ATM y MPLS

MPLS

El MPLS (𝑀𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑐𝑜𝑙 𝐿𝑎𝑏𝑒𝑙 𝑆𝑤𝑖𝑐𝑡ℎ𝑖𝑛𝑔) es una tecnología del reenvío de paquete que utiliza las escrituras de la etiqueta para tomar las decisiones del reenvío de datos. Donde convergen de manera dinámica y soportan múltiples protocolos de enrutamiento los cuales pueden utilizar políticas de calidad de servicio. El objetivo de MPLS es separar la parte de encaminamiento de la parte de conmutación en el reenvío de los paquetes, de forma que mientras la parte de encaminamiento es compleja y lenta (tiempos de convergencia, cálculo de rutas), se realiza independientemente de la parte de conmutación, que es rápida y simple. 

Dentro de la terminología más importante de MPLS tenemos:

• Forwarding Equivalence Class (FEC): conjunto de paquetes que entran en la red MPLS por la misma interfaz, que reciben la misma etiqueta y por tanto circulan por un mismo trayecto. Normalmente se trata de paquetes que pertenecen a un mismo flujo.

• Label Switched Path (LSP): camino que siguen los paquetes que pertenecen a la misma FEC, es equivalente a un circuito virtual.

• Label Switching Router (LSR): router que puede encaminar paquetes en función del valor de la etiqueta MPLS.

• Label Distribution Protocol (LDP): protocolo utilizado para distribución de etiquetas MPLS.

• Label Information Base (LIB): la tabla de etiquetas que manejan los LSR. Relaciona la pareja (interfaz de entrada - etiqueta de entrada) con (interfaz de salida - etiqueta de salida).

• Forwarding Information Base (FIB): en pocas palabras es la tabla de rutas del router, pero con soporte hardware, basado en CEF. Esta tabla se actualiza automáticamente a petición de los protocolos de routing.

• Label Forwarding Information Base (LFIB): es la tabla que asocia las etiquetas con los destinos o rutas de capa 3 y la interfaz de salida en el router, indicándole al router lo que tiene que hacer: poner o quitar etiqueta.

• Penultimate Hop Popping (PHP): es una alternativa de entrega de trama MPLS al final del circuito virtual, para mejorar las prestaciones y el consumo de CPU. Consiste en quitar la etiqueta MPLS cuando se sabe que el siguiente router no necesita la etiqueta MPLS por estar la red directamente conectada a él o ser el final del circuito virtual. De esta forma, se evita hacer una doble búsqueda en dicho router, tanto en la tabla de LFIB y en la tabla de rutas.

Ejemplo de una red MPLS con OSPF.


Configuración Router 1

R1(config)# interface loopback 0 

R1(config-if)# ip address 10.10.10.4 255.255.255.255

R1(config-if)# no shutdown 

R1(config-if)# interface serial 2/0 

R1(config-if)# ip address 10.1.1.14 255.255.255.252 

R1(config-if)# tag-switching ip

R1(config-if)# no shutdown

## Configura OSPF  en el área 9.  ##

R1(config)# router ospf 10

R1(config-if)# log-adjacency-changes

R1(config-if)# network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 9  

Configuración Router 2

R2(config)# interface loopback 0 

R2(config-if)# ip address 10.10.10.1 255.255.255.255

R2(config-if)# no shutdown 

R2(config-if)# interface serial 2/0 

R2(config-if)# ip address 10.1.1.13 255.255.255.252 

R2(config-if)# tag-switching ip

R2(config-if)# no shutdown

R2(config-if)# interface serial 2/1 

R2(config-if)# ip address 10.1.1.17 255.255.255.252 

R2(config-if)# tag-switching ip

R2(config-if)# no shutdown

R2(config-if)# interface serial 2/2 

R2(config-if)# ip address 10.1.1.1 255.255.255.252 

R2(config-if)# tag-switching ip

R2(config-if)# no shutdown

R2(config-if)# interface serial 2/3 

R2(config-if)# ip address 10.1.1.15 255.255.255.252 

R2(config-if)# tag-switching ip

R2(config-if)# no shutdown

## Configura OSPF  en el área 9.  ##

R2(config)# router ospf 10

R2(config-if)# log-adjacency-changes

R2(config-if)# network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 9  

Configuración Router 3

R3(config)# interface loopback 0 

R3(config-if)# ip address 10.10.10.5 255.255.255.255

R3(config-if)# no shutdown 

R3(config-if)# interface serial 2/0 

R3(config-if)# ip address 10.1.1.118 255.255.255.252 

R3(config-if)# tag-switching ip

R3(config-if)# no shutdown

## Configura OSPF  en el área 9.  ##

R1(config)# router ospf 10

R1(config-if)# log-adjacency-changes

R1(config-if)# network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 9  

Tabla de etiquetas de los Routers 1, 2 y 3

Permite ver la tabla LFIB, observemos como existe una etiqueta local y posteriormente una etiqueta de salida para llegar a la red destino.

