Lasredestelefnicastienenunaestructuraaltamentejerrquica.Parapoderinterconectarentreslascentralestelefnicasesprecisodisponerdemecanismosquepermitanmultiplexar diferentesconversacionessobreunmismocanalfsico.Delocontrarioseraprecisotendermanguerasdemuchosparesparadarcabidaalagrancantidaddecomunicacionesqueseestablecenentreellas.Dichamultiplexacin hadesermayoramedidaqueseasciendeenlajerarqua,yaqueelnmerodecomunicacionescrececonformesesubedenivel.Lamultiplexacin puederealizarsebsicamentededosmaneras:porfrecuencia(FDM)oportiempo(TDM).GeneralmenteseutilizalaTDMyaquesepuedeutilizardeformamseficienteenredesdigitales,quesonlashabitualeshoyenda.

G.711esunestndardelaITUTparalacompresindeaudio.Esteestndaresusadoprincipalmenteentelefona. G.711esunestndarpararepresentarsealesdeaudioconfrecuenciasdelavozhumana,mediantemuestrascomprimidasdeunasealdeaudiodigitalconunatasademuestreode8000muestrasporsegundo.ElcodificadorG.711proporcionarunflujodedatosde64kbit/s.

1Bytecada125s=8bits*(1s/125s)=8*8000=64Kb/s=Tamaoconversacin.

Cuandoenlosaos60seempezautilizarladigitalizacinparaeltransportedevozseestableciunajerarquadevelocidadesparalaconexindecentrales.Dichajerarqua,llamadaPDH(Plesiochronous DigitalHierarchy)eradiferenteparaAmrica,Japnyelrestodelmundo.Cuandosemultiplexan diferentessealesenunadenivelsuperior(porejemplocuatroE1enunaE2)lassealesoriginalestraencadaunasupropiasealderelojosincronismo.Paraagrupardichassealesesprecisoquecompartanunsincronismocomn,cosaqueseconsigueintercalandounconjuntodebitsderellenovariableencadaunadelasseales.Estosbitsderellenopermitenmultiplexar unassealesquenosonrealmentesncronas,aunqueseaproximanmuchoalsincronismo.Deahvieneladenominacinplesicrono,quequieredecircasisncrono.

LajerarquaPDHtienevariosproblemasimportantes:1:Sudiferentevelocidadsegnloscontinenteslahaceincompatible,porloquelasconexionesintercontinentalesrequierenelusodecostossimascajasnegrasparalaconversindeunosformatosaotros.2:Sudiseonoprevelusodefibraspticas,yaqueenlosaossesentasloseutilizabacabledecobreenlascomunicacionesguiadas.3:Lascapacidadesmximasprevistasresultaninsuficientesparalascapacidadesdelosequiposactuales4:Nodisponedemecanismosdegestinniseprevlacreacindetopologasmalladasparadotaralareddeunamayorresistenciaafallos.5:Lasincronizacindelastramasquecomponenundeterminadoniveljerrquicoserealizamedianteelusodebitsderelleno,locualimpidelaextraccinoinsercindetramasentrenivelesnocontiguos.PorejemplonoesposibleextraerunatramaE1deunaE3sinrealizaranteslaseparacindelasE2correspondientes.

EldiseoinicialdelanuevajerarquadigitalsellevacaboenloslaboratoriosdeinvestigacindelaBellenlosaosochentadelsiglopasado.EstodiolugaraunestndaraprobadoporANSI(elentedenormalizacindeEEUU)quesedenominSONET(Synchronous Optical NETwork).SONETutilizacomovelocidadfundamentalladenominadaSTS1uOC1,quecorrespondea51,84Mb/s.Lautilizacindeunauotradenominacindependedequesetratedelainterfazelctricauptica,aunqueamenudoseutilizanindistintamente.Todaslasvelocidadesposiblesenlajerarquasonmltiplosenterosdelavelocidadfundamental,lacualseeligiporseradecuadaparatransportarunatramaT3,queseutilizabafrecuentementedentrodelajerarquaPDHamericana.Aunqueenteorasonposiblestodoslosmltiplosdelavelocidadfundamental,enlaprcticaslosehaextendidoelusodealgunosdeellos.Dichosmltiplossonlosquesemuestranennegritaenlatabla.PocodespusdequeANSIempezaraelprocesodeestandarizacindeSONETlaITUTempezaestandarizarunsistemamuysimilardenominadoSDH.MientrasqueenSONETsefijelobjetivodetransportareficientementeunatramaT3,eldeSDHeratransportarunaE4.EstodiolugaralaeleccindeunavelocidaddiferenteparaSDH,conloquehabrapersistidoelproblemadelaincompatibilidad.ParaevitarloseacordparaSDHunavelocidadfundamentalqueeraexactamenteeltriplequeladeSONET;deestemodolatramabsicadeSDH,denominadaSTM1,eraequivalentea(ybastantecompatiblecon)laSTS3/OC3deSONET.Dichatramatieneunavelocidadde155,52Mb/sypermitetransportarcmodamenteunatramaE4.LagrancompatibilidadentreSONETySDHprovocaqueamenudosehagareferenciaconjuntamenteaambossistemasbajoladenominacinSONET/SDH.

SONET/SDHeslanuevajerarquaTDMdiseadaenlos90pararesolverlosproblemasquepresentabalaPDH.Lassolucionessonlassiguientes:1:Aunqueelestndaramericanonoesidnticoalinternacional,ambossoncompatibles.2:Yaeneldiseoinicialsehacontempladolaposibilidaddeutilizarinterfacesdefibrapticayseincluyeestetipodeinterfacesentodaslasespecificaciones3:Lacapacidadllega(actualmente)a40Gb/s4:Sehanprevistomultituddemecanismosyherramientasdegestindelared.Tambinhaymecanismosderecuperacindeaverasquepermitenrestaurarloscircuitosentiemposmuypequeos,delordende50milisegundosomenos.Paraelloseutilizananillosuotrastopologasmalladasmscomplejas5:Envezdebitsderellenoseempleanpunterosparaconseguirlasincronizacindelassealesmultiplexadas.Estopermiterealizarlainsercinoextraccindetramasentrenivelesnocontiguos6:SDHnopretendesustituiraPDH,sinoqueestpensadoparautilizarseconjuntamenteconesta,dandoservicioenlaspartesdemayorcapacidaddelared.ParaestosehaprevistounasmanerasestndarporlascualessepuedentransportartramasPDHdentrodetramasSDH.

Enestafigurasemuestraunejemploanlogoalanterior,peroutilizandoenestecasolajerarquaSDH.EnPDHexistenunasrestriccionesencuantoalacantidadmximadetramasdecadatipoquepuedenacomodarse,quenormalmenteestnbastantepordebajodeloqueenprincipiocabraesperardeacuerdoalascapacidadesdecadauna.Porejemplo,cuandoseutilizaunatramaSTM1paratransportartramasE3sloesposibleacomodartrestramasE3,aunqueporlacapacidadparecerafactibleenprincipioquesepudierantransportarcuatro.TambinesposiblemezclartramasdediferentesnivelesenunamismatramaSONET/SDH.AsvemosenelprimerejemploqueseutilizaunaSTM1paratransportarunaE3yunconjuntodeE1s.

LatopologamssencillaquepuedeestablecerseenunaredSONET/SDHeslapuntoapunto,formadapordosADMs queseunenentres,posiblementeconlautilizacinderepetidoresintermedios.EnesteejemplolosADMs selimitanaagruparloscircuitosSTM1enunSTM4,queestransmitidotalcualalotroADM.EvidentementelasumadelascapacidadesdeloscircuitosmultiplexadosnopuedesernuncasuperioraladelcircuitoconstituidoentrelosADMs.Enestecasotresdeloscircuitosseutilizanparainterconectardosrouters,dosconmutadoresATMydoscentralitastelefnicas.Elcuartocircuitoquedarasinutilizar,disponibleparaunacuartaconexinentreBurjassot yNaranjos.EnfuncindeladistanciaacubriresposiblequesetengaqueutilizarunrepetidorentrelosADMs.EnunaconfiguracinpuntoamultipuntolareddisponedeADMs intermediosenlosqueseterminanalgunoscircuitos.AsenesteejemplosehanconfiguradotrescircuitosentreBurjassot yNaranjosparalosqueelADMdeBlascoIbezactacomobypass.ElcuartocircuitosesegregaenBlascoIbezyseutilizaparaconectarunrouter deBurjassot conunodeBlascoIbez.ComoquedasobrantelacapacidaddeunSTM1entreBlascoIbezyNaranjosesposibleestableceruncircuitoadicionalentredosequiposcualesquiera(porejemplodoscentralitastelefnicas)conectadosaestosADMs.DadoqueenestesegundocasosetransportancuatroSTM1entrecadapardeADMslosdoscircuitosSTM4seencuentrancompletamenteocupados.LoscircuitosSONET/SDHsonsiempresimtricosfullduplex.

