TIPOS DE CONMUTACION:FR, ATM, MPLS.

Realizado por: Christopher Campbell Mendoza

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Índice1. Frame Relay

1.1 Estructura OSI de la red Frame Relay

1.2 Topologías de conexión

1.3 Implementación de la red Frame Relay

2. ATM

2.1 Dispositivos ATM

2.2 Formatos básico de la celda ATM

2.3 Modelo de referencia ATM

2.4 Conexiones ATM

3. MPLS

3.1 Características básicas y funcionamiento

3.2 Arquitectura MPLS

3.3 Creación de la red

3.4 Paso de un paquete por la red

Frame Relay

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1. Frame Relay

El tamaño, complejidad y el completo volumen del tráfico de datos ha ido creciendo a saltos. Nuevas aplicaciones semejantes a: Intercambio Electrónico de Datos (EDI), transferencia de ficheros, CAM/CAD y el explosivo crecimiento de las Redes de Área Local ( LAN’s); ha requerido la necesidad de que sea posible transmitir grandes volúmenes de datos a altas velocidades y en imprevisibles patrones llamados Burst (ráfagas de datos). Al mismo tiempo, la calidad de las líneas de las compañías telefónicas, nodos y redes han impulsado el cambio a la tecnología digital, el equipo de procesado de datos, equipo de comunicación de datos y software han provocado la búsqueda de nuevos niveles de sofisticación. Teniendo todo esto en cuenta y que la industria de telecomunicaciones se ha enfrentado con el dilema de mejorar incrementando los niveles de bursty en el tráfico de datos ha reducido costos y ha aumentado las velocidades de transmisión. Aprovechándose de todo esto, Frame Relay, maximiza la eficacia, brinda mucha mayor calidad y con muy bajos índices de error, y además permite mayores flujos de información (más adelante información específica sobre definición, ventajas y desventajas de Frame Relay) Cuanto valen ellos para su organización?, Cuán importante es esta información para el éxito de una empresa?En su estado actual, la información que está almacenada en su red no es utilizada con comodidad si la misma no es de fácil acceso e intercambio. Esto significa, que usted debe elegir entre accesibilidad sobre seguridad. Muchas compañías piensan que ellos deben dejar que la información fluya libremente en su red, pero no piensan lo mismo sobre su dinero cuando lo depositan en el banco. A continuación, se explica cómo lograr el balance óptimo entre seguridad y accesibilidad, a través de la instalación de Firewall, de esta manera suempresa puede obtener todas las ventajas que ofrece el libre manejo de su información sabiendo que ésta se encuentra completamente protegida.

Es una tecnología para redes de área amplia (WAN) que surge de la necesidad de construir un protocolo que requiera mínimo procesamiento de los nodos de conmutación.

Protocolo de transmisión de paquetes de datos en ráfagas de alta velocidad a través de una red digital fragmentados en unidades de transmisiónllamadas Frame.

Servicio portador RDSI de banda estrecha en modo de paquetes.

AntecedentesFrame Relay es un protocolo de WAN de alto desempeño que opera en las capas físicas y de enlace de datos del modelo de referencia OSI. Originalmente, la tecnología Frame Relay fue diseñada para ser utilizada a través de las ISDN (Interfases de la Red Digital de Servicios Integrados). Hoy en día, se utiliza también a través de una gran variedad de interfases de otras redes. Frame Relay es un ejemplo de tecnología de conmutación de paquetes. En las redes que utilizan esta tecnología, las estaciones terminales comparten el medio de transmisión de la red de manera dinámica, así como el ancho de banda disponible. Los paquetes de longitud variable se utilizan en transferencias más eficientes y flexibles. Posteriormente, estos paquetes se conmutan entre los diferentes segmentos de la red hasta que llegan a su destino. Las técnicas de multiplexaje estadístico controlan el acceso a la red en una red de conmutación de paquetes. La ventaja de esta técnica es que permite un uso más flexible y eficiente de ancho de banda. La mayoría de

