MPLS es un protocolo que permite la conmutación de paquetes en una red basada en etiquetas. Permite la ingeniería de tráfico, la diferenciación de servicios y la creación de redes privadas virtuales. Los routers MPLS conmutan los paquetes basándose en las etiquetas agregadas en lugar de las cabeceras IP, lo que aumenta la velocidad de conmutación. MPLS se ha convertido en una tecnología clave para proporcionar calidad de servicio en redes IP.

1. DEFINICION
MPLS (MultiProtocol Label Switching) es un protocolo de conmutación por
etiquetas definido para funcionar sobre múltiples protocolos como Sonet, Frame
Relay, ATM, Ethernet o cualquiera sobre el que pueda funcionar PPP. Las
principales motivaciones para su desarrollo son la ingeniería de tráfico, la
diferenciación de clases de servicio, y las redes privadas virtuales (VPN). En un
Principio, también proporcionaba una mayor velocidad puesto que los routers sólo
deben mirar la etiqueta para conmutar y no leer la cabecera de la capa 3 para
después decidir por dónde enrutar en función del destino y/u otros parámetros. Sin
embargo, hay tecnologías que han conseguido aumentar la velocidad de los
routers para consultar las tablas de enrutamiento (como ASIC).
MPLS se basa en el etiquetado de los paquetes en base a criterios de prioridad
y/o calidad (QoS), la idea de MPLS es realizar la conmutación de los paquetes o
datagramas en función de las etiquetas añadidas en capa 2 y etiquetar dichos
paquetes según la clasificación establecida por la QoS en la SLA. Por tanto MPLS
es una tecnología que permite ofrecer QoS, independientemente de la red sobre la
que se implemente. El etiquetado en capa 2 permite ofrecer servicio multiprotocolo
y ser portable sobre multitud de tecnologías de capa de enlace: ATM, Frame
Relay, líneas dedicadas, LANs.
BENEFICIOS
La migración a IP está provocando profundos cambios en el sector de las
telecomunicaciones y configura uno de los retos más importantes para los ISP,
inmersos actualmente en un proceso de transformación de sus infraestructuras de
cara a incorporar los beneficios de esta tecnología. MPLS nació con el fin de
incorporar la velocidad de conmutación del nivel 2 al nivel 3; a través de la
conmutación por etiqueta; pero actualmente esta ventaja no es percibida como el
principal beneficio, ya que los gigarouters son capaces de realizar búsquedas de
rutas en las tablas IP a suficiente velocidad como para soportar todo tipo de
interfaces. Los beneficios que MPLS proporciona a las redes IP son: realizar
ingeniería del tráfico o TE (Traffic Engineering), cursar tráfico con diferentes
calidades de clases de servicio o CoS (Class of Service) o grados de calidad de
servicio o QoS (Quality of Service), y crear redes privadas virtuales o VPN (Virtual
Private Networks) basadas en IP.
La TE permite a los ISP mover parte del tráfico de datos, desde el camino más
corto calculado por los protocolos de encaminamiento, a otros caminos físicos
menos congestionados o menos susceptibles a sufrir fallos. Es decir, se refiere al
proceso de seleccionar los caminos que seguirá el flujo de datos con el fin de
balancear la carga de tráfico entre todos los enlaces, routers y switches en la red;