Decimosqueunaruta eslatotalidaddeltrayectoqueconstituyeundeterminadocircuito.NormalmenteunarutaestcomprendidaentreunADMdeorigenyunodedestino.AsenelejemplodelafiguralarutaparaloscircuitosA,ByCvadelADMXalADMZ;paraDvadeXaYy paraEvadeYaZ.UnarutapuedeatravesarADMs intermedios,dondeenseinsertanoextraenotroscircuitos.CadaunadelaspartesdeunarutacomprendidaentredosADMs sedenominalnea.LoscircuitosA,ByCtienendoslneasylosDyEunasola(quecoincideconlaruta).Lainterconexinentredosdispositivoscontiguoscualquieradelared(ADMs y/orepetidores)sedenominaunaseccin.EnelejemplodelafiguraloscircuitosA,ByCtienentressecciones,mientrasqueDtienedosyEnicamenteuno.EnelcasodeE,alnohaberrepetidoresniADMs intermedios,laseccin,lalneaylarutacoinciden.

SONET/SDHcorrespondealacapafsicadelmodeloOSI.SiguiendolaestructuradecapasdedichomodeloladescripcindeSONET/SDHsebasaenlaespecificacindecuatrosubcapas.Laprimera,denominadasubcapafotnica,seocupadeespecificarlosparmetrosfsicosnecesariosparalaproduccinycorrectainterpretacindelassealestransmitidasporlafibraptica.Porencimadedichasubcapaseencuentranlassubcapasdeseccin,delneayderutaquecorrespondenconlaseccin,lneayrutaquehemosdescritoanteriormente.

ElanilloeslatopologamscomnenredesSONET/SDH.ParaconstituirloseinterconectandeformacircularunconjuntodeADMs yseconfiguraunaseriedelneassimplexSONET/SDHentrecadaADMyelsiguiente,todosdelamismacapacidad.DichacapacidadvendrdictadaporeltipodeADMs instaladosydeterminarlacapacidaddelanillo.EstaslneasactancomobackboneoredtroncalsobrelacualsetransportareltrficodelasrutasconfiguradasentredosADMs cualesquiera.Lacapacidadsumadadetodaslasrutasconfiguradasenelanillonopuedesuperarlacapacidaddeste.EnelejemplodelafigurasehaconstituidounanilloSTM4entrecuatroADMs,quedenominamosX,Y,ZyW.SobrelsehanconfiguradocuatrorutasSTM1:larutaAinterconectaYconZ,laBconectaZconW,laCinterconectaWconXylaDinterconectaXconY.Estasrutaspermitiraninterconectarporejemplocuatrorouters entresentopologadeanillo.DadoquesehandefinidocuatrorutasSTM1yelanillotieneunacapacidadSTM4hemosagotadotodalacapacidaddisponible.

Enestafigurasemuestracomoseconfiguraranlasrutascorrespondientesalejemplodelafiguraanterior.CuandosecreaunarutaenunanilloSONET/SDHlainformacinviajasolamenteenunsentido.AsporejemploalconfigurarlarutaAentrelosADMs Yy ZelsentidodeYaZviajaporlalneaquelesunedirectamente,mientrasqueelsentidocontrario(deZaY)lohaceatravesandotreslneas,laZW,laWXylaXY.Estaformadeconstituirlasrutastienevariasconsecuenciasinteresantes:Aunquelasrutassonfulldplexlaslneassoloactanenmodosimplex,esdecirlainformacinsetransmitenicamenteenunsentido.ComoconsecuenciadeestounanilloSONET/SDHpuedeestablecerseutilizandonicamenteunafibrapticaentrecadaparejadeADMs contiguos.Cuandoseconfiguraunarutalacapacidadcorrespondienteesocupadaentodaslaslneasdelanillo,independientementededondeestnubicadoslosADMs deorigenydestinodelaruta.AsenelejemplodelafiguralasrutasA,B,CYDocupancadaunadeellasunSTM1entodoelanillo.

Comoyahemoscomentadoenestecasoelanilloyanotienecapacidadsobrante,porloqueelanilloestcompletamenteocupado.

Lastopologasenanillotienendosgrandesventajas:porunladopermitencrearunaredmalladautilizandotansolounenlacemsqueenunatopologadeestrella,queseraelmnimoimprescindibleparainterconectartodoslosnodos,yporotrolasencillezdelatopologasimplificamucholaeleccindelarutaalternativaencasodefallodealgnenlace,locualpermitetomarladecisincongranrapidez.Sinembargoelanillosimplexqueanteshemosdescritonopermitelaresistenciaafallos.Paraelloesprecisoconstituirundobleanillo,tendiendodosfibrasencadalneaentrelosADMs.Comosemuestraenlaparteizquierdadelafigura,encondicionesnormalesunanilloSONET/SDHutilizanicamenteunodelosanillos(eldecolorrojo),yaquecomohemosvistoestoessuficienteparaconstituirrutasfullduplex.Elotroanillo(verde)seencuentraensituacindereservaostandby,alaesperadeentrarenfuncionamientoenelmomentoenqueseproduzcaunaavera.Cuandoseproduceunaavera(uncorteenlafibraoelfallodeunADM,porejemplo)losADMs msprximosalpuntodefallodetectanlaprdidadeconectividadentreellosporelanilloprincipalyprocedenarestaurarlacomunicacinconectndoloconeldereserva;lacombinacindeamboscreaunnuevoanilloquedaservicioatodalared,exceptoalaparteaveriada.Sielfallosedebeauncorteenlafibraelserviciosemantendrplenamenteoperativo,mientrasquesielfallosehaproducidoenunADMsevernafectadaslasrutasquetenganenelunodesusextremos.Encasodequeseproduzcaunasegundaaveraenelmismoanillolosprocedimientosderecuperacinentrarndenuevoenfuncionamiento,quedandoentoncesdosanillosoperativos,peroaisladosentres.

EnestafotografasemuestraelbastidordeunADMtpico(enestecasoconequiposdeAlcatel)dondesepuedeapreciarlaentradadelasfibrasmonomodo (cablesamarillosenlapartesuperior)lastarjetasdeelectrnicaqueconstituyenelADMpropiamentedicho,lasfuentesdealimentacinylasbateras.Comoeshabitualenequiposdealtadisponibilidadlaalimentacinserealizaconcorrientecontinuade48voltiosquesealimentanmediantefuentesdealimentacinredundantes.Estopermiteasegurarunfuncionamientoautnomodelequipodevariashorasencasodeapagn,aunenelcasodequelainstalacinnodispongadeSistemasdeAlimentacinIninterrumpida.ElequipomostradoaquestubicadoenelServiciodeInformticadelaUniversidaddeValenciaysoportalasconexionesdelareddeUniversidadespblicasdelaComunidadValenciana,formadapordosenlacesde155Mb/s(unodelaUniversidadPolitcnicadeValenciayotrodelcampusdeBlascoIbez)ascomotresenlacesde34Mb/squecorrespondena:LaUniversidadJaumeIdeCastellnLasUniversidadesdeAlicanteyMiguelHernndezLaGeneralitatValenciana

EnestafotografasemuestraundetalledelaelectrnicadeunADMSTM1contopologadedobleanillo.Comopuedeverseporlasconexionesdefibramonomodo cadaanilloestformadoporunreceptoryunemisor.Unanilloestparticipandoactivamenteenlatransmisindedatos,mientrasqueelotroseencuentraenmododerespaldo,esdecirestdispuestoparaentrarenfuncionamientodeformainmediataencasodefallodelprincipal.Esteequipo,delamarcaEricsson,seencuentraubicadoenelServiciodeInformticadelaUniversidaddeValenciayproveeuncircuitode155Mb/squeunelaComunidadValencianaaRedIRIS.Comoeshabitualenestoscasosseencuentraubicadoenunbastidorprovistodebaterasde48voltiosyfuentesdealimentacinredundantes.

AmenudolasredesSONET/SDHrequierentopologascomplejasquenopuedenserrealizadasconunanillo.Enestoscasosgeneralmenteserecurrealainterconexindevariosanillos,paralocualsehaceusodelosdenominadosDigitalCrossConnect.Enlafigurasemuestranamododeejemplodosanillosinterconectadosmedianteunodeestosdispositivosenelquesehandefinidoseisrutas(deAa F)delascualesdos(CyD)tienensuspuntosdeorigenydestinoenelanilloizquierdo,otrasdos(EyF)lostienenenelanilloderecho,yporltimolasrutasAyBtienensuorigenydestinoenanillosdiferentes.Enestecasolasrutasquesoloafectanaunanillo(C,D,EyF)ocupancapacidadnicamenteensuanillo,mientrasquelasrutasAyBocupancapacidadenambos.HayportantocuatrorutasSTM1encadaunoporloqueambosanillosseencuentranallmitedesucapacidad.