Frame Relay

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las LAN más aceptadas en la actualidad, como Ethernet y Token Ring, son redes de conmutación de paquetes. A veces se describe a Frame Relay como una versión compacta de X.25 con menos características en cuanto a robustez, como el ventaneo y la retransmisión de los datos más recientes, que se ofrecen en X.25. Esto se debe a que Frame Relay normalmente opera a través de instalaciones WAN que ofrecen servicios de conexión más confiables y un mayor grado de confiabilidad que las disponibles a finales de los años 70 e inicio de los 80, las cuales servían como plataformas habituales para las WAN’s X.25. Como se dijo anteriormente, Frame Relay es estrictamente una arquitectura de la Capa 2, en tanto que X.25 también proporciona servicios de la Capa 3 (la capa de red). Por lo anterior, Frame Relay supera en desempeño y eficiencia la transmisión a X.25, y la tecnología Frame Relay resulta apropiada para las aplicaciones WAN actuales, como la interconexión LAN. Frame Relay comenzó como un movimiento a partir del mismo grupo de normalización que dio lugar a X.25 y RDSI: El ITU (entonces CCITT). Sus especificaciones fueron definidas por ANSI, fundamentalmente como medida para superar la lentitud de X.25, eliminando la función de los conmutadores, en cada "salto" de la red. X.25 tiene el grave inconveniente de su importante "overhead" producido por los mecanismos de control de errores y de flujo. Hasta hace relativamente poco tiempo, X.25 se ha venido utilizando como medio de comunicación para datos a través de redes telefónicas con infraestructuras analógicas, en las que la norma ha sido la baja calidad de los medios de transmisión, con una alta tasa de errores. Esto justificaba los abundantes controles de errores y sus redundantes mecanismos para el control de flujo, junto al pequeño tamaño de los paquetes. En resumen, se trataba de facilitar las retransmisiones para obtener una comunicación segura. Frame Relay proporciona conexiones entre usuarios a través de una red pública, del mismo modo que lo haría una red privada con circuitos punto a punto. De hecho, su gran ventaja es la de reemplazar las líneas privadas por un sólo enlace a la red. El uso de conexiones implica que los nodos de la red son conmutadores, y las tramas deben de llegar ordenadas al destinatario, ya que todas siguen el mismo camino a través de la red.

Situación Actual Y Tendencias De Frame Relay La clave para que Frame Relay sea aceptado con facilidad, al igual que ocurrió con X.25, y también ocurre ahora con RDSI, es su gran facilidad, como tecnología, para ser incorporado a equipos ya existentes: encaminadores (routers), ordenadores, conmutadores, multiplexores, etc., y que estos pueden, con Frame Relay, realizar sus funciones de un modo más eficiente.Por ello, Frame Relay es una solución ampliamente aceptada, especialmente para evitar la necesidad de construir mallas de redes entre encaminadores (routers), y en su lugar multiplexando muchas conexiones a lugares remotos a través de un solo enlace de acceso a la red Frame Relay. Su ventaja, como servicio público es evidente. Sin embargo, el hecho de ser un servicio público también llegar a ser un inconveniente, desde el punto de vista de la percepción que el usuario puede tener de otros servicios como X.25, y que han llevado, en los últimos años, a las grandes compañías, a crear sus propias redes, con sus propios dispositivos (fundamentalmente multiplexores, conmutadores y encaminadores) y circuitos alquilados. El inconveniente de esas grandes redes, además de su alto coste por el número de equipos necesario, es el número de circuitos que pueden llegar a suponer y el intrincado laberinto que ello conlleva; por otro lado, se pueden llegar a generar cuellos de botella en determinados puntos, y grandes congestiones en toda la red. Por el contrario, Frame Relay permite una mayor velocidad y prestaciones, además de permitir que un mismo circuito sirva a varias

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conexiones, reduciendo, obviamente, el número de puertos y circuitos precisos, y por tanto el coste total. Pero Frame Relay sigue siendo una tecnología antigua, ya que no inventa nuevos protocolos ni mejora los dispositivos de la red, sino que se limita a eliminar parte de la carga de protocolo y funciones de X.25, logrando mejorar su velocidad. El resultado es una red más rápida, pero no una red integrada.Además, dado que Frame Relay está orientado a conexión, todas las tramas siguen la misma ruta a través de la red, basadas en un identificador de conexión. Pero las redes orientadas a conexión son susceptibles de perderla si el enlace entre el nodo conmutador de dos redes falla. Aún cuando la red intente recuperar la conexión, deberá de ser a través de una ruta diferente, lo que origina un cambia en la demora extremo a extremo y puede no ser lo suficientemente rápido como para ser transparente a las aplicaciones.

