Implementación de redes de agregación ETHERNET/MPLS para prestación de multiservicios – MPLS y VPN

En el presente artículo se presenta un extracto de los módulos 4 y 5 del curso “IMPLEMENTACIÓN DE REDES DE AGREGACIÓN ETHERNET/MPLS PARA PRESTACIÓN DE MULTISERVICIOS” el cual será impartido a distancia por el Centro Regional de Capacitación de la Comisión Interamericana de Telecomunicaciones (CITEL) y Nodo de la Red de Excelencia de la UIT: Universidad Católica del Uruguay (UCU).

En el referido curso, en el marco de las redes multiservicio IP, se analizarán los aspectos fundamentales de las tecnologías y conceptos del acceso y agregación Ethernet/MPLS, las VPLS y las VPN. Los módulos que incluye son los siguientes:

1 – XDSL, MetroEthernet, otras tecnologías y Servicios

2 – Conceptos del DSL Forum, DSL y Agregación Ethernet.

3 – Conceptos del IEEE, agregación Ethernet. Otras tecnologías

4 – Multiprotocol Label Switching – MPLS y Conceptos del IETF

5 – Servicios en redes MPLS

En particular, el módulo 4 del curso, introduce la tecnología MPLS (Multiprotocol Label Switching – Conmutación de Etiqueta Multiprotocolo) y sus principales aplicaciones, haciendo especial énfasis en las funcionalidades de Ingeniería de Tráfico. Mientras que en el módulo 5 se presentan en primera instancia, una serie de puntos a tener en cuenta a la hora de implementar una red MPLS con soporte de calidad de servicio. Por otro lado se hace recorrido por distintos servicios de VPN’s que se pueden brindar en dichas redes MPLS.

Presentamos entonces el siguiente extracto del módulo 4, en el cual se muestran  algunas de las posibles razones que motivan la implantación de MPLS

Fundamentos - Multiprotocol Label Switching - Motivación

El crecimiento explosivo de Internet presenta un serio desafío para los proveedores de servicios y los fabricantes de equipos. Dichos proveedores se encuentran enfrentados a desafíos tales como el de crear servicios diferenciados y optimizar la utilización de las redes. Estos proveedores resuelven hoy en día dichos problemas de distintas maneras:

• Aumentando el ancho de banda
• Aumentando la cantidad de routers de gran capacidad dentro de la red
• Optimizando la utilización del ancho de banda disponible

MPLS es capaz de conjugar las propiedades de inteligencia características del ruteo con la velocidad propia del concepto de switching. Provee un beneficio significativo tanto para  las redes basadas en IP puro como para  las que utilizan IP conjuntamente con ATM.

La tecnología MPLS es un factor clave en la escalabilidad de las Redes Privadas Virtuales (VPNs), permitiendo entre otras cosas brindar Calidad de Servicio (QoS) punta a punta en una red.

Multprotocol Label Switching (MPLS) representa la última evolución en tecnologías de routing/forwarding. MPLS brinda una solución que integra el control del routing IP con la sencillez del switching de capa 2. MPLS provee una plataforma que soporta el despliegue de servicios avanzados resolviendo un número de problemas tales como:

• Soluciona los problemas de escalabilidad asociados con el despliegue actual de IP sobre ATM (modelo overlay)
• Reduce significativamente la complejidad de operación de las redes
• Facilita la implantación de nuevas capacidades de routing que amplían las técnicas convencionales de ruteo IP
• Ofrece una solución estándar habilitando la interoperabilidad entre equipos de distintos proveedores
• Facilita la implementación de VPN’s tanto a nivel de capa 2 como de capa 3
• Permite realizar Ingeniería de Tráfico

Se presenta a continuación un extracto de módulo 5, en donde se introducen algunas de las posibles tipos de VPN’s a implementarse en redes MPLS.