LatramaSTS1deSONETsedescribenormalmentecomounamatrizde9filaspor90columnas.Cadaelementodelamatrizcorrespondeaunoctetodeinformacin,queenelcasodecomunicacionestelefnicasrepresentaunaconversacin.Dadoquelatelefonadigitalutilizaunafrecuenciademuestreodelavozde8KHzseproducirn8000tramasSONETporsegundo.ApartirdeestosdatospodemoscalcularelcaudalquecorrespondeaunenlaceSTS1,queesde51,84Mb/s.NotodalacapacidaddelamatrizSTS1estdisponibleparaelusuario.UnapartedeellasereservaparainformacindecontrolygestindeSONET;enconcretounacolumna(9bytes)sereservaparainformacinderuta,esdecirinformacinqueacompaaralatramadesdeelorigenhastaeldestino.Otrastrescolumnas(27bytes)serequierenparainformacindeseccinydelnea.Quedanpues86columnas(774bytes)parainformacindelusuario,ocargatil.Estainformacinenviada8.000vecesporsegundoequivaleauncaudalde49,536Mb/s.LatramaOC1esidnticaentodoslosaspectosalaSTS1,sunicadiferenciaseencuentraenquelassealessetransmitendeformapticaynoelctrica.

LatramaSONETSTS1eselladrilloconelqueseconstruyelatramadecualquiernivelsuperiorenlajerarqua.Porejemploelsiguientenivelhabitualmenteutilizado,elSTS3,utilizaunatramaqueesunarplicaexactaportriplicadodelatramaSTS1;portantoloscaudalesbrutosynetossonexactamenteeltripledelosenunciadosanteriormenteparalatramaSTS1.PodemosimaginarlatramaSTS1comountrenbastantepeculiar,formadoporunsolovagncon90filasy9asientosencadafila.Enlaprimerafiladelvagnseencontraranlosconductores,nueveentotal(informacinderuta)yenlastressiguientesseencontraraelpersonaldeseguridad(informacindeseccin)ylasazafatas(informacindelnea).LostrenesSTS1hacenpartedesurecorridosolosyotralahacencombinadosdetresentres,formandotrenesSTS3.Enesapartedeltrayectolostresvagonesseenganchanentresparairjuntos,peroanentoncescadavagnmantienesufiladeconductoresysusfilasdeazafatasypersonaldeseguridad.Mstarde(enalgnADM)lostresvagonessedesengancharnyvolvernaviajardeformaindependientecomotrenesSTS1.

LaestructuradelatramafundamentaldeSDHsedescribenormalmentecomotresmatricesde90x9concatenadas.Lainformacinderuta,lneayseccintienelamismaestructuraqueenSONET,locualpermitelacompatibilidad.Sinembargo,dadoqueSTM1eslatramamnimadeSDHynosepuededesmultiplexar enotrasmenoreslainformacinderutaescomnalastresmatrices,porloquesehaoptadoporcolocardichainformacinnicamenteunavezenlatramaSTM1.Comoconsecuenciadeesto,aunquelatramaSTM1tieneelmismocaudalenbrutoquelaSTS3,sucaudaltilesalgomayor,esdecirtieneunoverhead menorgraciasalareduccinenlainformacinderuta.LosnivelessuperioresdeSDHtienentramasquesonmltiplosexactosdelatramaSTM1,conloqueeloverhead relativosemantieneconstante.ParapermitirlatotalcompatibilidaddeSONETconSDHsehadefinidoenSONETunatramadenominadaSTS3c(OC3c)quecorrespondeexactamenteconelformatodelatramaSTM1.Lac,quesignificacatenated,indicaquesehansuprimidodosdelastrescolumnasdeinformacinderutaqueenprincipiolecorresponderateneralatramaSTS3.DelamismaformasedefinenlastramasSTS12c,STS48c,etc.comoequivalentesalaSTM4,STM16,etc.SiguiendoconlaanalogaanteriorpodemosdecirqueeltrenSTM1(oSTS3c)estformadoportresvagonesenganchadosdelosquesoloelprimerotienefiladeconductores.Porconsiguientelostresvagonesnopuedennuncasepararse,handerealizarjuntostodoeltrayecto.

LaformatradicionaldetransmitirdatosporunaredSONET/SDHhasidomedianteunaredATM.PortantolasolucinclsicaalproblemaplanteadoseracolocarencadaunadelascuatrosedesunconmutadorATMconcuatrointerfacesOC3c.Dosdeestasinterfacesseutilizaranparaconectarloconlosdosconmutadoresvecinos,formandounanilloentreloscuatro.Lasotrasdosinterfacesseutilizaranparaconectarelconmutadorconsuroutercorrespondiente.Paraquelacomunicacinentrelosrouters seaposiblesedeberndefinirdoscircuitosvirtualesqueconectencadarouter conelsiguienteyelanteriorenelanillo.Unavezdefinidosloscircuitoslosrouters podrnintercambiardatagramasIPsiguiendoalgunodelosmecanismoshabitualesenestoscasos,porejemplosegnelRFC1483oporClassical IPoverATM.

LacomunicacinentrelosconmutadoresATMserealizaatravsdecuatrocircuitosOC3cqueseconfiguransobreunanilloSONET/SDHOC12c,queeslacapacidadmnimanecesaria.ElanilloseformaentrecuatroADMs,cadaunoubicadoenunadelascuatrosedes.Enrealidadhemosconstituidotresredessuperpuestasconmecanismosdeproteccinenlostresniveles:EnelprimerniveltenemoseldobleanilloSONET/SDHOC12cconsusmecanismosyadescritosderecuperacindeaveras,basadosenlaexistenciadeunanilloactivo(rojo)yunanillodereserva(verde).EnsegundolugarlaredATM,formadaporloscuatroconmutadoresconectadosentopologadeanillo,quepuedenimplementarelprotocoloderouting PNNI,conloquepodrrecuperaraveras.PorejemploencasodefallodelenlaceentreXeYPNNIreencaminaradichotrficoatravsdeZyW.Porltimo,silosrouters IPdisponendealgnprotocoloderouting,comoOSPFoISIS,podrntambinreencaminartrficoporlarutaalternativaencasodefallodealgnenlace.LaprincipaldiferenciaentrelosmecanismosdeproteccindeSONET/SDHylosprotocolosderouting (PNNI,OSPF,etc.)estribaenlarapidezderespuesta.MientrasqueelanilloSONET/SDHrespondeenuntiempode50ms,losprotocolosderouting requierenvariossegundosparaponerenmarchalanuevaruta.

UnaformasencilladeevitarlosproblemasdeATMesprescindirporcompletodeestatecnologa.Entalcasosemanejadesdeelrouter elcircuitoSONET/SDHcomosideunenlacededicadopuntoapuntosetratara.AunquepuedaparecerlomseficientenoesposibleacomodardirectamentedatagramasIPenlapartedecargatildelatramaSONET/SDH,pueshaydosfuncionesimprescindiblesqueenATMrealizabaelprotocolodeadaptacinAAL5:ladeteccindeerroresyladelimitacindelastramasaniveldeenlace.AmbastareaslasdesempeadeformabastanteeficientePPP(Pointto PointProtocol),elprotocolodeniveldeenlacedeIPutilizadoenlneaspuntoapunto.PPPincorporaundelimitadordetramabasadoenlasecuencia01111110,empleadaentodalafamiliadeprotocolosquederivandelHDLC,ascomounCRCalfinaldelatramaquepermiteladeteccindeerrores.EstatcnicaesloqueseconocehabitualmentecomoPOS,abreviaturaqueseutilizaparasignificartantoPacket Over SONETcomoPPPOverSONET.

EstafiguramuestradeformagrficaladiferenciaquesuponeelusodeATM/AAL5frenteaPOSenloqueserefierealoverheadaadidoporcadaunodelosprotocolos.EloverheaddeSONET/SDHesigualenamboscasos(3,7%deltotal).EncambioeloverheaddeATM/AAL5suponeun14,6%frenteal1,2%dePOS.EloverheadrelativodeIPesenamboscasosigual,aunquealsermayorelcaudaldisponiblesuponeenelcasodePOSun3,5%deltotalfrenteal3,0%enelcasodeATM/AAL5.AspueselcaudaldisponibleparaelusuariosuponeenPOSun92%(porejemplo142,37Mb/senunenlaceOC3c)frenteaun79%enATM/AAL5(122,4Mb/senunOC3c).Todoslosvaloresestncalculadosparauntamaodedatagramamediode540bytes.