CaracterísticasA continuación se presentan, de manera general, los principales aspectos de Frame Relay:

Orientado a conexión. Paquetes de longitud variable. Velocidad de 34Mbps. Servicio de paquetes en circuito virtual, tanto con circuitos virtuales conmutados

como con circuitos virtuales permanentes. Trabaja muy similar a una simple conexión de modo-circuito (en donde se establece

la conexión entre el receptor y el transmisor, y luego se lleva a cabo la comunicación de la información), la diferencia esta en que la información del usuario no es transmitida continuamente sino que es conmutada en pequeños paquetes (Frame Relays).

Sigue el principio de ISDN de separar los datos del usuario de los datos de control de señalización para lo cual divide la capa de enlace en dos subcapas.

Mínimo procesamiento en los nodos de enlace o conmutación. Supone medios de transmisión confiables. Funciones implementadas en los extremos de la subred. Maneja el protocolo HDLC de igual manera que X.25. El protocolo de transferencia es bidireccional entre las terminales La capa inferior detecta pero no corrige los errores, se deja para las capas más altas,

lo cual lo hace más rápido y transparente. Ideal para interconectar LAN y WAN por sus altas velocidades y transparencia a las

capas de red superiores. Se pueden cargar múltiples protocolos de LAN sobre Frame Relay. En Frame-Relay se transmiten paquetes de longitud variable a través de la red, lo

cual hace poco apta su utilización para la transmisión de tráfico de voz, dado que si se escogen paquetes muy grandes, se introduce un retardo demasiado alto (no permitido para el tráfico de este tipo) o se introduce un retardo variable para cada paquete lo cual no garantiza que la voz fluya de forma natural, degradando la calidad del servicio.

TecnologíaLas redes Frame Relay se construyen partiendo de un equipamiento de usuario que se encarga de empaquetar todas las tramas de los protocolos existentes en una única trama Frame Relay. También incorporan los nodos que conmutan las tramas Frame Relay en

Frame Relay

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función del identificador de conexión, a través de la ruta establecida para la conexión en la red

1.1 Estructura OSI de la red Frame Relay

Las tramas y cabeceras de Frame Relay pueden tener diferentes longitudes, ya que hay una gran variedad de opciones disponibles en la implementación, conocidos como anexos a las definiciones del estándar básico. En Frame Relay, por tanto, los dispositivos del usuario se interrelacionan con la red de comunicaciones, haciendo que sean aquellos mismos los responsables del control de flujo y de errores. La red sólo se encarga de la transmisión y conmutación de los datos, así como de indicar cual es el estadode sus recursos. En el caso de errores o de saturación de los nodos de la red, los equipos del usuario solicitarán el reenvío (al otro extremo) de las tramas incorrectas y si es preciso reducirán la velocidad de transmisión, para evitar la congestión.Las redes Frame Relay son orientadas a conexión, como X.25, SNA e incluso ATM. El identificador de conexión es la concatenación de dos campos HDLC (High-level Data Link Control), en cuyas especificaciones originales de unidad de datos (protocolo de la capa 2), se basa Frame Relay. Entre los dos campos HDLC que forman el "identificador de conexión de enlace de datos" o DLCI (Data Link Connection Identifier) se insertan algunos bits de control (CR y EA).

1.2 Topologías De Conexión

Las dos características más destacadas entre los usuarios de Frame Relay son:

Ellos tienen una red que interconecta LAN’s usando routers para circuitos alquilados o de ancho de banda controlado y están buscando reducción de costos o el crecimiento de la red.

Las redes están basadas en topología de estrella.

La razón para la configuración de estrella es doble. Primeramente, esto refleja la estructura organizacional y flujo de datos de los negocios, con administración centralizada y funciones locales. Secundariamente, esto es impuesto por la tecnología de las líneas alquiladas.

1.3 Implementación de la red Frame Relay

Una implementación habitual y privada de red Frame Relay consiste en equipar un multiplexor T1 con interfaces Frame Relay e interfaces que no sean Frame Relay. El tráfico de Frame Relay es enviado fuera de la interface Frame Relay y hacia la red de datos. El tráfico que no es de Frame Relay se direcciona hacia la aplicación o servicios adecuados, como una PBX (Central Privada de Intercambio) de servicio telefónico o una aplicación de videoconferencia. Una Red Frame Relay típica consta de varios dispositivos DTE, que deben ser ruteadores, conectados hacia los puertos remotos de un equipo multiplexor vía servicios tradicionales punto a punto, como T1, T1 fraccional o circuitos de 56K. La mayoría de las redes Frame Relay que se utilizan en la actualidad son equipadas por los proveedores de servicios que ofrecen los servicios de transmisión a clientes. A esto se le conoce como un servicio público de Frame Relay, pues también

Frame Relay

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Frame Relay se implementa tanto en las redes públicas ofrecidas por las compañías de larga distancia, como en las redes privadas empresariales.