Con la llegada de nuevas tecnologías, tales como MPLS, se han popularizado nuevos métodos para construir VPNs, incluyendo VPNs de capa 2 y de capa 3 basadas en el equipo de borde de proveedor (PE). Se muestra en la figura 3 un diagrama con una posible clasificación de VPN’s establecida por la IETF.

Figura 3: Terminología para Provider Provisioned VPN

La terminología utilizada en el diagrama se defina en la RFC 4026 (Provider Provisioned VPN Terminology) como se muestra a continuación:

• PPVPN: Provider Provisioned VPN es una VPN provista por el proveedor de servicio
• VPN basada CE: Una implementación de VPN’s en donde la red del proveedor de servicio no tiene conocimiento de la VPN del cliente. La información de la VPN se limita al equipamiento de cliente (CE). Todos los procedimientos específicos de la VPN se realizan en el CE, los PE’s no tienen conocimiento de que el tráfico que están procesando corresponde a una VPN.
• VPN basada en PE: En este tipo de VPN’s la red del proveedor de servicio tiene conocimiento de que el tráfico pertenece a una VPN. Los PE’s mantiene VPN’s de los usuarios garantizando el aislamiento del tráfico VPN’s de distintos clientes. Como los PE’s mantienen la información correspondiente a las VPN’s, los CEAS se pueden comportar como si estuviesen conectados a una red privada. De esta forma los CEAS no requieren ningún cambio o funcionalidad extra para conectarse a una VPN de este tipo.
• VPN CAPA 3: Una VPN capa 3 interconecta un grupo de equipos basándose en las direcciones IP de los mismos. Se definen dos tipos de VPN’s de capa 3
• VPN BGP/MPLS: Es una VPN basada en PE’s en donde dichos PE’s mantienen tablas de forwarding independientes para cada VPN.
• Router Virtual: Es una VPN en donde los PE’s mantienen un router lógico completo para cada VPN soportada. Cada router virtual mantiene una única tabla de forwarding y un único protocolo de ruteo.
• VPN CAPA 2: Se definen tres tipos de VPN’s de capa 2:
• VPWS: Virtual Private Wire Service es un circuito punto a punto que conecta dos equipos de cliente (Customer Edge). Se establece una conexión lógica sobre una red de paquetes. Los CE’s pueden ser routers, switches o un host
• VPLS: Virtual Private Lan Service es un servicio que emula todas las funcionalidades de una Lan tradicional. Una VPLS permite interconectar varios segmentos de LAN sobre una red de paquetes y simular que los mismos se encuentran en un mismo segmento de LAN.
• IPLS: IP Only Lan-Like Service es como una VPLS exceptuando que se asume:
  • que los CE son hosts o routers (exceptuando switches)
  • que el servicio solo transporta paquetes IP (IPv4 – IPv6) y soporta paquetes como ICMP y ARP (otros paquetes de capa 2 que no contienen IP no son soportados)

Si bien este servicio es funcionalmente un subgrupo del servicio VPLS, se considera por separado porque el mismo puede ser provisto utilizando mecanismos distintos, lo cual puede permitir que se implemente en plataformas que no soporten VPLS’s

A lo largo del presente capítulo se verá en forma detallada, la implementación de tres de los tipos de VPN’s descritas, sobre redes MPLS: VPWS, VPLS y VPN BGP/MPLS.

Gustavo Sandler y Javier Emicuri
Universidad Católica de Uruguay

 

Información adicional: La Universidad Católica de Uruguay ofrecerá el curso a distancia sobre  implementación de redes de agregación ethernet/MPLS para prestación de multiservicios del 15 de octubre al 16 de noviembre de 2007. CITEL/OEA ofrece 15 becas del monto completo de la matrícula. Este artículo es parte del material del curso y los Ing. Gustavo Sandler y Javier Emicuri son los tutores. Estas becas están sujetas a la disponibilidad del presupuesto regular de la OEA para el 2007. La Universidad Católica de Uruguayes  Centro Regional de Capacitación de la CITEL y Nodo de la Red de Excelencia de la UIT.