ConPOSprescindimosporcompletodelaestructuradeceldasATMydetodosuequipamientocaracterstico(conmutadores,interfaces,etc.).UnavezsuprimidalacapaATMpodemosconectarlosroutersdirectamentealaredSONET/SDH,esdeciralosADMs.Sobrestosconfiguraremoscomoantescuatrocircuitosentrecadadosroutersvecinos(AconB,BconC,CconDyDconA).EnestecasoparapodersoportarlasdosconexionesdecadasedetenemosqueinstalarencadarouterdosinterfacesOC3c.Acambioahorapodemostransmitireldobledecaudalqueantesdesdecadarouter,esdecirahorasquepodemosaprovechartodaslasprestacionesquenosofrecelaredWAN.

LasventajasobtenidasconlaevolucinaPOSsonlassiguientes:Mayorrendimiento (~13%)alsustituirlaestructuraATM/AAL5porPPP,muchomseficiente.Menorcosto:ademsdelasupresindelosconmutadoresATMlasinterfacesPOSdelosrouterssonmsbaratas,puessuelectrnicaesmssencilla.Mayorsencillez:alhabermenosequiposqueconfigurar.Tambinsesimplificalaconfiguracindelosrouters.Apesardetodolaredannoesptima.DebidoalaformacomofuncionanlosanillosSONET/SDHseguimosteniendounodelosanillosdefibra(eldecolorverde)reservadoanteposiblesaveras.Estorequiereinstalar,ademsdelafibrafsica,todalaoptoelectrnicanecesariaenlosADMs(transmisoresyreceptores)porloqueelcostoesconsiderable.

Enesteejemplosemuestraunaformahabitualdeorganizarelbackbone deunaredCATV(televisinporcable),dondecoexistenelserviciodedatosIP(accesoaInternetmediantecablemodem)conelserviciodetelefonatradicional,basadoencabledepares.Enlasdenominadascabeceraslocales,dondeterminalaredHFC(Hybrid FibreCoaxialHbridodeFibrayCoaxial).,seutilizanconexionesPOS(sobrecircuitosSONET/SDHOC3cporejemplo)paralosrouters,ycircuitosPDHE3(oE2oE1,dependiendodelnmerodeusuariosdelazona)paralatelefona.ElequipamientoATMsueleestarausentedelasredesCATV.Elhechodequelala multiplexacin dedatosyvozserealicealnivelSONET/SDHsuponeunamenorflexibilidadalahorademodificarloscircuitos,yrequiereunrepartoestticodelacapacidaddisponibleentreambosservicios.Estoesposiblecuandohayunaplanificacinestrictadeloscaudalesenlared.

EstaesunatarjetaconcuatrointerfacesPOSde10Gb/s(OC192c)deunodelosroutersmspotentesdelmercado.Obsrveseladiferenciadepreciodelainterfazenfuncindelalcanceydeltipodelserutilizado.

Apesardelasventajasqueofrece,elusodePOSsobreredesSONET/SDHpresentaalgunosinconvenientesdebidosfundamentalmenteaquesedisepensandoenelserviciodetelefona,dondelafiabilidaderafundamental.Veamosalgunosdeesosinconvenientes:Enlastopologasenanilloeltrficosigueunesquemargidoporloquenosiemprevaporelcaminomscorto.Estorequieremayorcantidaddeequipamiento.Lacapacidaddisponibleenlaredsehadeasignardemaneraestticaacadacircuitoqueseconstituye(comosisetrataradePVCs)nosiendofactiblelareasignacindinmicadecapacidadesnoutilizadasLatopologaenanillorequieretenerunafibradereservaporcadafibrapticautilizada.Lafibradereservanoseutilizanormalmente,perohadeestarahcontodosuequipamiento(transceiverspticos,etc.)porsifallalaotra.Sedaunaduplicidadinnecesariadefunciones,yaquelosmecanismosderecuperacindeaverasdeSONET/SDHdesempeanlamismatareaqueOSPF(aunqueeltiempoderespuestaesmenor).LasolucinatodosestosproblemasessencillamenteprescindirdelainfraestructuraSONET/SDH.

Volviendoahoraanuestroejemplodelascuatrosedes,sidisponemosdeundobleanillodefibrapticaentrelascuatropodemossuprimirtodoslosADMsyenchufardirectamentecadarouterconsusvecinos.Analicemosalgunasdelasventajasdeestatopologa:SesuprimenlosADMS,conloquesereducesensiblementeelcostodelared.Eltrficodiscurresiempreporelcaminoptimo,deacuerdoconlarutafijadaporOSPF.PorejemplotantoeltrficoABcomoelBAdiscurrenporelenlaceAB.Lavelocidadestdeterminadaexclusivamenteporlasinterfacesdisponiblesenlosrouters,porloquefcilmentesepodraaumentarlacapacidadaOC12c,outilizarensulugarGigabitEthernet.EncasodefallodealgnenlaceOSPFrestauraelservicioporelcaminoalternativo.Sinembargolarecuperacintieneuntiempodereaccindevariossegundos,notablementesuperioraldeSONET/SDH.ElusodeOSPFpermiteunrepartodinmicodelacapacidad.PorejemplosilacomunicacinABporlarutadirectaresultainsuficienteOSPFpuededecidirdesviarpartedeltrficoporlarutaalternativa(ADCB)

AuncuandosehasuprimidolainfraestructuraSONET/SDHlasinterfacesPOSdelosrouterssiguenutilizandoelformatodetramaOC3c(dentrodelacualacomodanlastramasPPP).ElusodelatramaSONET/SDHpermiteaprovecharenestoscasoslasherramientasdegestinymonitorizacintpicasdelasredesSONET/SDH.

VPN =VirtualPrivate Network,=Redprivadavirtual

Enesteejemplosemuestraunaformahabitualdeorganizarelbackbone deunaredCATV(televisinporcable),dondecoexistenelserviciodedatosIP(accesoaInternetmediantecablemodem)conelserviciodetelefonatradicional,basadoencabledepares.Enlasdenominadascabeceraslocales,dondeterminalaredHFC,seutilizanconexionesPOS(sobrecircuitosSONET/SDHOC3cporejemplo)paralosrouters,ycircuitosPDHE3(oE2oE1,dependiendodelnmerodeusuariosdelazona)paralatelefona.ElequipamientoATMsueleestarausentedelasredesCATV.Elhechodequelamultiplexacin dedatosyvozserealicealnivelSONET/SDHsuponeunamenorflexibilidadalahorademodificarloscircuitos,yrequiereunrepartoestticodelacapacidaddisponibleentreambosservicios.Estoesposiblecuandohayunaplanificacinestrictadeloscaudalesenlared.

EnlatablasemuestranenordenmsomenoscronolgicoalgunosdelosprincipalesmediosfsicosdeEthernet.Losqueaparecenentreparntesisestnendesuso,perosehanincluidoporsuintershistricoyporquealgunostuvieronampliadifusinensumomento.1BASE5:desarrolladaamediadosdelos80yconocidacomoStarLAN,estaversinralentizadadeEthernetfueunfracasocomercial,peroostentaelmritodeserlaprimeraversindeEthernetquefuncionsobrecabledepares,precursorade10BASET.10BASE5fuelaprimeraversindeEthernet.10BASE2:lahermanamenorde10BASE5,llamadaCheapernetyaqueutilizabauncablecoaxialmsfinoysimplificabalainstalacin,locualreducaconsiderablementeloscostes.10BROAD36:lanicavariantedeEthernetdesarrolladasobrebandaancha.Suprincipalventajaeraelmayoralcance,peroelcostoexageradoylallegadadelafibrapticaquetambinpermitagranalcanceimpidieronsudifusin.LaestandarizacindelasvariantesdeEtherneta40y100Gb/sseharealizadoen2010,yquedarecogidoenelIEEEStandard802.3ba

FDDI =(Fiber Distributed DataInterface InterfazdeDatosDistribuidaporFibra)

EjemplodeMetroEthernet:ReddeUniv.pblicasdelaC.ValencianaSeusaelservicioMacroLANdeTelefnicaLasuniv.pblicasdelaC.V.(UA,UJI,UMH,UPVyUV)seinterconectandesde1994atravsdelareddelaGeneralitat,suministradaporTelefnica.Esaredhasidoobjetodevariasmejorasdesdeentonces.ActualmentesebasaenunaseriedeconmutadoresLAN(nivel2)suminstrados ygestionadosporeloperadorquemedianteVLANs configuranenlacesVPNatravsdeloscualeslasuniversidadeslleganaBurjassot,dondeestaelPoP deRedIRIS.Entrenfuncionamientoenoctubrede2004.

