¿Qué es una red MPLS y cómo funciona?

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MPLS es un tipo de red que mejora nuestra experiencia como usuarios y permite que disfrutemos ciertas aplicaciones (como aquellas en las que vemos contenido audiovisual) sin interrupciones. ¿Cómo funciona?

MPLS (Multiprotocol Label Switching, por sus siglas en inglés) es un mecanismo de transporte de datos que permite la señalización de túneles mediante el uso de etiquetas para el transporte de información entre dos puntos de una red.

Al viajar dentro de estos túneles, nuestros datos están más seguros y son más confiables. Además, gracias a que el camino ya está armado, los routers tienen menos trabajo para llevar los paquetes a destino. El MPLS también mejora nuestra experiencia como usuarios, ya que permite que las aplicaciones que requieren poco delay y más ancho de banda (¡qué feo cuando se nos tranca la serie en ese momento!) puedan disponer de él.

Esta solución fue estandarizada por la Internet Engineering Task Force (IETF), la organización responsable de normalizar los protocolos de internet. En sus orígenes, a fines de la década de los 90 y principios de los 2000, MPLS buscó, entre otras cosas, acercar los beneficios de la conmutación de circuitos a las redes de conmutación de paquetes.

En esos años, la velocidad de conmutación de paquetes se encontraba limitada sobre todo por el software de los routers, que era el principal encargado del proceso. Gracias a que ayudaba a resolver este problema, fue un protocolo rápidamente adoptado por las empresas de telecomunicaciones.

El problema que resuelve MPLS

Imaginemos que somos conductores de un camión de reparto y tenemos un envío para entregar en una ciudad que queda a cuatro pueblos de distancia de nuestro punto de partida. No conocemos el camino completo, pero sabemos cómo llegar hasta el primer pueblo en dirección hacia allí.

analogia mpls camion reparto

En este pueblo, nos tomaremos un descanso y aprovecharemos para consultar qué camino debemos tomar para llegar al destino. Al detenernos en una estación de servicio, el amable encargado nos comenta que tampoco sabe cómo llegar a la ciudad hacia la que vamos, pero sí sabe cómo llegar al siguiente pueblo en el camino. Entonces, vamos al siguiente pueblo y volvemos a consultar, pero otra vez ocurre lo mismo.

Finalmente, llegamos a destino, solo para encontrar que la oficina destinataria de nuestro paquete está cerrada. ¡Qué frustrante! Si tan solo antes de salir hubiéramos dado con alguien que supiera el camino completo y nos evitara parar en todos los pueblos…

Volvamos a la realidad. El forwarding tradicional de paquetes capa 3 implica una revisión de la tabla de rutas de cada router en un camino determinado. El paquete llega por una interfaz, se consulta la tabla de rutas para ver cuál debe ser el próximo salto, de acuerdo con la dirección IP de destino, y se lo encamina hacia él. Este es el equivalente a preguntar cómo llegar a destino y solo averiguar cómo llegar al próximo pueblo.

Hoy en día, no parece una operación complicada, incluso con una cantidad enorme de tablas de rutas y paquetes que fluyen a través de los equipos. Pero hace tiempo sí lo era, además de ser ineficiente.

Esta operación consumía muchos recursos e impactaba en la capacidad de los equipos de conmutar paquetes a la velocidad de línea. MPLS surgió en un principio como una solución a este problema. Gracias a este mecanismo, la ruta a nuestro destino queda delimitada y nos evita las preguntas en cada pueblo intermedio para saber por dónde transitar, si bien igual tenemos que visitarlos.

Así, se señaliza un camino de extremo a extremo utilizando operaciones con etiquetas, un encabezado adicional que se coloca a los paquetes. De esta forma, los routers pueden consultar tablas de etiquetas más simples que las tablas de rutas y ejecutar la operación indicada (colocar una nueva etiqueta y cambiar o quitar una existente). Esto ocurre antes de que empiecen a circular los paquetes. El forwarding de paquetes pasa a ser más parecido a la conmutación de circuitos de las redes tradicionales, por ejemplo, la telefónica. Al ingresar cada paquete a la red, se lo coloca en un “túnel”; una ruta directa que nos lleva a nuestro destino.

Dada la velocidad con la que avanza la tecnología, la limitante original dejó de existir en poco tiempo. Los routers se convirtieron en equipos poderosos, que ejecutan muchas instrucciones muy rápido. Si bien ya no era necesario optimizar el proceso de forwarding, MPLS se mantuvo vigente porque se encontraron muchos otros casos de uso.

Ventajas de MPLS frente al protocolo IP

El mecanismo de MPLS tiene otras ventajas frente al protocolo IP. Si bien el protocolo IP es simple y potente, tiene limitaciones.

Si lo comparamos con MPLS, una de sus principales diferencias consiste en que las variables que entran en juego al momento de decidir el camino de los paquetes son muy limitadas.

Un protocolo de ruteo tradicional (RIP, OSPF o IS-IS, por nombrar algunos) se basa exclusivamente en la métrica (puede ser número de saltos o un costo) para elegir el mejor camino posible. Esto es independiente del estado en el que está la red, y además impide a los routers hacer uso de todos los recursos que esta tiene disponibles. No considera latencia, ancho de banda disponible en un enlace ni factores administrativos, elementos que se han vuelto importantes frente a los nuevos usos que tienen las redes, como el streaming o el gaming. Estos necesitan respuestas rápidas, casi en tiempo real, y la posibilidad de que estas involucren grandes volúmenes de tráfico de datos.

En una red IP tradicional, algunos enlaces van a concentrar la mayoría del tráfico y otros van a estar muy subutilizados. A través del uso de MPLS, se puede tener un mayor control en el aprovechamiento de los recursos, lo que permite que un operador decida cómo se forman los caminos de tráfico.

Otro problema del uso de IP es que, para brindar servicios a dos clientes diferentes, un proveedor de servicios tiene que montar dos infraestructuras separadas o exigirles que utilicen un plan de direccionamiento diferente, y esto es poco conveniente. Con una red MPLS, un proveedor de servicios de internet (ISP, por sus siglas en inglés) puede separar lógicamente a todos sus clientes con un costo bajo y con una única red, lo que asegura la confiabilidad de la información.

Una solución apta para cualquier empresa

El uso de MPLS como un protocolo de túneles permite resolver estos inconvenientes de manera sencilla, sin perder las características positivas de las redes IP tradicionales.

Al mismo tiempo, sienta una base sobre la cual agregar servicios diversos, con una versatilidad que pueden aprovechar tanto empresas pequeñas y medianas como grandes proveedores de servicios de telecomunicaciones.


Por:

Andrés Burel, Engineering Leader de Telco & Smart Cities.

Andrés es ingeniero en Telecomunicaciones por la Universidad ORT (Uruguay). Cuenta con más de 10 años de experiencia en telecomunicaciones y ha trabajado para vendors y proveedores de servicios.

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