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Control de redes: planos dinámicos más simples con MPLS-TP y SDN

Combinando MPLS y SDN, los ingenieros podrían reducir la complejidad en el plano de control dinámico y ser más flexibles al crear servicios.

El estándar MPLS Transport Profile (MPLS-TP) fue desarrollado para hacer frente a un problema serio que enfrentan los carriers –el tráfico en sus redes de transporte se ha desplazado rápidamente del tráfico TDM de conmutación de circuitos a paquetes de datos IP. Ahora, ellos tienen que soportar la conmutación de paquetes sin dejar de llevar tráfico legado con la alta fiabilidad de sus redes actuales.

En gran parte, han abordan el cambio hacia las redes de paquetes con Multi-Protocol Label Switching (MPLS). Pero MPLS carece de algunas de las características de red de transporte que los carriers requieren.

MPLS fue desarrollado para mejorar la eficiencia de las redes de conmutación IP. Este protocolo crea Label Switched Paths (LSP) y sustituye la búsqueda de IP con un índice rápido de la lista de etiquetas, reemplazando así a la búsqueda de los brincos de IP que tanto tiempo consume.

MPLS también soporta aplicaciones como voz y video interactivos que requieren una calidad de servicio específica. Los LSP con ingeniería de tráfico se pueden aprovisionar para crear y mantener el rendimiento garantizado, así como los niveles de retardo e interferencia (jitter).

Pero MPLS-TP trae características añadidas –incluyendo las funciones de mantenimiento y la capacidad de llevar cualquier tipo de tráfico de datos legado– operando sobre cualquier tecnología de capa física, soportando tanto el plano de control estático como el dinámico. El esfuerzo de estandarización MPLS-TP fue el trabajo conjunto del Grupo de Tareas de Ingeniería de Internet (IETF) y el Sector de Normalización de las Telecomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU-T), con base en los requerimientos recibidos de los carriers.

Funciones de OAM de MPLS-TP

Las redes de transporte existentes han demostrado ser fiables debido a las funciones de Operaciones, Administración y Mantenimiento (OAM) proporcionadas por las actuales tecnologías SONET/SDH y de red de transporte óptico (OTN). Los paquetes OAM se mezclan con los datos del cliente y fluyen a lo largo de cada flujo de datos. Nodos de mantenimiento a lo largo de cada ruta de red supervisan constantemente las llegadas de paquetes OAM para medir el rendimiento, la tasa de pérdida de paquetes, el retardo, la interferencia o variación, y para detectar rupturas en la continuidad de la red.

Cuando se detecta un problema, los administradores de red pueden utilizar otras funciones OAM para probar la ruta. Los comandos OAM pueden bloquear el camino a todo, excepto a los paquetes de OAM, permitiendo a los administradores poner a prueba los segmentos a lo largo del camino y detectar la ubicación y la causa del defecto.

En un entorno MPLS-TP, los estándares de emulación Pseudowire Emulation Edge-to-Edge (PWE3) que están siendo desarrollados por el IETF especifican cómo emular un enlace dedicado punto a punto o punto a multipunto. Las redes de los clientes en cada extremo del pseudowire pueden continuar el intercambio de datos heredados, como lo hicieron antes del cambio en la tecnología de red de tránsito.

MPLS-TP también es compatible con los estándares GMPLS creados por el IETF para extender los conceptos de la etiqueta de conmutación a una variedad de tecnologías de capa física. Al incorporar GMPLS, MPLS-TP cumple con los requisitos de los carriers para operar sobre tecnologías que incluyen a SONET/SDH, OTN y Gigabit Ethernet.

MPLS-TP para los planos de control estático y dinámico

Las rutas de transporte de red carrier típicamente se han establecido de forma estática por los gerentes y se modifican únicamente para soportar las nuevas necesidades, como cuando la red física se actualiza o cuando hay un corte de luz. Los requisitos de seguridad también pueden requerir que los administradores establezcan un camino a lo largo de una ruta geográfica específica.

MPLS-TP soporta tanto la creación y administración de rutas estáticas como dinámicas. Incluye los mecanismos del plano de control dinámico en el conjunto de protocolos MPLS. Un plano de control dinámico ofrece ventajas mediante la creación y modificación de rutas sin la necesidad de intervención gerente.

Beneficios de MPLS-TP y SDN

Al usar SDN en un entorno MPLS-TP se puede reducir la complejidad en el plano de control dinámico y permitir la creación de servicios flexibles.

En las operaciones del plano de control dinámico, OSPF-TE, RSVP-TE, LDP, LMP, I-BGP y MP-BGP están obligados a encontrar rutas disponibles, reservar ancho de banda para crear LSP con ingeniería de tráfico, monitorear las rutas con el fin de mantener las garantías, distribuir etiquetas a los ruteadores a lo largo de un camino, y establecer rutas entre sistemas autónomos.

Cada ruteador en la red debe tener suficiente capacidad de memoria y de CPU para soportar todos estos protocolos. Una actualización de software debe programarse cada vez que un vendedor soluciona un defecto en uno de los módulos de protocolo.

Un cambio a SDN eliminaría la necesidad de implementaciones de protocolos residentes en los ruteadores. Un controlador OpenFlow, por ejemplo, podría emitir directrices para establecer las rutas de red. Las aplicaciones que sirven de interfaz al controlador implementarían las funciones que actualmente presta el código de protocolo residente en el ruteador. Los ruteadores ya no requieren tanta memoria o capacidad de cálculo, reduciendo así las necesidades de energía y actualizaciones frecuentes.

El control de SDN haría posible la creación de un servicio que requiera capacidades que no existen en las normas de protocolo actuales. Los ingenieros podrían implementar servicios escribiendo código para el software de aplicación de la interfaz con el controlador OpenFlow. Sin SDN, añadir una característica a un protocolo estandarizado requeriría emitir una propuesta a la IETF, seguido de un período de discusión y refinamiento antes de que una nueva versión del protocolo sea publicada; un esfuerzo extremadamente lento.

Con el control de OpenFlow, los ingenieros de visibilidad también podrían crear una sola ruta optimizada a través de los límites de los segmentos de red. El plano actual de control de MPLS-TP crea rutas sólo dentro de los límites de la propia red MPLS-TP. Crear un servicio de extremo a extremo que se extienda entre los segmentos de una red de clientes y se conecte por una red MPLS-TP requiere la configuración de tres caminos individuales, un camino a través de cada segmento de la red del cliente y otro a través del enlace MPLS-TP.

En tanto que SDN continúa mostrando sus beneficios para los centros de datos, los defensores de la ampliación del concepto de redes de transporte trabajarán con los primeros usuarios para probar y refinar su propuesta. Si el control de SDN tiene éxito, añadirá flexibilidad y simplificará la operación de las redes de transporte.

Sobre el autor: David B. Jacobs, del Grupo Jacobs, tiene más de veinte años de experiencia en la industria de redes. Ha dirigido proyectos de desarrollo de software innovador y ha sido consultor en compañías de Fortune 500, así como en empresas emprendedoras de desarrollo de software.

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