Enesteesquemasemuestranamododeresumenlasdiferentesopcionesqueseplanteanalahoradedisearunareddealtasprestaciones.Losrectngulosdecoloramarillointensorepresentanunprotocolocompleto,mientrasquelosrectngulosdelgadosdecoloramarilloplidorepresentanelusodeunformatodetramanicamente,sinqueexistaenestecasounaredconequipamientoespecficoyprotocolopropio.

LasetiquetasMPLSseanuncianentrelosrouters paraquepuedanconstruirunmapeadodeetiquetaaetiqueta.EstasetiquetasestnunidasalospaquetesIP,permitiendoalosrouters reencaminareltrficomirandolaetiquetaynoladireccinIPdedestino.LospaquetessonenviadosporconmutacindeetiquetasenlugardeconmutacinIP.Latcnicadeconmutacin de etiquetasnoesnueva.Frame Relay yATMlautilizanparamoverlosframes oceldasatravsdelared.LasimilitudentreFrame Relay yATMesqueencadasaltoatravsdelared,elvalordelaetiquetaenlacabeceracambia.EstoesdiferenteenlatransmisindepaquetesIP.

AntesdeMPLS,lastecnologas/protocolosWANmspopulareseranATMyFrame Relay.LasredesWANeconmicas seconstruyeronparallevaralosdistintosprotocolos.ConlapopularidaddeInternet,IPseconvirtienelprotocolomspopular.SecrearonVPNs sobreestosprotocolosWAN.LosclientesalquilabanenlacesATMyconexionesFrame Relay ousabanlneasdedicadasparaconstruirsupropiaredprivadasobreella.Estetipoderedessedenominanredessuperpuestas(overlay networks).

Unadelasprimerasrazonesparaelusodeunprotocolodeconmutacindeetiquetasfuelanecesidaddevelocidad.LaconmutacindepaquetesIPenunaCPUseconsiderqueeramslentaquelaconmutacindepaquetesetiquetados,dondenicamentehabaqueconsultarlaetiquetaenlaparteinicialdelpaquete.Unrouter envaunpaqueteIPbuscando ladireccinIPdedestinoenlacabeceraIPyencontrandolamejoropcinenlatabladeenrutamiento.Sinembargo,yaquelasdireccionesIPpuedeserunicast omulticast ytienencuatrooctetos,labsquedapuedesercompleja.UnabsquedacomplejahaceladecisindeenvodeunpaqueteIPpuedetardaralgntiempo.Aunquealgunas personaspensaronquebuscarunsimplevalordeetiquetaenunatablaenlugardebuscarladireccinIPseraunamaneramsrpidadeconmutacindepaquetes,losprogresosrealizadosenlaconmutacindepaquetesIPsobrehardwarehahechoqueesteargumentoseadiscutible.ElusodeASICs enelplanodereencaminamiento deunrouter hallevadoaqueencaminarlospaquetesIPseatanrpidocomoencaminarpaquetesetiquetados.

ConMPLS,laideaesetiquetarlospaquetesdeentradaenfuncindesudireccindedestinouotroscriteriospreconfiguradosyencaminartodoeltrficosobreunainfraestructuracomn.UnadelasrazonesporlasqueIPseconvirtienelprotocolodominanteelmundodelasredesesquemuchastecnologaspuedensertransportadassobreella.MedianteelusodeMPLSconIP,sepuedenampliarlasposibilidadesdeloquepuedetransportar.Aadiendoetiquetasalpaquetesepuedentransportarotrosprotocolos,nosolamenteIP,aniveldecapa3,demanerasimilaraloqueantessoloeraposibleconFrame Relay oATM(denivel decapa2).MPLSpuedetransportarIPv4,IPv6,Ethernet,HDLC,PPPyotrastecnologasdecapa2.Losrouters queencaminaneltrficoAToM notienenquepreocuparsedel payload deMPLS,slotienenquesercapacesdeencaminareltrficoetiquetadomirandolaetiquetaaliniciodelpaquete.

IPganlabatallasobreelrestodeprotolocos deredencapa3,comoAppleTalk,Internetwork Packet Exchange(IPX)yDECnet.ComoprotocolodeCapa2enel ATMtuvomuchoxito,menosen protocoloWAN.ParaWAN fuenecesarialaintegracindeIPsobreATM, proponindosealgunassoluciones.UnadelassolucionesfuelaimplementacindeIPsobreATMdeacuerdo elconocidoRFC 1483,"Multiprotocol Encapsulation over ATMAdaptation Layer 5".Enestasolucin,todosloscircuitosATMtenan que serestablecidodeformamanual,ytodoelmapeadoentreIPyATMtena queserconfiguradomanualmenteencadarouter ATMdelared.Otra solucineraimplementarLANEmulation (LANE).LANE,bsicamente,hacequelaredsecomportecomounaredEthernetsimulada.EstosignificaquevariossegmentosEthernetseconectan comosilaredWANATMquehayenmediofueraunconmutadorEthernet.Porltimo,multiprotocolosobreATM(MPOA),queesunaespecificacinrealizadaporelForoATM,proporcionalamayorintegracindeIPsobreATM,perotambineslasolucinmscompleja.UnamejorsolucinparalaintegracindeIPsobreATMfueunadelasrazonesdelainvencindelatecnologaMPLS.

ConMPLSVPN,unrouter cliente,llamadocustomer edge (CE)router,conectaenlacapaIPconalmenosunrouter proveedordeservicio,llamadoprovider edge (PE)router.ElcarcterprivadoenlasredesMPLSVPNselograutilizandoelconceptodevirtualroutingforwarding(VRF)yelhechodequelosdatosseencaminanenelbackbone comopaquetesetiquetados.VRFs aseguraquelainformacindeenrutamientodelosdiferentesclientessemantieneseparado.Otrodelosbeneficiosparaelproveedordeservicioesqueslotienequeproveerelenlaceentrelosrouters PEyCE.Conelmodelodecapassuperpuestas(overlay model),elproveedordeserviciosdebeproveerlosenlacesocircuitosvirtualesentrelossitios.Adems,aadirunnuevositio significaqueenelrouter PE,slohay queaadirlaconexinconelrouter CE.NohayquepreocuparsedecrearcircuitosvirtualescomoconelmodelodecapassuperpuestasodelaconfiguracindefiltrosdepaquetesofiltrosderutasconelmodelopeertopeerVPNsobreunaredIP.

Laideabsicadetrsdelaingenieradetrficoesutilizardemaneraptimalainfraestructuradered,incluyendolosenlacesqueestnsubutilizados,debidoaquenoseencuentranenlarutapreferida.Estosignificaquelaingenieradetrficodebeproporcionarlaposibilidaddedirigireltrficoatravsdelaredporcaminos diferentesaldelarutapreferida,queeslarutademenorcostoproporcionaenrutamientoIP.Enlafigura,sielprotocolodeenrutamientousaelanchodebandacomomtrica,eltrficoseguirelcaminodeR1aR4aR5aR6aR7.Contodoeltrficosiendoenviadoporelmismocamino,esposiblequeestosenlacessesaturen.Cuandounenlacesesatura,lospaquetesserndescartados.Larutaalternativa(R1aR2aR3aR4)noserutilizadaporlosprotocolosdeenrutamientocomoOSPFyISIS,quesonutilizadosenelncleodelasredesdeproveedoresdeservicios,porquenosoportanel balanceado decargacuando elcostedelcaminoesdesigual.

Lasolucincon MPLSeselusodetnelesdeingenieradetrficoquesonposiblesgraciasalapilamientodelasetiquetas.EnR6,dostneles,amboscondestinoenR1,seconfiguranparacompartirlacarga.DadoqueMPLSsoportaelbalanceodelacargacuandoelcostedelalneaesdesigual,eltrficoserbalanceadoatravsdeestosdostnelesaniveldepaquete.Lostnelessonunidireccionales,porloqueunsegundoconjuntodetnelestendraquesercreadodesdeR1aR6paraapoyarelflujodetrficoenladireccinopuesta.

LaetiquetaMPLS,omsespecficamente,MPLSlabel stack,secomponedecuatrooctetos(32bits).LabelEstecampoeslapropiaetiqueta,ytiene 20bitsdelongitud.Con20bits,nopuedehabermsdeunmillndeetiquetas.Experimental(EXP)ElcampoExperimental(EXP)tienetresbitsdelongitudyseutilizaparamapearlospaquetes estndardeIPToS (tipodeservicio)enelcampoExperimentalparaMPLSCoS(clasedeservicio).BoSLasEtiquetasdeMPLSsepuedenapilarunaencimadelaotra.LaS,obitdepila,seutilizaparaindicarlaparteinferiordelapila.Unvalorde1enestecampoindicalaparteinferiorolaltimaetiquetadelapila.TTLElcampoTTL(TimetoLive)seobtienedelTTLdeIP(ocampodeIPv6HopLimit),sedecrementa en1yluegosecopiaenlaetiquetadelcampoTTLdeMPLS.AlsalirdelaredMPLS,elvalor delaetiquetaTTLdeMPLSsecopiadenuevoenelcampoTTLdeIP.Siestecampovale0,elpaqueteserdescartado.ElcampoTTLtiene8bitsdelongitud.