Red Típica de Frame Relay Redes públicas de larga distanciaEn las redes públicas Frame Relay de larga distancia, el equipo de conmutación Frame Relay se ubica en las centrales telefónicas de compañías de larga distancia. A los suscriptores se les cobra determinada cantidad según el uso que hagan de la red. Sin embargo, los clientes no se encargan de administrar y mantener el equipo y el servicio de Frame Relay. En general, el proveedor del servicio de telecomunicaciones también es propietario del equipo DCE. El equipo DCE puede ser propiedad del cliente, o bien del proveedor del servicio de telecomunicaciones como un servicio para el usuario.Actualmente la mayoría de las redes Frame Relay son redes públicas que suministran servicios de larga distancia.

Redes privadas empresariales Las organizaciones a nivel mundial están utilizando cada vez más redes privadas Frame Relay. En las redes privadas Frame Relay, la administración y el mantenimiento de la red son responsabilidad de una empresa (o compañía privada). El cliente es el dueño de todo el equipo, incluyendo el de conmutación.

ATM

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2. ATM

La tecnología ATM empezó a desarrollarse en los primeros años posteriores a 1980, y es alrededor de 1992 cuando comienza su despegue industrial. ATM ha sido una de las tecnologías predilectas por los visionarios de turno, considerada como la única capaz de ofrecer un transporte multiservicio integrando las redes corporativas con las de los operadores y proveedores de servicio. Las redes de acceso fijo a Internet de banda ancha ADSL y las redes de telefonía móvil UMTS de tercera generación favorecieron su despliegue en el entorno WAN de las redes de operadores, debido a la inmadurez de Ethernet/IP para proporcionar una red convergente. ATM nunca llegó a cuajar en el entorno LAN (ATM LANE), debido a su complejidad, coste y rendimiento. La madurez y economías de escala de Ethernet, junto a flexibilidad y adaptabilidad, ha permitido desde hace años entrar en el mercado WAN, retirando definitivamente a ATM de la guerra por la convergencia. Sin embargo, ATM sigue instalado en las redes de muchos operadores conviviendo con Ethernet/IP, por lo que este tutorial se dedica a conocerlo en más detalle. Para ampliar conocimientos sobre esta tecnología, existen varios manuales, recomendando: "Redes de Datos y Convergencia IP" de Ramón Millán y José Manuel Huidobro; e "Introducción Práctica a la Administración de Sistemas en Internet" coordinado por Yannis Dimitriadis y Francisco J. Díaz.

Fundamentos de ATM

El modo de transferencia asíncrono o ATM (Asyncronous Transfer Mode) es un estándar adoptado por la ITU-T (International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector) en 1985 para soportar la red digital de servicios integrados de banda ancha o B-ISDN ( Broadband Integrated Services Digital Network). La tecnología ATM permite la integración de los servicios orientados y no orientados a conexión. La integración de estos servicios en una única red, reduce enormemente los costes en infraestructura y en personal de operación y mantenimiento en las operadoras de telecomunicaciones.

La tecnología ATM se basa en la multiplexación y conmutación de celdas o pequeños paquetes de longitud fija, combinando los beneficios de la conmutación de circuitos (capacidad garantizada y retardo de transmisión constante), con los de la conmutación de paquetes (flexibilidad y eficienciapara tráfico intermitente). Proporciona ancho de banda escalable, que va desde los 2 Mbps a los 10 Gbps; velocidades muy superiores a los 64 Kbps como máximo que ofrece X.25 o a los 2 Mbps de Frame Relay. Además, ATM es más eficiente que las tecnologías síncronas, tales como la multiplexación por división en el tiempo o TDM (Time Division Multiplexing) en la que se basan PDH y SDH. Puesto que ATM es asíncrono, las ranuras temporales están disponibles bajo demanda con información identificando la fuente de la transmisión contenida en la cabecera de cada celda ATM.

Las principales características de ATM son: no hay control de flujo ni recuperación de errores extremo, opera en modo orientado a conexión, tiene una baja sobrecarga de información en la cabecera que permite altas velocidades de conmutación-, tiene un campo de información relativamente pequeño que reduce el tamaño de las colas y el

ATM

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retardo en las mismas y utiliza paquetes de longitud fija, que simplifica la conmutación de datos a altavelocidad.