2. De modo que ninguno de estos recursos se encuentre infrautilizado o
sobrecargado. La TE, descrita en la RFC 2702, se ha convertido en la principal
aplicación de MPLS debido al crecimiento impredecible en la demanda de
recursos de red.
Mediante MPLS, los ISP pueden soportar servicios diferenciados o DiffServ, como
viene recogido en la RFC 3270. El modelo DiffServ define varios mecanismos para
clasificar el tráfico en un pequeño número de CoS. Los usuarios de Internet
demandan continuamente nuevas aplicaciones, teniendo los servicios actualmente
soportados unos requerimientos de ancho de banda y de tolerancia a retrasos en
la transmisión muy distintos y para satisfacer estas necesidades óptimamente, los
ISP necesitan adoptar no sólo técnicas de ingeniería de tráfico, sino también de
clasificación de dicho tráfico. De nuevo, MPLS ofrece a los ISP una gran
flexibilidad en cuanto a los diferentes tipos de servicios que puede proporcionar a
sus clientes.
Finalmente, MPLS ofrece también un mecanismo sencillo y flexible para crear
VPN. Una VPN simula la operación de una WAN (Wide Area Network) privada
sobre la Internet pública. Para ofrecer un servicio de VPN viable a sus clientes, un
ISP debe solventar los problemas de seguridad de los datos y soportar el uso de
direcciones IP privadas no únicas dentro de la VPN. Puesto que MPLS permite la
creación de circuitos virtuales o túneles a lo largo de una red IP, es lógico que los
ISP utilicen MPLS como una forma de aislar el tráfico. No obstante, MPLS no tiene
en estos momentos ningún mecanismo para proteger la seguridad en las
comunicaciones, por lo que el ISP deberá conseguirla mediante cortafuegos y
algún protocolo de encriptación tipo IPsec. Existen varias alternativas para
implementar VPNs mediante MPLS, pero la mayoría se basan en la RFC 2547.

3. CABECERA
Las etiquetas que utiliza MPLS pueden ir en los campos para etiquetas de ATM o
Frame Relay, o si se transmiten sobre cualquier otra tecnología en una cabecera
que se sitúa entre la del nivel 2 y la del 3:
Label (20 bits): Es la identificación de la etiqueta.
Ex (3 bits): Llamado también bits experimentales, también aparece como CoS 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.
ETIQUETAS MPLS Y NIVLES
Las etiquetas solo tienen significado local
Son relevantes solo para el enlace entre dos LSR’s
Definen el camino a través de la red MPLS
MPLS puede soportar dominios o niveles, con lo cual permite definir más de un
circuito virtual para un mismo paquete. Para ello, MPLS utiliza una pila de
etiquetas encapsulada en la cabecera de los paquetes
Las decisiones de routing se basan en la cima, última etiqueta de la pila.
Los paquetes se guían mediante esas etiquetas.

4. Las etiquetas por tanto permiten: establecer un VC o LSP (Virtual Circuit o Label
Switched Path), conmutar rápidamente en función de la etiqueta sin ningún cálculo
adicional.
33
Situación de la etiqueta MPLS
Cabecera
PPP
Pila de etiquetas
MPLS
Cabecera IP Datos Cola PPP
Cabecera
MAC
Cabecera
LLC
Pila de etiquetas
MPLS
Cabecera IP Datos Cola MAC
Etiqueta MPLS
Superior
Resto de
etiquetas MPLS
Cabecera IP Datos
Etiqueta MPLS
Superior
Resto de
etiquetas MPLS
Cabecera IP Datos Cola
Frame Relay
Cabecera Frame Relay
Campo DLCI
Cabecera ATM
Campo VPI/VCI
PPP
(Líneas dedicadas)
LANs (802.2)
ATM
Frame Relay
TERMINOLOGIAS 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.

5. 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.
TIPOS DE LSR
• LSR Interior: el que encamina paquetes dentro de la red MPLS. Su
misión es únicamente cambiar las etiquetas para cada FEC según le
indica su LIB
• LSR Frontera de ingreso: los que se encuentran en la entrada del
flujo a la red MPLS (al principio del LSP). Se encargan de clasificar
los paquetes en FECs y poner las etiquetas correspondientes.
• LSR Frontera de egreso: Los que se encuentran a la salida del flujo
de la red MPLS (al final del LSP). Se encargan de eliminar del
paquete la etiqueta MPLS, dejándolo tal como estaba al principio
GENERALIDADES:
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.