Los routers quesoportanMPLSpuedennecesitarmsdeunaetiquetaenlapartesuperiordelpaqueteparaenrutar elpaqueteatravsdelaredMPLS.Estosehacemedianteelapiladodeetiquetas.Laprimeraetiquetadelapilasedenominalaetiquetasuperior(toplabel),ylaltimaetiquetasellamalaetiquetainferior(bottom label).Enelmedio,puedehabercualquiernmerodeetiquetas.Laltima etiquetatieneenelcampoBOSelvalor1.

LapiladeetiquetasMPLSsecolocaentrelacabeceradelacapa2decabecerayelpayload delaCapa3.Debidoaquelaetiquetaesanterioralacabeceradelacapa3,elrouter laveprimero.Elrouter puedeporlotantoreenviarpaquetesbasadosenlaetiquetaMPLSenvezdeenlacabeceradelacapa3.DebidoaquelapiladeetiquetasdelaCapa2secolocaantesdelacabeceradelacapa3odeladeotroprotocolotransportado,estadebedisponerdelosnuevosvaloresparaelcampo DataLinkLayerProtocol,indicandoqueloquesiguealacabeceradenivel2esunpaqueteMPLSetiquetado.MPLSnoesunprotocolodeCapa2debidoaquelaencapsulacindelacapa2todavaestpresenteenlospaquetesetiquetados.MPLSnoesrealmenteunprotocolodeCapa3porqueelprotocolodeCapa3anestpresente.Porlotanto,MPLSnoencajaenlascapasOSImuybien.TalvezlaformamssencilladehacerloesverMPLScomolacapa2,5.

Unlabelswitchrouter(LSR)esunrouter compatibleconMPLS.EscapazdeentenderlasetiquetasdeMPLSyderecibirytransmitirunpaqueteetiquetadopor unenlacededatos.UnLabel Switched Path (LSP)esunasecuenciadeLSRs queconmutanunpaqueteetiquetadoatravsdeunaredMPLSopartedeella.UnLSPesunidireccional.

IngressLSRs: ElLSRs deingresorecibeunpaquetequenoestetiquetadotodava,leintroduceunaetiqueta(enlapila)aliniciodelpaqueteyloenvaporelenlacededatos.EgressLSRs:ElLSRs desalidarecibepaquetesetiquetados,lesretiralaetiqueta(s),ylosenvaporelenlacededatos.LSRs deentradaylasalidasonLSRs defrontera(edge).IntermediateLSRs: LSRs intermediosrecibenunpaqueteetiquetado,realizanunaoperacinsobrel,conmutaelpaqueteyenvaelpaqueteporelenlacededatoscorrecto.

UnLSRpuedehacerlastresoperaciones:pop,push oswap.

ElLSRentradadeunLSPnoesnecesariamenteelprimerrouter enetiquetarelpaquete.ElpaquetepodrayahabersidoetiquetadoporunLSRanterior.EstecasoseraunnestedLSP,esdecir,unLSPdentrodeotroLSP.

NOTA:EnelcasodeMPLSVPN,LSRs deentradaysalidaseconocencomoroutersproveedoresde frontera(PE)(provider edge routers).LosLSRs intermediosseconocencomorouters proveedores(P)(provider routers).

Aforwardingequivalenceclass(FEC)esunaagrupacindepaquetesquesontratadosdelamismamanerayremitidoporelmismocamino.Porejemplo,unasubreddedestinopodracorresponderaunaFEC.TodoslospaquetesquepertenecenalamismaFECtienenlamismaetiqueta.Sinembargo,notodoslospaquetesquetienenlamismaetiquetapertenecenalamismaFEC,porquesusvaloresEXP,porejemplo,puedendiferir.Elrouter quedecidequpaquetespertenecenaquFECeselLSRdeentrada.

ConsideremoselejemplodeIPv4sobreMPLS,queeselejemplomssimpledeunaredMPLS.IPv4sobreMPLSesunaredqueconstadeLSRs queejecutanunIPv4InteriorGatewayProtocol (IGP)(porejemplo,OpenShortest Path First [OSPF],IntermediateSystemtoIntermediateSystem[ESES],yEnhanced InteriorGatewayRouting Protocol [EIGRP]).ElLSRdeingresobuscaladireccinIPv4dedestinodelpaquete(GreenNetwork),imponeunaetiquetayreenvaelpaquete.ElLSRsiguiente(ycualquierotroLSRintermedio)recibeelpaqueteetiquetado(etiquetadecolorverdeoscuro),cambialaetiquetadeentradaconunaetiquetadesalida(etiquetaamarilla),yreenvaelpaquete.ElLSRdesalidaquitalaetiquetayreenvaelpaqueteIPv4sinetiquetasalenlacedesalida.NOTA:Paraqueestofuncione,LSRs adyacentesdebenestardeacuerdoenquelaetiquetaqueseutilizarparacadaprefijoIGP.Lasetiquetassonlocalesparacadaparderouters adyacentes.Lasetiquetasnotienenunsignificadoglobalatravsdelared.

TienelaventajadequenoesnecesariounnuevoprotocoloparaejecutarenLSRs,perocadaprotocolodeenrutamientoIP debeampliarseparallevarlasetiquetas.Lagranventajadequeelprotocolodeenrutamientollevelasetiquetasesqueelenrutamientoydistribucindeetiquetassiempreestnsincronizados,loquesignificaquenosepuedetenerunaetiquetasinelprefijooviceversa.Laimplementacindeprotocolosdeenrutamientovectordistancia(comoEIGRP)essencillo,yaquecadarouter generaunprefijoapartirdesutabladeenrutamiento.Losprotocolosdeenrutamientodeestadodelenlace(comoISISyOSPF)nofuncionandeestamanera.Cadarouter generaactualizacionesdelestadodeenlacequesereenvansincambiosportodoslosrouters dentrodeunrea.ElproblemaesqueparaquefuncioneMPLS,cadarouter tienequedistribuirunaetiquetaparacadaprefijoIGP.NingunadelasIGPs hatenidoquecambiarseparadesplegarelprimermtodo.

Usar un protocoloespecficoparaladistribucindelaetiquetatienelaventajadeserindependientedelprotocolodeenrutamiento.SeacualseaelprotocolodeenrutamientoIP,siescapazdedistribuirlasetiquetasono,unprotocoloespecficodistribuyelasetiquetasydejaqueelprotocolodeenrutamientodistribuyalosprefijos.LadesventajadeestemtodoesquesenecesitaunnuevoprotocoloenLSRs.TDP,queesanterioraLDP,fueelprimerprotocoloparaladistribucindeetiquetasdesarrolladoeimplementadoporCisco.Sinembargo,TDPespropiedaddeCisco.ElIETFmstardeformalizLDP.

ParacadaprefijoIGPIPdesutabladeenrutamientoIP,cadaLSRcreaunlabelbinding,esdecir,queuneunaetiquetaconelprefijoIPv4.ElLSRluegodistribuyeestebinding atodossusvecinosLDP.Losvecinoslosalmacenanestosremotos(recibidos)ylocales(propios)bindings enunatablaespecial,thelabelinformationbase(LIB).CadaLSRslotieneunlocalbinding porprefijo,cuandoelespaciode etiquetasesporplataforma.Sielespaciodeetiquetasesporinterfaz,puedeexistirunlocalbinding porprefijo einterfaz.De todoslosbindingsremotosrecibidosparaunprefijo,LSRtienequeescogerunosoloque usarparadeterminarlaetiquetadesalidaparaeseprefijoIP.LatabladeenrutamientodeterminacualeselsiguientesaltodelprefijoIPv4.LSRseleccionaelbinding remotorecibidoporelLSR,queserelprximosaltoenlatabladeenrutamientoparaeseprefijo.Estainformacinseutilizaparaconfigurarellabelforwardinginformationbase(LFIB),dondelaetiquetadellocalbinding sirvecomolaetiquetadeentradaylaetiquetadelbindingremoto escogidaatravsde latabladeenrutamientosirvecomolaetiquetadesalida.

PublicacinporLDPdelosenlacesentrelosLSRs paraelprefijoIPv410.0.0.0/8.CadaLSRasignaunaetiquetaporprefijo IPv4.Lalocalbinding esporprefijo.

