TECNOLOGAS ATM y MPLSNombre: Max Peralta Vallejo.Fecha: 22 de abril de 2014.

Tecnologa ATM El Modo de Transferencia Asncrono (ATM) es una tecnologa de conmutacin que usa pequeas celdas de tamao fijo. En 1988, el CCITT design a ATM como el mecanismo de transporte planeado para el uso de futuros servicios de banda ancha. ATM es asncrono porque las celdas son transmitidas a travs de una red sin tener que ocupar fragmentos especficos de tiempo en alineacin de paquete, como las tramas T1. Estas celdas son pequeas (53 bytes), comparadas con los paquetes LAN de longitud variable. Todos los tipos de informacin son segmentados en campos de pequeos bloques de 48 bytes, los cinco restantes corresponden a un header usado por la red para mover las celdas. ATM es una tecnologa orientada a conexin, en contraste con los protocolos de base LAN, que son no orientados a conexin. Una vez que la conexin est establecida, las celdas ATM se auto-rutean porque cada celda contiene campos que identifican la conexin de la celda a la cual pertenecen. [1] Formato de las Celdas ATMSon estructuras de datos de 53 bytes compuestas por dos campos principales:Header: sus 5 bytes tienen tres funciones principales: identificacin del canal, informacin para la deteccin de errores y si la clula es o no utilizada. Eventualmente puede contener tambin correccin de errores y un nmero de secuencia.Payload: tiene 48 bytes, fundamentalmente con datos del usuario y protocolos AAL que tambin son considerados como datos del usuario.Dos de los conceptos ms significativos de ATM son Canales Virtuales y Rutas Virtuales, estn materializados en dos identificadores en el header de cada clula (VCI y VPI) ambos determinan el enrutamiento entre nodos. El estndar define el protocolo orientado a conexin que las transmite en dos tipos de formato de celda:NNI (Network to Network Interface o interfaz red a red) El cual se refiere a la conexin de Switches ATM en redes privadas.UNI (User to Network Interface o interfaz usuario a red) este se refiere a la conexin de un Switch ATM de una empresa pblica o privada con un terminal ATM de un usuario normal, siendo este ltimo el ms utilizado. [2]Campos de las Celdas ATMGFC (Control de Flujo Genrico, Generic Flow Control, 4 bits): El estndar originariamente reserv este campo para labores de gestin de trfico, pero en la prctica no es utilizado. Las celdas NNI lo emplean para extender el campo VPI a 12 bits.VPI (Identificador de Ruta Virtual, Virtual Path Identifier, 8 bits) y VCI (Identificador de Circuito Virtual, Virtual Channel Identifier, 16 bits): Se utilizan para indicar la ruta de destino o final de la clula.PT (Tipo de Informacin de Usuario, Payload type, 3 bits): identifica el tipo de datos de la celda (de datos del usuario o de control).Uno identifica el tipo de carga en el campo de usuario, otro indica si hay congestin en la red y el ltimo es el SDU.CLP (Prioridad, Cell Loss Priority, 1 bit): Indica el nivel de prioridad de la celda, si este bit est activo cuando la red ATM est congestionada la celda puede ser descartada.HEC (Correccin de Error de Cabecera, Header Error Correction, 8 bits): contiene un cdigo de deteccin de errores [2]Arquitectura de ATMCapa Fsica.- Adapta flujos, protege cabeceras, delimita celdas y adapta al medio. Define la forma en que las celdas se transportan por la red. Tiene dos subcapas: TC (Transmission Convergence Sublayer) PM (Physical Medium Sublayer)Capa ATM.- Realiza la multiplexacin y conmutacin de celdas. Provee un solo mecanismo de transporte para mltiples opciones de servicio. Es independiente del tipo de informacin que es transmitida (datos, grficos, voz. audio, video) con excepcin del tipo de servicio (QoS) requerido. Existen dos tipos de header ATM; UNI (User-Network Interface) NNI (Network-Network Interface)Capa AAL (ATM Adaptation Layer).- Flujos de informacin, facilita la gestin de caudales, modos de conexin y en caso necesario, referencia de sincronismo. Permite a la Capa ATM transportar diferentes protocolos y servicios de capas superiores. Tiene dos subcapas: CS (Convergence Sublayer) SAR (Segmentation and Reassembly Sublayer) [3]Imagen 1Tomada de [3]