2.1 Dispositivos ATM

Una red ATM está formada por conmutadores ATM y puntos finales ATM. El conmutador ATM es responsable del tránsito de celdas a través de la red ATM: acepta las celdas que le llegan de un punto final ATM o un conmutador ATM, lee y actualiza la información en la cabecera de la celda, y rápidamente conmuta la celda a una interfaz de salida hacia su destino. Un punto final ATM o sistema final, contiene un adaptador de interfaz a la red ATM, el cual sí lee los bytes de datos de la celda. Ejemplos de puntos finales son: las estaciones de trabajo, routers, unidades de servicio digitales, conmutadores LAN, y codificadores y decodificadores de vídeo.

Los conmutadores ATM soportan dos tipos primarios de interfaces:

UNI (User to Network Interface). La interfaz UNI conecta sistemas finales ATM (tales como servidores y routers) a un conmutador ATM.

NNI (Network to Network Interface). Conecta dos conmutadores ATM.

En la Figura 1 se ilustran las especificaciones de interfaz para las redes públicas y privadas.

Figura 1: Especificaciones de interfaz para redes ATM públicas y privadas.

Los dispositivos ATM utilizan un formato de direcciones NSAP (Network Service Access Point) del modelo OSI de 20 bytes, en el caso de redes ATM privadas; y un formato de direcciones E.164 del ITU-T, semejante a números telefónicos, para las redes públicas B-ISDN. Cadasistema ATM necesita de una dirección ATM, independiente de los protocolos de nivel superior como IP o IPX.

2.2Formato básico de la celda ATM

La transferencia de información en ATM, a diferencia de la de otras técnicas de conmutación de paquetes, como X.25 o Frame Relay, utiliza paquetes de longitud corta y fija, denominados celdas. Cada celda consta de 53 octetos o bytes, tamaño que consigue el mejor equilibrio entre laeficiencia de transmisión de datos y los

ATM

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requerimientos de retardo para el tráfico de voz y vídeo. Los 5 primeros bytes contienen la información de la cabecera y los 48 bytes restantes la información de usuario.

La cabecera ATM tiene dos formatos, el UNI y el NNI. La cabecera UNI es utilizada para lacomunicación entre los puntos finales ATM y los conmutadores ATM, mientras que la cabecera NNI es utilizada para la comunicación entre conmutadores ATM. La cabecera UNI es mostrada en la Figura 3 y la cabecera NNI en la Figura 4. Como se puede comprobar, la cabecera contiene la siguiente información:

Identificador de canal virtual o VCI ( Virtual Channel Identifier) e identificador de camino virtual o VPI (Virtual Path Identifier). Identifican el siguiente destino de la celda cuando pasa a través de varios conmutadores ATM. Un camino virtual o VP (Virtual Path) no es más que la multiplexación de diversos flujos de tráfico sobre un mismo medio de transmisión, y es identificado por el VPI. Un camino de transmisión es un conjunto de VPs. En ATM cada uno de estos VPs es más tarde multiplexado en un cierto número de canales virtuales o VCs ( Virtual Channels), identificados mediante los VCIs. Un VP es, por lo tanto, un conjunto de VCs, cada uno de los cuales es conmutado de forma transparente a través de la red ATM en base a un VPI común. Los VCIs y VPIs sólo tienen un significado local a lo largo de un enlace en particular y se hace una correspondencia, cuando sea apropiado, en cada conmutador.

Identificador del tipo de carga o PTI (Payload Type Identifier). Indica en el primer bit si la celda contiene datos de usuario o datos de control. Si la celda contiene datos de usuario, el segundo bit indica congestión, y el tercer bit indica si la celda es la última en una serie de celdas que representan una única trama AAL5.

Prioridad de pérdida de celda o CLP (Cell Loss Priority). Indica si la celda debe ser descartada en el caso de que haya congestión en su tránsito por la red. Si el CLP es igual a 1, la celda debe ser descartada antes que las celdas de la misma conexión con el CLP igual a 0.

Campo de control de errores o HEC (Header Error Check). Calcula el código de redundancia cíclica sobre la cabecera de la celda. Se utiliza para localizar errores en la cabecera y corregirlos, si el número de ellos no es mayor que 2; en caso contrario, cuando existan más de 2 errores, la celda se descarta.

