Le pedimos a Gemini, la inteligencia artificial de Google que nos explique qué es MPLS
Explicanos detalladamente qué es MPLS¡Claro! Te explicaré detalladamente qué es MPLS (Multiprotocol Label Switching).
MPLS es un mecanismo de reenvío de paquetes de alta velocidad y un protocolo de arquitectura que acelera el tráfico de red, mejora el rendimiento y ofrece la posibilidad de crear servicios de red avanzados como las VPN. Se sitúa entre la capa de red (Capa 3, IP) y la capa de enlace de datos (Capa 2, Ethernet o ATM), por lo que a menudo se le conoce como un protocolo de Capa 2.5.
1. El Propósito Fundamental de MPLS
Antes de MPLS, los routers de la red (que operan en la Capa 3) tenían que tomar una decisión de reenvío para cada paquete. Esto implicaba:
Inspeccionar la dirección IP de destino del paquete.
Realizar una búsqueda compleja en su tabla de enrutamiento (RIB o Routing Information Base).
Determinar el siguiente salto (next hop).
Este proceso de búsqueda basado en la dirección IP es intensivo en recursos y tiempo.
MPLS introduce un método más eficiente basado en etiquetas (labels):
En lugar de buscar la dirección IP completa en cada router, MPLS adjunta una etiqueta corta y de longitud fija al paquete al ingresar a la red MPLS.
Los routers intermedios simplemente leen la etiqueta y la utilizan como índice para una búsqueda rápida en una tabla de conmutación de etiquetas (FEC o Forwarding Equivalence Class).
Esta conmutación basada en etiquetas es mucho más rápida que la búsqueda basada en la dirección IP.
2. Componentes y Conceptos Clave
A. Etiquetas (Labels) y Pila de Etiquetas (Label Stack)
Etiqueta (Label): Un identificador corto, de longitud fija y solo localmente significativo (el mismo número de etiqueta puede tener un significado diferente en el siguiente router). Se inserta entre los encabezados de la Capa 2 y la Capa 3.
Pila de Etiquetas (Label Stack): Un paquete puede llevar múltiples etiquetas apiladas. Esto permite la funcionalidad jerárquica, como el tunelización (VPNs) o el uso de QoS. Los routers pueden operar en la etiqueta superior o en la pila completa.
B. Nodos (Routers)
LER (Label Edge Router): Son los routers en el borde de la red MPLS.
Función de Ingreso (Ingress LER): Recibe el paquete IP, determina la ruta (FEC), le adjunta la primera etiqueta y lo envía. Este es el único lugar donde se realiza la búsqueda de la dirección IP completa.
Función de Egreso (Egress LER): Recibe el paquete etiquetado, elimina la etiqueta y realiza la búsqueda final de la dirección IP antes de enviarlo a su destino.
LSR (Label Switching Router): Son los routers en el núcleo (core) de la red MPLS. Su única función es recibir un paquete etiquetado, buscar la etiqueta de entrada en su tabla, sustituirla por una nueva etiqueta de salida y reenviarlo al siguiente LSR.
C. Caminos de Conmutación de Etiquetas (LSPs - Label Switched Paths)
Un LSP es la ruta unidireccional que sigue un paquete a través de la red MPLS.
Se establece de extremo a extremo, desde el LER de ingreso hasta el LER de egreso.
La ruta se determina en el LER de ingreso, que asigna la primera etiqueta en función del destino.
D. Clase de Equivalencia de Reenvío (FEC - Forwarding Equivalence Class)
Una FEC es un grupo de paquetes que se tratan de la misma manera a lo largo de un LSP.
Un ejemplo de FEC podría ser "todo el tráfico con destino a la red 10.1.1.0/24", o "todo el tráfico de voz (QoS) para el cliente X".
La etiqueta es una representación de la FEC en un router específico.
3. Funcionalidades y Beneficios Clave
El valor de MPLS va mucho más allá de la simple aceleración (algo que los routers modernos pueden hacer por hardware incluso sin etiquetas):
A. Ingeniería de Tráfico (Traffic Engineering - TE)
MPLS permite a los operadores de red forzar el tráfico a seguir rutas específicas, independientemente de la ruta más corta que dictaría el enrutamiento IP tradicional.
Esto es esencial para equilibrar la carga, dirigiendo el tráfico fuera de los enlaces congestionados y optimizando la utilización de recursos de la red.
Permite garantizar rutas específicas para servicios de alta prioridad (como la voz), asegurando que siempre utilicen un camino de baja latencia.
B. Calidad de Servicio (QoS)
La etiqueta MPLS incluye un campo llamado Experimental (EXP) o Clase de Servicio (CoS), de 3 bits, que puede utilizarse para mapear los valores DSCP (Capa 3) o CoS (Capa 2).
Esto permite al LSR priorizar el tráfico sin tener que mirar el encabezado IP, manteniendo la priorización de QoS de extremo a extremo a lo largo del LSP.
Es crucial para servicios sensibles al retardo como VoIP y Video.
C. Redes Privadas Virtuales (VPN MPLS)
Esta es quizás la aplicación más importante de MPLS:
Las VPNs L3 MPLS (MPLS Layer 3 Virtual Private Networks) permiten que múltiples clientes compartan la misma infraestructura de red troncal del proveedor, manteniendo su tráfico completamente aislado y seguro.
Esto se logra utilizando una pila de etiquetas doble: la etiqueta interna (que identifica la VPN y el destino del cliente) y la etiqueta externa (que dirige el paquete a través del núcleo MPLS).
Resumen del Flujo de Paquetes en MPLS
Ingreso ( LER ): El paquete IP llega. El LER realiza la búsqueda de la dirección IP. Decide la FEC y el LSP, y empuja (push) la primera etiqueta.
Núcleo ( LSR ): El paquete llega al LSR. El LSR no mira la IP. Simplemente lee la etiqueta superior, realiza la búsqueda en su tabla de conmutación de etiquetas (LIB), intercambia (swap) la etiqueta por una nueva (la etiqueta de salida) y reenvía el paquete al siguiente LSR.
Penúltimo Salto ( LER ): El penúltimo LER realiza la función PHP (Penultimate Hop Popping): elimina (pops) la etiqueta superior antes de enviar el paquete al LER de egreso. Esto alivia la carga del LER de egreso.
Egreso ( LER ): El paquete llega sin la etiqueta de núcleo. El LER realiza la búsqueda final y envía (forwards) el paquete a la red IP de destino.
MPLS es, por lo tanto, una tecnología que permite a los proveedores de servicios ofrecer servicios de red unificados, altamente escalables y con garantías de rendimiento (QoS) sobre una única infraestructura compartida.
