrañas y aparentemente ilógicas en todo el país. Es similar a la forma en que funciona el enrutamiento IP en Internet. Cuando un enrutador de Internet recibe un paquete de IP, ese paquete no contiene información más allá de una dirección IP de destino. No hay instrucciones sobre cómo ese paquete debe llegar a su destino o cómo debe tratarse en el camino.

Cada enrutador debe tomar una decisión de reenvío independiente para cada paquete basándose únicamente en el encabezado de la capa de red del paquete. Por lo tanto, cada vez que un paquete llega a un enrutador, el enrutador debe "pensar" dónde enviar el paquete a continuación. El enrutador hace esto al referirse a tablas de enrutamiento complejas.

El proceso se repite en cada salto a lo largo de la ruta hasta que el paquete finalmente llegue a su destino. Todos esos saltos y todas esas decisiones de enrutamiento individuales dan como resultado un rendimiento deficiente para aplicaciones sensibles al tiempo como videoconferencia o voz sobre IP (VoIP).

¿Qué es MPLS?

La conmutación de etiquetas de protocolo múltiple (MPLS), ese venerable caballo de batalla de la WAN lanzado a finales de siglo, aborda este problema estableciendo rutas predeterminadas y altamente eficientes.

Con MPLS, la primera vez que un paquete ingresa a la red, se asigna a una clase de equivalencia de reenvío específica (FEC), que se indica al agregar una secuencia de bit corto (la etiqueta) al paquete.

Cada enrutador de la red tiene una tabla que indica cómo manejar los paquetes de un tipo de FEC específico, por lo que una vez que el paquete ha ingresado a la red, los enrutadores no necesitan realizar un análisis de encabezado. En cambio, los enrutadores posteriores usan la etiqueta como un índice en una tabla que les proporciona un nuevo FEC para ese paquete.

Esto le da a la red MPLS la capacidad de manejar paquetes con características particulares (tales como provenientes de puertos particulares o que transportan tráfico de tipos de aplicaciones particulares) de manera consistente. Los paquetes que transportan tráfico en tiempo real, como voz o video, se pueden asignar fácilmente a rutas de baja latencia en toda la red, algo que es difícil con el enrutamiento convencional.

El punto clave de la arquitectura con todo esto es que las etiquetas proporcionan una forma de adjuntar información adicional a cada paquete, información que va más allá de lo que los enrutadores tenían previamente.

¿Cómo funciona MPLS?

La belleza de MPLS es que no está ligada a ninguna tecnología subyacente. Fue diseñado en los días de ATM y frame relay como una técnica de superposición diseñada para simplificar y mejorar el rendimiento: esa es la parte del "protocolo múltiple".

El ATM y el frame relay son memorias lejanas, pero MPLS sigue vivo en las redes troncales de los operadores y en las redes empresariales. Los casos de uso más comunes son sucursales, redes de campus, servicios Ethernet metropolitanos y empresas que necesitan calidad de servicio (QoS) para aplicaciones en tiempo real.

¿MPLS Layer 2 o Layer 3?

Ha habido mucha confusión sobre si MPLS es un servicio de Capa 2 o Capa 3. Pero MPLS no encaja perfectamente en la jerarquía de siete capas de OSI. De hecho, uno de los beneficios clave de MPLS es que separa los mecanismos de reenvío del servicio de enlace de datos subyacente. En otras palabras, MPLS puede usarse para crear tablas de reenvío para cualquier protocolo subyacente.

Específicamente, los enrutadores MPLS establecen una ruta de conmutación de etiquetas (LSP), una ruta predeterminada para enrutar el tráfico en una red MPLS, según los criterios de la FEC. Solo después de que se haya establecido un LSP, puede producirse el reenvío de MPLS. Los LSP son unidireccionales, lo que significa que el tráfico de retorno se envía a través de un LSP diferente.

Cuando un usuario final envía tráfico a la red MPLS, se agrega una etiqueta MPLS mediante un enrutador de entrada MPLS que se encuentra en el borde de la red. La etiqueta MPLS consta de cuatro subpartes:

La etiqueta: contiene toda la información de los enrutadores MPLS para determinar dónde debe reenviarse el paquete.