Campo de control de flujo genérico o GFC (Generic Flow Control). La cabecera UNI, a diferencia de la NNI, no soporta el CGF.

Figura 3: Formato de la cabecera de la celda ATM UNI.

ATM

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Figura 4: Formato de la cabecera de la celda ATM NNI.

2.3 Modelo de referencia ATM

La funcionalidad de ATM se corresponde con la capa física y parte de la capa de enlace del modelo de referencia OSI (Open Systems Interconnection) de la ISO (International Organization for Standardization). En la Figura 5 se ilustra el modelo de referencia ATM.

El modelo de referencia ATM está compuesto por los siguientes planos:

Control. Este plano es responsable de generar y de manejar las peticiones de señalización.

Usuario. Este plano es responsable de manejar la transferencia de datos.

Gestión. Este plano contiene una componente denominada gestión de la capa que maneja funciones específicas del nivel ATM, tales como la detección de fallos y los problemas de protocolo, y otra capa denotada gestión de plano que maneja y coordina funciones relacionadas con el sistema completo.

El modelo de referencia ATM se compone de los siguientes niveles:

Nivel físico. Semejante al nivel físico del modelo de referencia OSI, el nivel físico ATM maneja la transmisión dependiente del medio físico. Define las características eléctricas y las interfaces de red.

Nivel ATM. El nivel ATM, en combinación con el nivel de adaptación ATM, es análogo al nivel de enlace de datos del modelo de referencia OSI. El nivel ATM es responsable del establecimiento de conexiones y del paso de celdas a través de la red ATM. Para ello toma los datos que van a ser enviados y añade la información de la cabecera de 5 bytes que asegura que la celda es enviada por la conexión correcta.

Nivel de adaptación ATM. La AAL (ATM Adaptation Layer), combinada con el nivel ATM, es semejante al nivel de enlace de datos del modelo de referencia OSI. La AAL es responsable de aislar los detalles de los procesos ATM a los protocolos de niveles superior. Se encarga de asegurar las características de servicio apropiadas y de segmentar cualquier tipo de tráfico en una carga de 48 bytes que será transmitida en las celdas ATM. Para implementar los distintos tipos de servicio ATM se han especificado varias capas AAL que adapten el flujo de celdas ATM a un flujo con las características requeridas por cada uno de ellos.

ATM

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Niveles superiores. Son los niveles que residen sobre la AAL, los cuales aceptan los datos de usuario, los clasifican en paquetes, y los pasan a la AAL.

Figura 5: Modelo de referencia ATM.

3.4 Conexiones ATM

Las redes ATM están fundamentalmente orientadas a conexión (funcionamiento similar al sistema de conmutación telefónico estándar), donde lasllamadas son establecidas basándose en los extremos finales antes de que se produzca el intercambio de información.

Cuando se establece un circuito a través de un sistema ATM, todas las celdas relacionadas con ese flujo de datos, viajan por la misma ruta durante toda la sesión. Por lo tanto, las celdas llegan en orden, simplificando su procesamiento. En cambio, en la conmutación de paquetes, los paquetes se encaminan dinámicamente en cada nodo.

Los sistemas de señalización y de gestión reservan un canal virtual consistente en una cantidad apropiada de ancho de banda dentro de un camino con un mayor ancho de banda. En una conexión permanente o PVC (Permanent Virtual Connection), el ancho de banda se establece de forma permanente –similar a una línea alquilada-, mientras que en una conexión conmutada o SVC (Switched Virtual Connection) , el ancho de banda se reserva al iniciar la sesión mediante el sistema de señalización y dicha reserva es liberada por el sistema de señalización cuando se finaliza la llamada similar a una llamada telefónica por la red telefónica básica-.

Las conexiones en ATM pueden ser punto a punto o bien punto a multipunto. Las conexiones punto a punto conectan dos sistemas finales ATM y pueden ser unidirecciones o bidireccionales. Las conexiones punto a multipunto conectan un único sistema final origen con múltiples sistemas finales destino y sólo pueden ser unireccionales.

Una PVC garantiza la disponibilidad de la conexión y no requiere de establecimientos de llamada entre los conmutadores. Entre sus desventajas, están el carácter estático de la conexión y la necesidad de un establecimiento manual. Entre las ventajas del SVC, están la flexibilidad de la conexión y que el establecimiento de la llamada puede ser

ATM

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manejado automáticamente por el dispositivo de red. Entre sus desventajas, están el tiempo extra y la sobrecarga requerida para establecer la conexión.