EncaminamientoATM ofrece un servicio orientado a conexin, esto lo hace gracias a los caminos o rutas virtuales (VP, Virtual Path) y los canales o circuitos virtuales (VC, Virtual Channel). Los caminos virtuales son las rutas que siguen las celdas entre dos enrutadores ATM pero este camino puede tener varios circuitos virtuales.En el momento de establecer la comunicacin con una calidad de servicio deseada y un destino, se busca el camino virtual que van a seguir todas las celdas. Este camino no cambia durante toda la comunicacin, as que si se cae un nodo la comunicacin se pierde. Durante la conexin se reservan los recursos necesarios para garantizarle durante toda la sesin la calidad del servicio al usuario. Cuando una celda llega a un encaminador, ste le cambia el encabezado segn la tabla que posee y lo enva al siguiente con un VPI y/o un VCI nuevo. La ruta inicial de encaminamiento se obtiene, en la mayora de los casos, a partir de tablas estticas que residen en los conmutadores. Tambin podemos encontrar tablas dinmicas que se configuran dependiendo del estado de la red al comienzo de la conexin. [2]Tecnologa MPLSLa tecnologa MPLS (Multiprotocol Label Switching) es un mecanismo de transporte de datos 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. [4]MPLS es un estndar IP de conmutacin de paquetes del IETF, que trata de proporcionar algunas de las caractersticas de las redes orientadas a conexin a las redes no orientadas a conexin; as como ofrecer niveles de rendimiento diferenciados y priorizacin del trfico, como aplicaciones de voz y multimedia. Y todo ello en una nica red. MPLS proporciona los beneficios de la ingeniera de trfico del modelo de IP sobre ATM, pero adems, otras ventajas; como una operacin y diseo de red ms sencillo y una mayor escalabilidad. Por otro lado, a diferencia de las soluciones de conmutacin de nivel 2 propietarias, est diseado para operar sobre cualquier tecnologa en el nivel de enlace, no nicamente ATM, facilitando as la migracin a las redes pticas de prxima generacin, basadas en infraestructuras SDH/SONET y DWDM. [5]Arquitectura MPLSEn MPLS un concepto muy importante es el de LSP (Label Switch Path), que es un camino de trfico especfico a travs de la red MPLS, el cual se crea utilizando los LDPs (Label Distribution Protocols), tales como RSVP-TE (ReSerVation Protocol Traffic Engineering) o CR-LDP (Constraint-based Routing Label Distribution Protocol); siendo el primero el ms comn. El LDP posibilita a los nodos MPLS descubrirse y establecer comunicacin entre s con el propsito de informarse del valor y significado de las etiquetas que sern utilizadas en sus enlaces contiguos. Es decir, mediante el LDP se establecer un camino a travs de la red MPLS y se reservarn los recursos fsicos necesarios para satisfacer los requerimientos del servicio previamente definidos para el camino de datos.Una red MPLS est compuesta por dos tipos principales de nodos, los LER (Label Edge Routers) y los LSR (Label Switching Routers). Los dos son fsicamente el mismo dispositivo, un router o switch de red troncal que incorpora el software MPLS; siendo su administrador, el que lo configura para uno u otro modo de trabajo. Los nodos MPLS al igual que los routers IP normales, intercambian informacin sobre la topologa de la red mediante los protocolos de encaminamiento estndar, tales como OSPF (Open Shortest Path First), RIP (Routing Information Protocol ) y BGP (Border Gateway Protocol), a partir de los cuales construyen tablas de encaminamiento basndose principalmente en la alcanzabilidad a las redes IP destinatarias. Teniendo en cuenta dichas tablas de encaminamiento, que indican la direccin IP del siguiente nodo al que le ser enviado el paquete para que pueda alcanzar su destino final, se establecern las etiquetas MPLS y, por lo tanto, los LSP que seguirn los paquetes. No obstante, tambin pueden establecerse LSP que no se correspondan con el camino mnimo calculado por el protocolo de encaminamiento.Los LERs estn ubicados en el borde de la red MPLS para desempear las funciones tradicionales de encaminamiento y proporcionar conectividad a sus usuarios, generalmente routers IP convencionales. El LER analiza y clasifica el paquete IP entrante considerando hasta el nivel 3, es decir, considerando la direccin IP de destino y la QoS demandada; aadiendo la etiqueta MPLS que identifica en qu LSP est el paquete. Es decir, el LER en vez de decidir el siguiente salto, como hara un router IP normal, decide el camino entero a lo largo de la red que el paquete debe seguir. Una vez asignada la cabecera MPLS, el LER enviar el paquete a un LSR. Los LSR estn ubicados en el ncleo de la red MPLS para efectuar encaminamiento de alto rendimiento basado en la conmutacin por etiqueta, considerando nicamente hasta el nivel 2. Cuando le llega un paquete a una interfaz del LSR, ste lee el valor de la etiqueta de entrada de la cabecera MPLS, busca en la tabla de conmutacin la etiqueta e interfaz de salida, y reenva el paquete por el camino predefinido escribiendo la nueva cabecera MPLS. Si un LSR detecta que debe enviar un paquete a un LER, extrae la cabecera MPLS; como el ltimo LER no conmuta el paquete, se reducen as cabeceras innecesarias. [5]