Experimental: se usan bits experimentales para Quality of Service (QoS) para establecer la prioridad que debe tener el paquete etiquetado.

Parte inferior de la pila: la parte inferior de la pila le dice al enrutador MPLS si es el último tramo del viaje y no hay más etiquetas que preocuparse.

Time-To-Live: identifica cuántos saltos puede hacer el paquete antes de descartarlo.

MPLS Pros y contras

Los beneficios de MPLS son escalabilidad, rendimiento, mejor utilización del ancho de banda, congestión de red reducida y una mejor experiencia para el usuario final.

MPLS en sí mismo no proporciona cifrado, pero es una red privada virtual y, como tal, está particionado fuera de Internet público. Por lo tanto, MPLS se considera un modo de transporte seguro. Y no es vulnerable a ataques de denegación de servicio, lo que podría afectar las redes basadas en IP puro.

En el lado negativo, MPLS es un servicio que debe comprarse a un operador y es mucho más costoso que enviar tráfico a través de Internet público.

A medida que las empresas se expanden a nuevos mercados, pueden encontrar difícil encontrar un proveedor de servicios MPLS que pueda ofrecer cobertura global. Por lo general, los proveedores de servicios combinan la cobertura global a través de asociaciones con otros proveedores de servicios, lo que puede ser costoso.

Y MPLS fue diseñado en una época en que las sucursales enviaban tráfico de vuelta a una sede principal o centro de datos, no para el mundo de hoy en día, donde los trabajadores de la sucursal quieren acceso directo a la nube.

¿MPLS está muerto?

Gartner planteó esa pregunta provocadora en 2013 y se respondió prediciendo que MPLS continuaría siendo una parte fundamental del panorama de la WAN, pero que la mayoría de las empresas pasarían lentamente a un entorno híbrido que constaría tanto de redes MPLS como de Internet público.

MPLS continuará teniendo un rol que conecte ubicaciones específicas de punto a punto, como grandes oficinas regionales, instalaciones comerciales con sistemas de puntos de venta, instalaciones regionales de fabricación y múltiples centros de datos. Y se requiere para aplicaciones en tiempo real.

Pero los arquitectos WAN empresariales deben hacer un cálculo de riesgo / recompensa entre el rendimiento superior pero caro de MPLS frente al rendimiento más barato pero menos fiable de Internet. Lo que nos lleva a una nueva y emocionante tecnología llamada SD-WAN.

MPLS vs. SD-WAN

Ambas tecnologías tienen un papel que jugar en WANS moderno. SD-WAN es la aplicación de conceptos de redes definidas por software (SDN) a la WAN. Esto significa la implementación de dispositivos edge SD-WAN que aplican reglas y políticas para enviar tráfico a lo largo de la mejor ruta.

SD-WAN es una superposición independiente del transporte que puede enrutar cualquier tipo de tráfico, incluido MPLS. La ventaja de SD-WAN es que un arquitecto de tráfico WAN empresarial puede ubicarse en un punto central y aplicar políticas fácilmente en todos los dispositivos WAN.

Por el contrario, con MPLS, las rutas predeterminadas deben ser cuidadosamente aprovisionadas y una vez que los circuitos fijos están funcionando, realizar cambios.

Pero una vez que se implementa una red MPLS, ofrece un rendimiento garantizado para el tráfico en tiempo real. SD-WAN puede enrutar el tráfico a lo largo de la ruta más eficiente, pero una vez que esos paquetes IP llegan a la Internet abierta, no hay garantías de rendimiento.

La estrategia más sensata en el futuro será descargar todo el tráfico MPLS posible a la Internet pública, pero continuar usando MPLS para las aplicaciones urgentes que requieren entrega garantizada. Nadie quiere quedar atrapado en el punto de mira cuando la videoconferencia mensual del CEO con los empleados de la sucursal cae a mitad de la oración.

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