En cada conmutador ATM, para cada una de sus interfaces, se tiene una tabla de conmutación introducida manualmente mediante los procesos de gestión (en PVCs) o creada dinámicamente por los mecanismos de señalización (en SVCs). La tabla hace una correspondencia entre los valores VPI/VCI de la celda entrante y los nuevos valores para el trayecto siguiente de la celda, además de indicarse la interfaz de salida del conmutador.

 

MPLS

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3. Multiprotocolo Label Swithing

MPLS (siglas de Multiprotocol Label Switching) es un mecanismo de transporte de datos estándar creado por la IETF y definido en el RFC 3031. Opera entre la capa de enlace de datos y la capa de red del modelo OSI. Fue diseñado para unificar el servicio de transporte de datos para las redes basadas en circuitos y las basadas en paquetes. Puede ser utilizado para transportar diferentes tipos de tráfico, incluyendo tráfico de voz y de paquetes IP.

Es una nueva tecnología de conmutación creada para proporcionar circuitos virtuales en

las redes IP, sobre las que introduce una serie de mejoras:

Redes privadas virtuales.

Ingeniería de tráfico.

Mecanismos de protección frente a fallos.

3.1 Características básicas y funcionamiento

La tecnología MPLS ofrece un servicio orientado a conexión:

Mantiene un «estado» de la comunicación entre dos nodos.

Mantiene circuitos virtuales

3.2  Arquitectura MPLS

LER (Label Edge Router): elemento que inicia o termina el túnel (pone y quita

cabeceras). Es decir, el elemento de entrada/salida a la red MPLS. Un router de

entrada se conoce como Ingress Router y uno de salida como Egress Router.

Ambos se suelen denominar Edge Label Switch Router ya que se encuentran en los

extremos de la red MPLS.

LSR (Label Switching Router): elemento que conmuta etiquetas.

LSP (Label Switched Path): nombre genérico de un camino MPLS (para cierto

tráfico o FEC), es decir, del túnel MPLS establecido entre los extremos. A tener en

cuenta que un LSP es unidireccional.

LDP (Label Distribution Protocol): un protocolo para la distribución de etiquetas

MPLS entre los equipos de la red.

FEC (Forwarding Equivalence Class): nombre que se le da al tráfico que se

encamina bajo una etiqueta. Subconjunto de paquetes tratados del mismo modo por

el conmutador.

MPLSCabecera MPLS 

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Donde:

Label (20 bits): Es la identificación de la etiqueta.

Exp (3 bits): Llamado también bits experimentales, también aparece como QoS en

otros textos, afecta al encolado y descarte de paquetes.

S (1 bit): Del inglés stack, sirve para el apilado jerárquico de etiquetas. Cuando S=0

indica que hay mas etiquetas añadidas al paquete. Cuando S=1 estamos en el fondo

de la jerarquía.

TTL (8 bits): Time-to-Live, misma funcionalidad que en IP, se decrementa en cada

enrutador y al llegar al valor de 0, el paquete es descartado. Generalmente sustituye

el campo TTL de la cabecera IP.Pila de Etiquetas MPLS [editar]

MPLS funciona anexando un encabezado a cada paquete. Dicho encabezado contiene

una o más "etiquetas", y al conjunto de etiquetas se le llama pila o "stack". Cada

etiqueta consiste en cuatro campos:

Valor de la etiqueta de 20 bits.

Prioridad de Calidad de Servicio (QoS) de 3 bits. También llamados bits

experimentales.

Bandera de "fondo" de la pila de 1 bit.

Tiempo de Vida (TTL) de 8 bits.

Estos paquetes MPLS son enviados después de una búsqueda por etiquetas en vez de

una búsqueda dentro de una tabla IP. De esta manera, cuando MPLS fue concebido, la

búsqueda de etiquetas y el envío por etiquetas eran más rápido que una búsqueda RIB

( Base de información de Ruteo), porque las búsquedas eran realizadas en el switch

fabric y no en la CPU. É

MPLS

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3.3 Creación de la Red

Los puntos de entrada en la red MPLS son llamados Enrutadores de Etiqueta de borde

(LER), es decir enrutadores que son interfaces entre la red MPLS y otras redes. Los

enrutadores que efectúan la conmutación basados únicamente en etiquetas se llaman

Enrutadores Conmutadores de Etiqueta (LSR). Cabe notar que un LER es simplemente

un LSR que cuenta con la habilidad de rutear paquetes en redes externas a MPLS.