Router 1                                                                              Router 2

Router 3

LIB (Label information Base): base de datos formada en un LSR/LER que contiene información de etiquetas e interfaces asociadas a redes destino.

Router 1

Router 2

Router 3

La red Prefix es la red destino y next hop es el siguiente salto, es decir por el camino LSP para llegar a la red destino y la interfaz giga Ethernet es por donde ingresa el tráfico de las etiquetas esa interfaz hace parte del siguiente salto.

Envió de de todos los TX (R2) hasta el RX (R6)

Envió de de todos los TX (R1) hasta el RX (R4)

Envió de de todos los RX (R6) hasta el RT (R3)

Envió de de todos los RX (R6) hasta el RT (R1)

ATM

ATM es una tecnología de red reciente que, a diferencia de Ethernet, red en anillo y FDDI, permite la transferencia simultánea de datos y voz a través de la misma línea.

El ATM fue desarrollado con CNET. Al contrario de las redes sincrónicas (como las redes telefónicas, por ejemplo), en donde los datos se transmiten de manera sincrónica, es decir, el ancho de banda se comparte (multiplexado) entre los usuarios según una desagregación temporaria, una red ATM transfiere datos de manera asíncrona, lo que significa que transmitirá los datos cuando pueda. Mientras que las redes sincrónicas no transmiten nada si el usuario no tiene nada para transmitir, la red ATM usará estos vacíos para transmitir otros datos, lo que garantiza un ancho de banda más óptimo.

Dentro de los escenarios de comunicación encontramos:

Comunicación de teléfono a teléfono

Para realizar las llamadas de teléfono a teléfono se puede usar dos formas:

a. ATA: (analog telephone adaptor) Este adaptador permite conectar teléfonos comunes (de los que utilizamos en la telefonía convencional) a su computadora o a su red para utilizarlos con VoIP. El adaptador ATA es básicamente un transformador de analógico a digital, que toma la señal de la línea de teléfono tradicional y la convierte en datos digitales listos para ser transmitidos a través de internet.

b. Teléfonos IP: Estos teléfonos se conectan directamente al router de la red o a switches preferiblemente POE (Power over Ethernet) que los cuales se conectan a una central telefónica la cual cuenta con todo el hardware y software necesario para manejar correctamente las llamadas VOIP.

Dentro de las diferencias de telefonía IP y telefonía tradicional encontramos que, en una llamada telefónica tradicional, se realiza mediante una central telefónica la cual establece una conexión permanente entre ambos interlocutores, donde conexión envía señales de voz, mientras que, en una llamada de telefónica IP se envían paquetes de datos los cuales contienen la señal de voz digitalizada y comprimida, las cuales se envían a través de la red a la dirección IP de destinatario; Cuando llegan a su destino son ordenados y convertidos de nuevo en señal de voz.

Computador a Computador

La comunicación entre computadoras es la transmisión de datos e información a través de un canal de comunicaciones entre dos computadoras, se logra mediante la utilización de la utilización de redes. La red más sencilla es una conexión directa entre dos computadoras. Sin embargo, también pueden conectarse a través de grandes redes que permiten a los usuarios intercambiar datos, comunicarse mediante correo electrónico y compartir recursos, por ejemplo, impresoras.

En este escenario ambos computadores sólo necesitan tener instalada la misma aplicación encargada de gestionar la llamada telefónica, estar conectados a Internet para poder efectuar una llamada IP. Necesitan micrófonos, parlantes y una tarjeta de sonido, internet preferentemente de banda ancha. Exceptuando los costos del servicio de internet usualmente no existe cargo alguno por este tipo de comunicaciones VoIP entre

computadora y computadora, no importa las distancias.

Computador a teléfono.

Un ejemplo de una comunicación de computador a teléfono se puede evidenciar con software como Skype, VoIP o 3CX que desde un equipo PC puede llamar a servicios telefónicos ya sean Celular o locales con tarifas y planes establecidos por el software de aplicación.

Entonces, la aplicación telefónica de A establece una conexión de datos, a través de la Red
IP, con el Gateway de B, el cuál va regenerando la señal analógica a partir del caudal de paquetes IP que recibe con destino al teléfono B.

El Gateway de B se encarga de enviar la señal analógica al teléfono B.

Por tanto, se tiene:

• Una comunicación de datos a través de una red IP, entre el ordenador A y el Gateway de B.
• Una comunicación telefónica convencional entre el Gateway que da servicio al teléfono B (Gateway B), y éste.