ElLFIBeligeslounadelasetiquetasdesalidaposiblesdeentretodoslosbidingsremotosquehayenlaLIByloestableceenelLFIB.Laetiquetaremotaelegidadependedelmejorcaminoencontradoenlatabladeenrutamiento.EnelejemplodeIPv4overMPLS,laetiquetaestasociadoaunprefijoIPv4.Sinembargo,elLFIBsepuedenrellenarconetiquetasnoasignadasporLDP.EnelcasodelaingenieradetrficoMPLS,lasetiquetassondistribuidasporRSVP.EnelcasodeMPLSVPN,laetiquetadeVPNsondistribuidasporBGP.

LaetiquetaMPLSnotieneuncampoidentificadordeNetworkLevelProtocol(NLP).Estecampoestpresenteentodaslastramasdenivel2paraindicarculeselprotocolodeCapa3.LosLSRs intermediosnonecesitansaberculeslainformacinque transportade(payload)deMPLS,porquetodoloquenecesitansaberparaconmutarelpaqueteeslaetiquetasuperior.Paraqueelenvousandoestaetiquetasuperiorseacorrecta,elLSRintermediodebetenerunbinding localyremotoparaesaetiquetasuperior.ElLSRdesalidadebesaberquvalordebeutilizarparaelcampodelidentificadorNetworkLevelProtocolen elmarcodesalida.EsteLSRdesalidaeselquehizoellocalbinding, loquesignificaqueelLSRasignunbindinglocalaeseFEC,yesesaetiquetalaqueseutilizacomolaetiquetadeentradaenelpaquete.Porlotanto,elLSRdesalidasabelainformacin quetransportaMPLSmirandolaetiqueta.

ElLSRApuedeemplearlaetiquetaL1paraelFEC1deLSRByla etiquetaL1paraFEC2deLSRC,peroslosiLSRApuededistinguirporqueLSR recibeelpaqueteconlaetiquetaL1.EnelcasodequeseconectendirectamenteaunLSRatravsdeenlacespuntoapunto,estopuedelograrseconfacilidad.ElhechodequelaetiquetaL1solamenteseanicaporinterfazdanombreaestembitodelaetiqueta:espaciodeetiquetasporinterfaz.Siseutilizaelespaciodeetiquetaporinterfaz,elpaquetenoseenvanicamenteenfuncindelaetiqueta,sinoenfuncindelainterfazdeentradaylaetiqueta.LaotraposibilidadesquelaetiquetaseanicaenLSR,noaniveldeinterfaz.Estosellamaespaciodenombresporplataforma.Enesecaso,LSRAenvaaFEC1conlaetiquetaL1alosLSRs ByC,comosepuedeverenlafigura.CuandoLSRAenva aFEC2,laetiquetadebeserunaetiquetadiferentealaetiquetaL1.

DownstreamonDemand(DoD)labeldistributionmode:cadaLSRpideparasuprximosalto(esdecir,downstream)LSRenunLSP,unaetiquetaparaeseFEC.CadaLSRrecibeunbinding porFECslodesuLSRdownstream eneseFEC.ElLSRdownstream eselrouter delsiguientesaltoindicadoenlatabladeenrutamientoIP.

UnsolicitedDownstream(UD)labeldistributionmode: EnelmodoUD,cadaLSRdistribuyeunbinding asuLSRs adyacentes,sinqueesosLSRs solicitenunaetiqueta.EnelmodoUD,unLSRrecibeunaetiquetaremotadecadaLSRadyacente.

LiberalLabel Retention (LLR)mode:EnelmodoLLR,unLSRmantienetodoslosbindingsremotosrecibidosenelLIB.Unodeesosbindings eselbinding remotorecibidodesdeeldownstrean oelsiguientesalto paraeseFEC. Laetiquetadeestebinding remotoseutilizaenelLFIB.

ConservativeLabelRetention (CLR)mode: UnLSRqueestejecutandoestemodonoalmacenatodoslosbindings remotosenelLIB,sinoquesloalmacenaelbinding remotoqueestasociadoconelLSRdesiguientesaltoparaunFECparticular.

Independent LSPControlmode: ElLSRpuedecrearunlocalbinding paraunFECdeformaindependientedelosotrosLSRs. EstosedenominacalledIndependentLSPControlmode.Enestemododecontrol,cadaLSRcreaunbinding paraundeterminadoFECtanprontocomosereconoceelFEC.Porlogeneral,estosignificaqueelprefijodelaFECseencuentraensutabladeenrutamiento.

Ordered LSPControlmode:Enestemodo,elLSRslocreaunlocalbinding paraunFECsisereconocequeeselLSRdesalidaparalaFEC,osielLSRharecibidounaetiquetadesdeelsiguientesaltoparaesteFEC.

Estaseccinsecentraespecficamenteencmosonenviadoslospaquetesetiquetados.Elreenvodepaquetesetiquetadosesbastante diferentedelreenvodepaquetesIP.NoslolabsquedaIPessustituidaporlabsquedadelaetiquetaenlaLFIB,sinoquediferentes operacionesconetiquetassontambinposibles.PrimeraseccinexaminacmolospaquetesetiquetadossonenviadosenlasredesMPLS,cmoelreenvodepaquetesetiquetadosesdiferentedereenvodepaquetesIP,cmose balancealacargadepaquetesetiquetados,yqueslo querealizaunrouterLSRconunpaqueteconunaetiquetadesconocida.

Estasoperacionespuedenser pop,push,oswapdelasetiquetasdeMPLSenlapiladeetiquetas.MirandolaetiquetadelapartesuperiordelpaqueterecibidoylaentradacorrespondienteenelLFIB,laLSRsabecmoenviarelpaquete.ElLSRdeterminaquoperacinetiquetasedeberealizarswap,push,opopycualeselsiguientesaltodondeelpaquetedebeserenviado.

Cuandounrouter recibeunpaqueteIP,serealizaunabsquedadeIP.Porejemplo,enlosrouters deCisco,estosignificaqueelpaqueteesbuscadoenlatablaCEF(CiscoExpressForwarding).Cuandounrouter recibeunpaqueteetiquetado,labsquedaserealizaenelLFIBdelrouter.

LospaquetesIPqueentranenlaLSRcondestinoa10.200.254.4/32salenporlainterfazEthernet0/0/0despusdeasignarleslaetiqueta18.Elsiguientesaltodeestepaquetees10.200.200.2.Sepuedeverenestasalidaalgunosejemplosdelas operacionesdeswapypop.Laetiquetalocal(otag)eslaetiquetaqueestaLSRasignaydistribuyealosotrosLSRs. EsteLSResperaquelospaquetesetiquetadoslelleguenconestasetiquetaslocalescomolasprimerasenlapiladeetiquetas.

Unejemplodeunaoperacinpush.Laetiquetadeentrada23seintercambiaconlaetiqueta20,ylaetiqueta16seinsertasobrelaetiqueta20.Cuandoserealizaunaagregacin enunLSR,seanunciaunaetiquetaespecficaparaelprefijoagregado,perolaetiquetadesalidaenelLFIBmuestraAggregate".DebidoaqueestaLSRestagregandounaseriedeprefijos,nopuedeenviarunpaquetedeentradaconunaetiquetadeswap enlaparte superior.Laetiqueta desalidamostrandoAggregate"significaquelaagregacindeLSRnecesitaquitarlaetiquetadelpaquetedeentradayhacerunaconsultadeIPparadeterminarelprefijoautilizarparalatransmisindeestepaqueteIP.

SiexistenvarioscaminosdeigualcosteparaunprefijoIPv4,sepuedenimplementarfuncionalidadesparael balanceadodelacarga.Silospaquetesetiquetadassonbalanceados,puedentenerlasmismasetiquetasdesalida,sibientambinpuedenteneretiquetasdiferentes.Sepuedeverquelasetiquetasdeentrada/local17y18tienendosinterfacesdesalida.Siunprefijoesaccesibleatravsdeunamezclacaminos(IP)etiquetados ysinetiquetar,porlogeneralloscaminossinetiquetar noseconsideranparaelbalanceadodecarga.Estoesasporqueenalgunoscasos,eltrficoquevaenelcaminosinetiquetanollegaasudestino.LacargaMPLSesunpaqueteIPv4,perolosrouters PnosuelentenerlastablasdeenrutamientodeVPN,porloquenopuededirigirelpaqueteasudestino.

Nota:esposiblequealgosalgamalenlaredMPLSyelLSRcomiencearecibirlospaquetesetiquetadosconunaetiquetaqueelLSRnoencuentraensuLFIB.LaLSR,tericamente,puedeintentardoscosas:quitarlasetiquetasytratardeenviarelpaquete,odescartarelpaquete.

