Tecnología MPLS: la red de telecomunicaciones del futuro

2014/03/01 Antoñana Abalos, Inaxio - Ingeniaria Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Las redes IP, que comenzaron a construirse en la década de los 70 para el intercambio de información entre ordenadores, se han convertido desde entonces en grandes redes como Internet. Aunque en sus inicios sólo transportaban datos, las modernas redes IP son capaces de manejar también llamadas de voz y vídeo.

Los nodos de una red IP son routers o routers, utilizando el conjunto de protocolos TCP/IP para el envío de información y control de envíos. Detrás de la abreviatura hay el siguiente significado: Transport Control Protocol/ Internet Protocol, protocolo de control de transporte/Internet. El protocolo IP se sitúa en el tercer nivel --nivel de red- del modelo OSI, y el cuarto nivel --nivel de transporte- TCP. Cuando un nodo conectado a la red tiene que enviar información a otro nodo, el router organiza los bits en paquetes –o datagramatas-. Un paquete tiene dos secuencias de bits principales: datos válidos y cabecera. De hecho, antes de empezar a transmitir datos válidos, se coloca también un encabezado que sirve para controlar el viaje del paquete a través de la red. La cabecera consta de varios bits significativos: versión de protocolo --> 4/> 6--, bits de control de errores, dirección del destinatario, dirección del remitente, etc.

El ordenador extremo, u otro dispositivo, enviará un paquete al primer router de la red. Esto analizará el encabezado del datagrama para ver la dirección del destinatario. Por lo tanto, reenviará uno u otro de los enlaces que tenga conectados al siguiente router, de forma que el paquete llegue a su destino.

El router también analizará los "bits de control de errores" de la cabecera y en caso de detectar algún error en la transmisión solicitará al equipo original que lo reenvíe. A veces los paquetes llegan demasiado rápido a los routers y no pueden manejarlos: aparecen atascos. En estas situaciones los routers eliminan los paquetes.

Ed. Inaxio Antoñana

Los datagramas normalmente llegan ordenados a la meta, pero en ocasiones, al realizar diferentes rutas de la red, llegan desordenadamente. Entonces los equipos de destino deben ordenarlos. En cambio, al transmitir llamadas de voz o vídeos, no se puede cambiar el orden de los datagramas ni realizar reenvíos.

Para garantizar la calidad de la transmisión se utiliza el mecanismo QoS ( Quality of Service , calidad del servicio). Según este mecanismo, los paquetes se clasifican en diferentes categorías: voz, vídeo y datos. Los routers mirarán el Qo del paquete y le darán prioridad a la hora de reenviar y eliminar ese paquete concreto, los paquetes de voz y vídeo son más prioritarios que los paquetes de datos, ya que las imágenes y los sonidos no admiten retrasos en la transmisión.

Sobre los niveles TCP/IP se utilizan otros muchos protocolos en la red IP. Para cualquier persona que navegue por Internet son muy conocidos los siguientes protocolos: HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, POP3 e IMAP. Los dos primeros se utilizan para la navegación por Internet, el tercero para el transporte e intercambio de ficheros por Internet y los tres últimos para el correo electrónico.

Hasta hace pocos años, las redes IP se han utilizado para crear redes de empresas --locales, urbanas y de amplia envergadura - y red de Internet.

En los últimos años, sin embargo, también se está dando respuesta a la obligación de las redes tradicionales de transporte, que pueden crear circuitos dedicados para transportar de forma segura cualquier tipo de tráfico de un punto a otro: voz, datos y vídeos. De hecho, las redes IP tradicionales se han transformado en redes NGN (Next Generation Network, red de próxima generación). Estas redes utilizan el mecanismo o tecnología MPLS ( Multiprotocol Label Switching , conmutación etiqueta multiprotocolo), por lo que también se denominan redes MPLS. En el modelo OSI se sitúan entre el nivel de red y el nivel de enlace. Estas redes MPLS utilizan dos técnicas principales para el transporte de los datagramas: las etiquetas y la clase de tráfico (CoS: Class of Service , la clase del servicio), por un lado, en la cabecera del paquete, una vez que se ha colocado la dirección del destinatario, se añade una nueva etiqueta, es decir, una secuencia de bits, y por otro lado, en función de la calidad del servicio, se da prioridad a unos paquetes frente a otros para garantizar la calidad de la transmisión.

En la imagen se ve una red MPLS. En el centro se encuentran los routers del núcleo. Alrededor de ellos se encuentran los routers de borde. Fuera del recinto se conecta cualquier tipo de red: Internet, redes de telefonía, red ATM, red HFC, etc. Imagen: Inaxio Antoñana.

En esta ocasión, los routers de red no mirarán la dirección de destino del paquete, sino el número de etiqueta. De esta forma, la conmutación de los paquetes se hace mucho más rápida dentro del router, ya que el equipo calcula inmediatamente los enlaces en los que se deben reenviar los paquetes. Las etiquetas permiten crear circuitos dedicados. Cabe destacar que estos circuitos no son físicos sino virtuales. Estos circuitos dedicados virtuales, en sus extremos, pueden ofrecer interfaces Ethernet y crear circuitos VLL ( Virtual Leased Line , líneas arrendadas virtuales).

Podemos establecer un paralelismo con una empresa logística para aclarar este concepto: por un lado, existe una red de carreteras y por otro, existen líneas de transporte de la empresa independientes entre sí. Los camiones de carga, al igual que los paquetes de información, realizan viajes, uno tras otro hasta llegar al destino, creando líneas virtuales inexistentes físicamente.

La migración de las redes hacia el mundo IP genera profundos cambios en el ámbito de las telecomunicaciones, convirtiéndose en uno de los principales retos de los próximos años para las empresas de telecomunicaciones. La mayoría de los operadores están en la actualidad transformando sus infraestructuras para beneficiarse de la tecnología MPLS.

Bibliografía