Tecnologia MPLS: la xarxa de telecomunicacions del futur

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

• Telekomunikazioak

Les xarxes IP, que van començar a construir-se en la dècada dels 70 per a l'intercanvi d'informació entre ordinadors, s'han convertit des de llavors en grans xarxes com a Internet. Encara que en els seus inicis només transportaven dades, les modernes xarxes IP són capaces de manejar també dites de veu i vídeo.

Els nodes d'una xarxa IP són encaminadors o encaminadors, utilitzant el conjunt de protocols TCP/IP per a l'enviament d'informació i control d'enviaments. Darrere de l'abreviatura hi ha el següent significat: Transport Control Protocol/ Internet Protocol, protocol de control de transport/Internet. El protocol IP se situa en el tercer nivell --nivell de xarxa- del model OSI, i el quart nivell --nivell de transport- TCP. Quan un node connectat a la xarxa ha d'enviar informació a un altre node, l'encaminador organitza els bits en paquets –o datagramatas-. Un paquet té dues seqüències de bits principals: dades vàlides i capçalera. De fet, abans de començar a transmetre dades vàlides, es col·loca també un encapçalat que serveix per a controlar el viatge del paquet a través de la xarxa. La capçalera consta de diversos bits significatius: versió de protocol --> 4/> 6--, bits de control d'errors, adreça del destinatari, adreça del remitent, etc.

L'ordinador extrem, o un altre dispositiu, enviarà un paquet al primer encaminador de la xarxa. Això analitzarà l'encapçalat del datagrama per a veure l'adreça del destinatari. Per tant, reexpedirà l'un o l'altre dels enllaços que tingui connectats al següent encaminador, de manera que el paquet arribi a la seva destinació.

L'encaminador també analitzarà els "bits de control d'errors" de la capçalera i en cas de detectar algun error en la transmissió sol·licitarà a l'equip original que el reenvíe. A vegades els paquets arriben massa ràpid als encaminadors i no poden manejar-los: apareixen embussos. En aquestes situacions els encaminadors eliminen els paquets.

Ed. Inaxio Antoñana

Els datagrames normalment arriben ordenats a la meta, però a vegades, en realitzar diferents rutes de la xarxa, arriben desordenadament. Llavors els equips de destinació han d'ordenar-los. En canvi, en transmetre crides de veu o vídeos, no es pot canviar l'ordre dels datagrames ni realitzar reexpedicions.

Per a garantir la qualitat de la transmissió s'utilitza el mecanisme QoS ( Quality of Service , qualitat del servei). Segons aquest mecanisme, els paquets es classifiquen en diferents categories: veu, vídeo i dades. Els encaminadors miraran el Qo del paquet i li donaran prioritat a l'hora de reexpedir i eliminar aquest paquet concret, els paquets de veu i vídeo són més prioritaris que els paquets de dades, ja que les imatges i els sons no admeten retards en la transmissió.

Sobre els nivells TCP/IP s'utilitzen molts altres protocols en la xarxa IP. Per a qualsevol persona que navegui per Internet són molt coneguts els següents protocols: HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, POP3 i IMAP. Els dos primers s'utilitzen per a la navegació per Internet, el tercer per al transport i intercanvi de fitxers per Internet i els tres últims per al correu electrònic.

Fins fa pocs anys, les xarxes IP s'han utilitzat per a crear xarxes d'empreses --locals, urbanes i d'àmplia envergadura - i xarxa d'Internet.

En els últims anys, no obstant això, també s'està donant resposta a l'obligació de les xarxes tradicionals de transport, que poden crear circuits dedicats per a transportar de manera segura qualsevol tipus de trànsit d'un punt a un altre: veu, dades i vídeos. De fet, les xarxes IP tradicionals s'han transformat en xarxes NGN (Next Generation Network, xarxa de pròxima generació). Aquestes xarxes utilitzen el mecanisme o tecnologia MPLS ( Multiprotocol Label Switching , commutació etiqueta multiprotocolo), per la qual cosa també es denominen xarxes MPLS. En el model OSI se situen entre el nivell de xarxa i el nivell d'enllaç. Aquestes xarxes MPLS utilitzen dues tècniques principals per al transport dels datagrames: les etiquetes i la classe de trànsit (CoS: Class of Service , la classe del servei), d'una banda, en la capçalera del paquet, una vegada que s'ha col·locat l'adreça del destinatari, s'afegeix una nova etiqueta, és a dir, una seqüència de bits, i d'altra banda, en funció de la qualitat del servei, es dóna prioritat a uns paquets enfront d'uns altres per a garantir la qualitat de la transmissió.

En la imatge es veu una xarxa MPLS. En el centre es troben els encaminadors del nucli. Al voltant d'ells es troben els encaminadors de vora. Fora del recinte es connecta qualsevol tipus de xarxa: Internet, xarxes de telefonia, xarxa ATM, xarxa HFC, etc. Imatge: Inaxio Antoñana.

En aquesta ocasió, els encaminadors de xarxa no miraran l'adreça de destinació del paquet, sinó el número d'etiqueta. D'aquesta forma, la commutació dels paquets es fa molt més ràpida dins de l'encaminador, ja que l'equip calcula immediatament els enllaços en els quals s'han de reexpedir els paquets. Les etiquetes permeten crear circuits dedicats. Cal destacar que aquests circuits no són físics sinó virtuals. Aquests circuits dedicats virtuals, en els seus extrems, poden oferir interfícies Ethernet i crear circuits VLL ( Virtual Leased Line , línies arrendades virtuals).

Podem establir un paral·lelisme amb una empresa logística per a aclarir aquest concepte: d'una banda, existeix una xarxa de carreteres i per un altre, existeixen línies de transport de l'empresa independents entre si. Els camions de càrrega, igual que els paquets d'informació, realitzen viatges, un darrere l'altre fins a arribar a la destinació, creant línies virtuals inexistents físicament.

La migració de les xarxes cap al món IP genera profunds canvis en l'àmbit de les telecomunicacions, convertint-se en un dels principals reptes dels pròxims anys per a les empreses de telecomunicacions. La majoria dels operadors estan en l'actualitat transformant les seves infraestructures per a beneficiar-se de la tecnologia MPLS.

Bibliografia