| Artículos | 01 ENE 2001

MultiProtocol Label Switching

Tags: Histórico
Juan Blázquez.
El axioma biológico de que la necesidad crea el órgano no es principio que se pueda aplicar totalmente a Internet. Bien al contrario, es Internet, el órgano, quien, una vez creado, genera una voraz necesidad. El éxito rápido y desmesurado que ha tenido este nuevo medio de comunicación lleva aparejada una demanda creciente, continua y exigente de nuevos servicios y posibilidades de conexión a los que la tecnología en la que se apoya da respuesta a marchas forzadas.

En los comienzos de Internet, se primó en su diseño la funcionalidad y conectividad frente a cualquier otra consideración. Así pues, el tráfico de paquetes que viaja por Internet se basa en ser procesado en cuanto sea posible, según las circunstancias de la red, pero sin ninguna garantía sobre el propio proceso, ni sobre cuando tendrá lugar ese tratamiento. La tecnología que gira en torno al IPv4, por diseño, no es capaz de asimilar ni responder a las expectativas que, hoy por hoy, se han generado en la red de redes, circunstancia que sufren y padecen en mayor medida los proveedores de servicios que basan su negocio en proporcionar los medios de conexión necesarios.
Una vez que, al amparo del crecimiento espectacular de Internet, TCP/IP se impuso como modelo de red frente a otros protocolos, también ampliamente implantados, los proveedores de servicio optaron por el despliegue en sus infraestructuras de la combinación de enrutadores IP con conmutadores ATM para obtener un mejor aprovechamiento del ancho de banda y de los recursos de red disponibles. La integración de la capacidad de control sobre el tráfico de red que proporcionan los routers en IP y la eficacia de los conmutadores sobre ATM, proporcionaba el equilibrio adecuado entre las necesidades de crecimiento, velocidades de operación y gestión de tráfico a las que se enfrentaban los proveedores, a mediados de la década pasada.
El modelo más seguido para implementar esta combinación consiste en mantener un enlace troncal, a modo de núcleo, basado en ATM entre distintos enrutadores que se comunican entre ellos, estableciendo circuitos virtuales permanentes sobre la red física que establece ATM. Es decir, sobre una red física ATM, se define una red lógica IP.

Aportaciones del modelo de redes de superposición
Sin lugar a dudas, el modelo de redes de superposición, redes como las descritas, supuso un avance significativo frente a las redes de enrutamiento con las que surgió Internet, pero si bien esta integración de los niveles dos y tres, que se logra con IP sobre ATM, ofrece un conjunto de ventajas atractivas, también es cierto que conlleva una serie de inconvenientes que hacen que no sea la solución perfecta para los problemas que plantea la evolución continua en la demanda y calidad de servicios que soporta la Red.
La velocidad y la rentabilidad económica del ancho de banda gestionado quedan ensombrecidas por el esfuerzo de administración que obliga a realizar la implementación de dos redes, una física y otra lógica. El desperdicio en el transporte que conlleva, por su propia naturaleza, IP en ATM. Y, el más importante, el crecimiento exponencial, que no lineal, en routers, que implica la inclusión de más nodos dentro de la topología extendida, en lo que se ha dado en llamar el problema N2.
Este problema plantea la más seria limitación a la que se enfrentan los proveedores de servicios para intentar ampliar sus posibilidades de negocio. En las redes de superposición, cada router de núcleo está normalmente conectado a otros dos para crear toda la trama que requieren los circuitos virtuales. Esto obliga a tener que incorporar routers en función del número de nodos que se quieran ampliar, pero al cuadrado. Por ejemplo, diez routers troncales necesitan establecer cincuenta circuitos virtuales. Sin embargo, cien canales troncales requieren cinco mil circuitos virtuales.

Un poco de orden
Ante esta perspectiva, a finales de los años 90 varios fabricantes especializados en conectividad intentaron ofrecer una mejor solución apoyándose en la filosofía de operación de este modelo, tratando de aprovechar la infraestructura ya desplegada y ofreciendo, en algunos casos, otras alternativas de conexión física. De este modo, cada fabricante aportó su propia técnica en lo que se dio en llamar Conmutación IP o Conmutación Multinivel, tecnología que se basa en combinar la conmutación de la capa 2 de ATM con la capa 3 de enrutado, asignando una etiqueta por flujo de paquetes con un origen y destino. El conmutador procesa los paquetes iniciales pasándolos por un módulo de enrutado clásico que forma parte del propio switch, a la vez que trata de construir una tabla basándose en las etiquetas y que comunicará a otros conmutadores vecinos o routers, de modo que los paquetes que sigan un camino conocido puedan ser conmutados más rápidamente por la etiqueta, sin necesidad de ser procesados por la dirección IP.
Cada empresa, de forma independiente, daba respuesta a su manera a las expectativas que se pretendían cubrir con el modelo TCP/IP de partida. Estos desarrollos aportaron soluciones, pero trajeron consigo el eterno problema de toda comunicación: entendimiento. Los dispositivos diseñados por un fabricante sólo podían operar con otros que tuvieran la misma manufactura, no había posibilidad de interconexión entre componentes de distintos fabricantes, lo que provocó la inevitable falta de entendimiento en la operatividad interredes.
La imperiosa y manifiesta necesidad de establecer un estándar que normalizara el nuevo procedimiento para el tráfico de red, claramente más eficaz que el tradicionalmente utilizado, originó la intervención del IETF, Internet Engineering Task Force, que ha formado el grupo de trabajo MPLS Traffic Engineering Design Group, que se encargará de fijar las bases del patrón de esta emergente tecnología. La verdadera responsabilidad de este grupo de trabajo es lograr resolver el paradigma que plantea el reenvío de paquetes por conmutación de etiquetas, tratando de conseguir para ello que los procedimientos estándar para acarrear la información de etiqueta funcionen no sólo sobre ATM, si no sobre distintas tecnologías de enlace de datos sin que suponga la incompatibilidad con la arquitectura IP que ya está desplegada, y que se desarrolle preparada para incorporarse dentro de los servicios integrados para Internet en los que están trabajando otros grupos del IETF.

Funcionamiento
En la arquitectura de la conmutación de etiquetas entran en juego dos aspectos. Por una parte, el reenvío y, por otra, el control. En el reenvío se utiliza la información de etiqueta que transportan los paquetes y la información para encauzar ese reenvío que mantiene el switch de etiqueta para realizarlo. En el control, se trata de mantener la información de etiquetas entre un grupo de conmutadores que manejen esta forma de trabajo, porque las etiquetas se pueden asociar a rutas, lo que permite crear rutas de etiquetas conmutadas, lo que se denomina LSP, Label-Switched Paths. Estos caminos virtuales son simplex, se generan en un sentido del tráfico para cada punto de entrada en la red, por lo que su categoría duplex se debe conseguir generando otro LSP en sentido contrario. Cada ruta de conmutación de etiquetas se construye enlazando los conmutadores de etiquetas a través del dominio de MPLS.
Cuando un switch de etiqueta recibe un paquete etiquetado, el c
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