Lasetiquetasdel0al15estnreservadas.ElLSRnolaspuedeutilizarenuncasonormalparareenviarpaquetes.El LSRasignaunafuncinespecficaparacadaunadeestasetiquetas.Laetiqueta0eslaetiquetaNULLexplcita,mientrasquelaetiqueta3eslaetiquetaNULLimplcita.Laetiqueta1eslaetiquetadealertadelrouter,mientrasquelaetiqueta14eslaetiquetadealertaOAM.Lasotrasetiquetasreservadasentre0y15nosehanasignadotodava.

ElLSRdesalidaasignalaetiquetaNULLimplcitaaunaFECsinodeseaasignarunaetiquetaaeseFEC,porloquesolicitaaupstream LSRquelleveacabounaoperacindepop.SinetiquetanulaimplcitalaLSRdesalidarecibirlospaquetesconunaetiquetaenlapartesuperiordelamisma.Entoncestendraquehacerdosbsquedas.Enprimerlugar,tendraquebuscarlaetiquetaenelLFIB,sloparadarsecuentadequelaetiquetadebesereliminada,luegosetendraquerealizarunaconsultadeIP.LasolucinparaestadoblebsquedaesqueelLSRdesalidaenveunaseal alpenltimoLSRparaqueenvelospaquetessinetiqueta.

ElusodelaetiquetadeNULLimplcitoproporcionaeficienciaalreenvodepaquetes.Ademsdelvalordelaetiqueta,laetiquetatambintienelosbitsexperimental(EXP).Cuandounaetiquetasequita,losbitsdeEXPtambinseeliminan.PuestoquelosbitsEXPseutilizanexclusivamenteparalacalidaddeservicio(QoS),lapartedeQoS delospaquetessepierdencuandolaetiquetasuperiorsequita.LaetiquetaNULLexplcitaeslasolucinaesteproblema,yaquesielLSRdesalidaenvasealesdelaetiquetaIPv4conelvalordeNULL explcito(valor0)alpenltimorouter.ElLSRdesalidarecibirpaquetesetiquetadosconunaetiquetasuperiordevalor0.ElLSRsloeliminalaetiquetaNULLexplcita, noelEXP.

Aexcepcindelasetiquetasreservadasde0a15,sepuedenutilizartodoslosvaloresdeetiquetaparaelreenvodepaquetes.Debidoaqueelvalordelaetiquetatiene20bits,lasetiquetasentre16y1048575(2201)seutilizanparaelreenvodepaquetesnormales.

TimeTo Live(TTL)esunmecanismobienconocidograciasaIP.EnlacabeceraIPesuncampode8bitsqueindicaeltiempoqueunpaqueteantieneantesde quesuvidatermineyseadescartado.CuandounpaqueteIPseenva,elTTLesporlogeneral255yluegosereduceen1encadasalto.SielTTLllegaa0,elpaquetesedescarta.Entalcaso,elrouter quedescartelpaqueteIPenvaunInternetControlMessage Protocol (ICMP)mensajedetipo11ycdigo0(tiempoexcedido)alremitentedelpaqueteIP.

EnMPLS,elusodelcampoTTLdelaetiquetaeselmismoqueeldelTTLdelacabeceraIP.CuandounpaqueteIPentraenlanubeMPLScomoenunLRSdeentrada elvalorTTLdeIPsecopia(despusdehabersidodisminuyeen1)al campoTTLde MPLSdelasetiqueta(s)pushed.EnelLSRdesalida,laetiquetasequita,ylacabeceraIPseponedenuevo.

Silaoperacinqueserealizaenelpaqueteetiquetadoesunswap,elTTLde laetiquetadeentradase leresta1ysecopiaenlaetiquetaintercambiada.Silaoperacinqueserealizaenelpaqueteetiquetadoespush unaomsetiquetas,elMPLSTTLrecibidodelaetiquetasuperiorse decrementa en1ysecopiaenlaetiquetaintercambiada yentodaslasetiquetaspushed.Silaoperacinespop,elTTLdelaetiquetadeentradasedecrementa en1ysecopiaenlaetiquetarecientemente expuesta,amenosqueelvalorseamayorqueelTTLdelaetiquetarecientementeexpuesta,encuyocasolacopianosucede.

CuandounpaqueteetiquetadoesrecibidoconunTTLde1,el LSRreceptordescartaelpaqueteyenvaunmensajeICMP"Tiempoagotado"(tipo11,cdigo0)paraelcreadordelpaqueteIP.ElmensajeICMPnoesinmediatamenteenviadodevueltaalremitentedelpaquete,yaqueunLSRintermediopodranoteneruncaminohacialaIPdeorigendelpaquete.ElmensajeICMPseenvaalolargodelLSPsiquiendo elrecorridodepaqueteoriginal.UnodeestoscasosesunareddeMPLSVPN.Enesteescenario,elrouter Pnotieneinformacin paraenviardevueltalosmensajesICMPalremitentedelpaquetedeVPN,yaqueelrouter PnotieneunarutadirectaparadevolverelmensajeICMP.(Engeneral,losrouters PnoalojanlastablasdeenrutamientodeVPN).Porlotanto,elrouter PconstruyeelmensajeICMPyreenvaelpaquetealolargodelLSP,conlaesperanzadequeelmensajeICMPllegueaunrouter enelextremodelLSPquepuedadevolverelpaqueteasurutadeorigen.EnelcasodeMPLSVPN,elmensajeICMPsedevuelveporelPEdesalidaoporelCEqueseadjuntaalPE,debidoaqueestosrouters tienenlarutaparadevolvercorrectamenteelpaquete.

MximaUnidaddetransmisin(MTU)esunparmetrobienconocidoenelmundoIP.SeindicaeltamaomximodelpaqueteIPquesepuedenenviarporunenlacededatos,sinfragmentarelpaquete.EnlacesdedatosenlasredesMPLStambintienenunaMTUespecfico,peroparalospaquetesetiquetados.

Cuandounpaqueteseetiqueta,eltamaoseincrementaligeramente.SielpaqueteIPyaestabaenelmximotamaoposibleparaunenlacededatos(fullMTU),sevuelvedemasiadograndeparaserenviadoeneseenlacededatosdebidoalasetiquetasaadidas.Porlotanto,elframe enelnivel2seconvierteenunframe gigante.Esposiblepermitirquelastramasquesonmsgrandes(talvezslounospocosbytes)seenvenenelenlaceEthernet,aunquenoeslocorrectodeacuerdoalasespecificacionesEthernet,quedicenquetalesframes debenserdescartados.CuandoseestablecelaMTUMPLSa1500,todoslospaquetesIPconuntamaode1492bytessesiguenreenviando,debidoaqueeltamaodelpaqueteetiquetadoseconvierteentoncesen1500(1492ms8)bytesenlaCapa3.Sinembargo,todoslospaquetesIPdetamaoentre1493hasta1500bytes(oms)sonfragmentados.Debidoalimpactoenelrendimientodelafragmentacin,sedebenutilizarlosmtodosparaevitarlo,comoeldescubrimientodelMTUdelcamino.

SiunLSRrecibeunpaqueteetiquetadoqueesdemasiadograndeparaserenviadosporunenlacededatos,elpaquetedebeserfragmentado.SiunpaqueteetiquetadoesrecibidoyelLSRsedacuentaqueelMTUdesalidanoeslosuficientementegrandeparaestepaquete,LSRvacalapiladeetiquetas,fragmentaelpaqueteIP,ponelaetiquetadelapila(despusdelpop,del swap,odelpush)entodoslosfragmentos,yenvalosfragmentos.SloenelcasodequeenlacabeceraIPtengaelbitdeNofragmentar(DF)fijado,entoncesLSRnofragmentaelpaqueteIP,porloquesedescartaelpaqueteysedevuelveunmensajedeerrorICMP"Fragmentacinnecesariaynoestafijadoelbitdefragmentar"(ICMPtipo3,cdigo4)alremitentedelpaqueteIP.

SilospaquetesIPenviadostienenelbitde"Nofragmentar"(DF)activo,cuandounpaqueteseencuentraconunrouter quenopuedeenviarelpaquetesinfragmentarlo,elrouter compruebaqueelbitDFestestablecido,descartaelpaquete,yenvaunmensajedeerrorICMP"Fragmentacinnecesariayelbit denofragmentaractivo"(ICMPtipo3,cdigo4)alremitentedelpaqueteIP.ElautordelpaqueteIPpuedeentoncesreducireltamaodelpaqueteyretransmitirlo.Sitodavapersisteelproblema,elanfitrinpuedereducireltamaodelpaquetedenuevo.EstocontinahastaquenoserecibeningnmensajeICMPparaelpaqueteIP.