Esta es una pregunta bastante amplia, así que intentaré proporcionar una respuesta igualmente amplia.
La conmutación de etiquetas multiprotocolo (MPLS) es un mecanismo mediante el cual los datos se encapsulan en un paquete en el que se agregan metadatos. Estos metadatos tienen la forma de “etiquetas”, que son valores de 32 bits añadidos a la parte superior del marco. Cada etiqueta contiene un valor de etiqueta, un campo de tiempo de vida (TTL), un bit de pila y un campo para indicar la calidad relativa del servicio.
En una red MPLS hay varios tipos de dispositivos de reenvío: en el borde hay un dispositivo de borde de cliente (CE) que se conecta a un dispositivo conocido como borde de proveedor (PE) o enrutador de borde de etiqueta (LER). El PE / LER toma datos del CE y, basándose en su programación e información de otros dispositivos en la red, apila una o más etiquetas en el paquete antes de transmitirlas a un proveedor (P) / enrutador de cambio de etiquetas (LSR). El P / LSR no tiene conocimiento de la carga útil real del paquete y reenvía la trama únicamente en función de la información de la etiqueta. En cada salto, el P / LSR interpreta la etiqueta superior en su interfaz entrante con su tabla de reenvío y cambia la etiqueta superior con un nuevo valor antes de reenviarla a la siguiente interfaz.
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Como se mencionó anteriormente, un paquete MPLS puede soportar múltiples etiquetas. A menudo (léase: casi siempre) un PE / LER realmente empujará dos etiquetas apiladas en el paquete. La etiqueta más interna se usa para describir la disposición final del paquete, mientras que la etiqueta externa se usa para reenviar el paquete a través de la infraestructura. Se pueden insertar etiquetas adicionales en la parte superior de esta pila para permitir nuevos niveles de encapsulación. Por ejemplo, el tráfico entre dos redes MPLS distintas puede ser encapsulado y transportado por un tercero.
Uno de los elementos clave de MPLS es también la abstracción de las tecnologías de control / plano de datos. Hay varios protocolos de plano de control diferentes en uso en varias implementaciones de MPLS; los más comunes incluyen el Protocolo de distribución de etiquetas (LDP), el Protocolo de reserva de recursos (RSVP) y ciertas extensiones del Protocolo de puerta de enlace fronterizo (BGP) y ciertos IGP (especialmente OSPF e IS-IS). Una de las facetas importantes de MPLS a escala de operador es la idea de que gran parte de la complejidad de estos protocolos está realmente vinculada al borde de la red, por lo que, por ejemplo, los dispositivos PE / LER pueden ejecutar BGP para distribuir / recibir información sobre qué clientes / protocolos / etc. asociar a una etiqueta interna dada, pero los enrutadores P / LSR intermedios no necesitan participar para reenviar correctamente el tráfico, ya que, de nuevo, solo les preocupa mirar la etiqueta más externa y el reenvío / intercambio basado en clases de equivalencia de reenvío programadas (FEC).
La mecánica de cómo se pueden utilizar los mecanismos anteriores es donde se pone interesante y conduce a algunos de los beneficios. Incluyen algunos de los siguientes:
1.) TE: Se pueden formar rutas estáticas y dinámicas a través de la infraestructura MPLS independientemente del tipo de tráfico que se transporte. Esto se conoce como Ingeniería de tráfico (TE). TE permite enviar tráfico en particular a través de la red en función de una amplia variedad de criterios, desde una ruta estática definida arbitrariamente (por ejemplo, a través de esta secuencia exacta de 5 nodos) hasta determinar dinámicamente dónde está disponible el ancho de banda para cumplir con los requisitos mínimos especificados, a través de la mejor ruta dentro de un cierto conjunto de enlaces dentro de la red, etc. Hay un grado enorme de flexibilidad. También permite la señalización previa de rutas de conmutación por error para adaptarse de forma preventiva a la pérdida de nodos o enlaces particulares en la red (un ejemplo de esto es MPLS Fast Re-Route / FRR).
2.) Como su nombre lo indica, MPLS es multiprotocolo. Podemos mapear no solo el tráfico L3 (IP) en tramas MPLS sino también los protocolos L2. Esto nos permite conectar enlaces serie, Frame Relay, ATM y Ethernet (entre otros) a través de la red. La red del operador no tiene conocimiento de lo que contiene el paquete etiquetado. Literalmente, no hay diferencia entre HDLC, Ethernet en puente e IP nativa. Esto significa que el operador puede vender muchos servicios diferentes en la parte superior de una red común, por lo que un servicio Ethernet multipunto (a través de VPLS) puede utilizar la misma infraestructura que una red IP privada y un servicio público de Internet.
3.) En la línea de lo anterior, pero vale la pena mencionar nuevamente: la mayor ventaja de MPLS es posiblemente la capacidad de ejecutar múltiples redes lógicas en una infraestructura física común. Un conjunto de dispositivos puede transportar los diversos tipos de tráfico de miles de clientes diferentes, mientras que ambos mantienen el tráfico completamente separado y (tal vez igual de importante) sin tener que tener una vista completa de la topología de red de cada cliente.
Entonces, la ingeniería de tráfico, el transporte independiente de L2 / L3 y la segmentación lógica, todo mientras conserva las características de escalabilidad de nivel de operador, son las grandes victorias. También hay mucho que decir sobre la interoperabilidad de proveedores / estándares abiertos y la madurez de la implementación y la práctica operativa.