6. Cómo funciona MPLS:
– El paquete IP se clasifica al entrar a la red MPLS
– Como resultado, se le incorpora un label
– En la nube MPLS, el paquete no vuelve a ser clasificado, y se lo conmuta
simplemente por su label
Los protocolos de señalización actualmente utilizados en MPLS son:
• LDP (Label Distribution Protocol)
• RSVP-TE (Resource Reservation ProtocolTunnelling Extensions),
• BGP4-TE (Border Gateway Protocol-Traffic Engineering)
• CR-LDP (Constraint Based Routing-LDP).

7. PROCESO
• Un paquete entra a un dominio MPLS a través de un edge LSR (E-LSR) de
ingreso, el cual procesa el paquete para determinar los servicios de red que
requiere, definiendo su QoS.
• El E-LSR asigna el paquete a una FEC particular, agrega la etiqueta
apropiada y lo reenvía. Si aún no existe un LSP para esa FEC, el E-LSR
debe cooperar con los otros LSR para definir el nuevo LSP.
• Dentro del dominio MPLS, cada LSR al recibir un paquete etiquetado,
remueve la etiqueta entrante, inserta la etiqueta saliente y envía el paquete
hacía el próximo LSR a lo largo del LSP.
• El E-LSR de egreso remueve la etiqueta, lee la cabecera del paquete IP, y
reenvía el paquete a su destino final.
TUNELES MPLS
La idea es controlar el camino entero sin explícitamente especificar los router
intermedios.
Creando túneles a través de routers intermedios que pueden cubrir múltiples
segmentos.
Aplicación en VPNs basadas en MPLS.
LSP
• LSP (Label Switched Path) son las rutas que se establecen dentro de una
red MPLS
• Se forman desde el destino hacia el origen.

8. 1. El origen (LSR entrada o interno) inicia cadena de mensajes
de petición de etiquetas para crear un LSP
2. El destino (LSR interno o LSR salida) responde con mensajes
de asociación de etiquetas creando el LSP
3. Se va formando el LSP hasta el origen
CREACION LSP
• Se puede hacer:
– De forma explícita:
• por configuración, de forma estática (equivalente a los PVCs
en ATM)
• por un protocolo de señalización:
– LDP: Label Distribution Protocol
– RSVP mejorado
– De salto a salto, sin un LSP explícito, es decir el LSP se forma de
salto a salto, como veremos en un caso particular
• El enrutamiento del LSP se hace en base a la información que suministra el
protocolo de routing, normalmente IS-IS o (más raramente) OSPF.
• Siempre se usan algoritmos del estado del enlace, que permiten conocer la
ruta completa y por tanto fijar reglas de ingeniería de tráfico.
• Si una vez fijado el LSP falla algún enlace hay que crear un nuevo LSP por
otra ruta para poder pasar tráfico

9. LDP
LDP es el protocolo de distribución de etiquetas que utiliza MPLS,
Establece los LSP en un dominio MPLS
• Tipos:
– Extensión de protocolos ya existentes (MPLS-RSVP, MPLS-BGP,...)
– Protocolos nuevos (MPLS-LDP, MPLS-CR-LDP,...)
• Tipos de mensaje LDP:
– Descubrimiento: Anuncian y mantienen la presencia de un LSR en
una red MPLS
– Sesión: Establecen, mantienen y terminan sesiones entre dos LSRs
– Anuncio: Crear, cambiar y eliminar asociaciones FEC-etiqueta entre
dos LSRs
– Notificación: Información de eventos significativos y errores

10. 44
Ejemplo de MPLS
• Esta es una red MPLS
en la cual se ven todos
sus componentes
• La línea azul
representa el LDP
entre el LSR de
entrada y el LSR de
salida.
Ejemplo de operación MPLS
Label edge router
Label switched router

11. Ventajas de MPLS
Mejora desempeño de re-envío de paquetes en la red
Soporta QoS y CoS (clases de servicio) para diferencias servicios
Suporta escalabilidad de la red
Integra IP y ATM en la red
Construye redes inter-operables
Desventajas de MPLS
Se agrega una capa adicional
Los router deben entender MPLS