Imagen 2. Ejemplo de una red MPLSTomada de [http://www.ramonmillan.com/tutoriales/mpls.php]

Etiquetas MPLSLas etiquetas MPLS identifican a la FEC asociada a cada paquete. Label (20 bits): Es el valor de la etiqueta MPLS. Exp (3 bits): Llamado tambin bits experimentales, tambin aparece como QoS en otros textos, afecta al encolado y descarte de paquetes. Son 3 bits usados para identificar la clase de servicio. S (1 bit): Del inglsstack, sirve para el apilado jerrquico de etiquetas. Cuando S=0 indica que hay ms etiquetas aadidas al paquete. Cuando S=1 estamos en el fondo de la jerarqua. 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.

Imagen 3. Etiqueta MPLSTomada de [6]

Aunque MPLS naci con el fin de incorporar la velocidad de conmutacin del nivel 2 al nivel 3; a travs de la conmutacin por etiqueta; actualmente esta ventaja no es percibida como el principal beneficio, ya que los gigarouters son capaces de realizar bsquedas 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 ingeniera del trfico o TE (Traffic Engineering), cursar trfico 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. [5]Referencias:[1] Redes ATM [en lnea]Disponible en: < http://www.angelfire.com/wi/ociosonet/29.html> Consulta de: 21 de abril de 2014.

[2] Modo de Transferencia Asncrona [en lnea] Disponible en: < http://es.wikipedia.org/wiki/Modo_de_Transferencia_As%C3%ADncrona> Consulta de: 21 de abril de 2014.

[3] ATM (Modo de Transferencia Asncrona) [en lnea] Disponible en: < http://www.monografias.com/trabajos/atm/atm.shtml> Consulta de: 21 de abril de 2014.

[4] Multiprotocol Label Switching [en lnea] Disponible en: < http://es.wikipedia.org/wiki/Multiprotocol_Label_Switching> Consulta de: 21 de abril de 2014.

[5] MPLS (Multiprotocol Label Switching) [en lnea] Disponible en: < http://www.ramonmillan.com/tutoriales/mpls.php> Consulta de: 21 de abril de 2014.

[6] MPLS [en lnea] Disponible en: < http://www.monografias.com/trabajos29/informacion-mpls/informacion-mpls.shtml> Consulta de: 21 de abril de 2014.