Las etiquetas son distribuidas usando el Protocolo de Distribución de Etiquetas (LDP).

Es precisamente mediante el protocolo LDP que los enrutadores de etiquetas

intercambian información acerca de la posibilidad de alcanzar otros enrutadores, y las

etiquetas que son necesarias para ello.

El operador de una red MPLS puede establecer Caminos Conmutados mediante

Etiquetas (LSP), es decir, el operador establece caminos para transportar Redes Privadas

Virtuales de tipo IP (IP VPN), pero estos caminos pueden tener otros usos. En muchos

aspectos las redes MPLS se parecen a las redes ATM y FR, con la diferencia de que la

red MPLS es independiente del transporte en capa 2 (en el modelo OSI).

En el contexto de las Redes Privadas Virtuales, los enrutadores que funcionan como

ingreso o regreso a la red son frecuentemente llamados enrutadores a la Orilla del

Proveedor (enrutadores PE), los dispositivos que sirven solo de tránsito son llamados

similarmente enrutadores de Proveedor (enrutadores P). Véase el RFC2547.

En MPLS el camino que se sigue está prefijado desde el origen (se conocen todos los

saltos de antemano): se pueden utilizar etiquetas para identificar cada comunicación y

en cada salto se puede cambiar de etiqueta (mismo principio de funcionamiento

que VPI/VCI en ATM, o queDLCI en Frame Relay).

Paquetes destinados a diferentes IPs pueden usar el mismo camino LSP (pertenecer

al mismo FEC).

Las etiquetas con el mismo destino y tratamiento se agrupan en una misma etiqueta:

los nodos mantienen mucha menos información de estado que por ejemplo ATM.

Las etiquetas se pueden apilar, de modo que se puede encaminar de manera

jerárquica.

3.4 Paso de un paquete por la red

Cuando un paquete no etiquetado entra a un enrutador de ingreso y necesita utilizar un

túnel MPLS, el enrutador primero determinará la Clase Equivalente de Envío (FEC),

MPLS

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luego inserta una o más etiquetas en el encabezado MPLS recién creado. Acto seguido

el paquete salta al enrutador siguiente según lo indica el túnel.

Cuando un paquete etiquetado es recibido por un enrutador MPLS, la etiqueta que se

encuentra en el tope de la pila será examinada. Basado en el contenido de la etiqueta el

enrutador efectuará una operación apilar (PUSH), desapilar (POP) o intercambiar

(SWAP).

En una operación SWAP la etiqueta es cambiada por otra y el paquete es enviado en

el camino asociado a esta nueva etiqueta.

En una operación PUSH una nueva etiqueta es empujada encima de otra (si existe).

Si en efecto había otra etiqueta antes de efectuar esta operación, la nueva etiqueta

«encapsula» la anterior.

En una operación POP la etiqueta es retirada del paquete lo cual puede revelar una

etiqueta interior (si existe). A este proceso se lo llama «desencapsulado» y es

usualmente efectuada por el enrutador de egreso con la excepción de PHP.

Durante estas operaciones el contenido del paquete por debajo de la etiqueta MPLS no

es examinado, de hecho los enrutadores de tránsito usualmente no necesitan examinar

ninguna información por debajo de la mencionada etiqueta. El paquete es enviado

basándose en el contenido de su etiqueta, lo cual permite «rutado independiente del

protocolo».

En el enrutador de egreso donde la última etiqueta es retirada, sólo queda la «carga

transportada», que puede ser un paquete IP o cualquier otro protocolo. Por tanto, el

enrutador de egreso debe forzosamente tener información de ruteo para dicho paquete

debido a que la información para el envío de la carga no se encuentra en la tabla de

etiquetas MPLS.

En algunas aplicaciones es posible que el paquete presentado al LER ya contenga una

etiqueta MPLS, en cuyo caso simplemente se anexará otra etiqueta encima. Un aspecto

relacionado que resulta importante es PHP.

En ciertos casos, es posible que la última etiqueta sea retirada en el penúltimo salto

(anterior al último enrutador que pertenece a la red MPLS); este procedimiento es

llamado «remoción en el penúltimo salto» (PHP). Esto es útil, por ejemplo, cuando la

red MPLS transporta mucho tráfico. En estas condiciones los penúltimos nodos

auxiliarán al último en el procesamiento de la última etiqueta de manera que este no se

vea excesivamente forzado al cumplir con sus tareas de procesamiento.

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