RDSI, ATM y MPLS

RDSI fue el intento de digitalizar de extremo a extremo la red telefónica y hacer que la misma línea sirviera para voz, datos y señalización. Su idea de diseño es la separación de canales: unos llevan la información del usuario y otro, aparte, lleva las órdenes que gobiernan la conexión.

• Canal B: 64 kbps, para los datos del usuario. Por encima corren protocolos de nivel de enlace como HDLC y PPP.
• Canal D: 16 o 64 kbps según el tipo de acceso, dedicado a la señalización. Su protocolo de enlace es LAPD.

El acceso básico es el del domicilio o la oficina pequeña y el primario el que contrata una empresa, sobre un enlace de 2 Mbps. Aunque RDSI se cita siempre como ejemplo de conmutación de circuitos, no se queda ahí: por su canal D ofrece también conmutación de paquetes, y esa doble naturaleza es parte de lo que quería decir el nombre de servicios integrados.

La familia LAP conviene tenerla ordenada: LAPB es el protocolo de enlace de X.25, LAPD el del canal D de RDSI y LAPF el de Frame Relay. Los tres descienden de HDLC, que es el tronco común de casi todos los protocolos de nivel de enlace.

ATM (Asynchronous Transfer Mode) nació para que una misma red pudiera dar servicios de calidad distinta a las aplicaciones que corrieran encima: una videoconferencia no necesita lo mismo que una transferencia de ficheros. Para conseguirlo tipifica el tráfico, es decir, lo clasifica y lo trata según su tipo, y trabaja con circuitos virtuales, de modo que hay que establecer el circuito antes de poder comunicarse.

La celda ATM mide siempre 53 octetos: 48 de carga útil y 5 de cabecera. El tamaño fijo es lo que permite conmutar por hardware con un retardo predecible, y es el rasgo por el que se reconoce a ATM en cualquier pregunta.

Sus circuitos virtuales son de los dos tipos ya vistos: los PVC (Permanent Virtual Circuit) están siempre abiertos, y los SVC (Switched Virtual Circuit) hay que abrirlos en cada sesión. Dentro de la red, el camino físico se subdivide en caminos virtuales identificados por un VPI (Virtual Path Identifier), y cada camino virtual agrupa a su vez varios circuitos virtuales identificados por un VCI (Virtual Circuit Identifier). Ese doble identificador es lo que permite conmutar grupos enteros de conexiones de una vez.

En cuanto a las interfaces, la UNI (User-Network Interface) es la que separa al cliente final de la red del proveedor, y la NNI (Network-Network Interface) la que une entre sí a los nodos del proveedor. ATM evita el encaminamiento dinámico a propósito: decide el camino una sola vez, al establecer el circuito, y a partir de ahí la información va siempre por el mismo sitio, lo que le da velocidad y previsibilidad.

Las capas de adaptación AAL son las que traducen entre lo que necesita la aplicación y las celdas de 53 octetos. De las cuatro, la que acabó imponiéndose para tráfico de datos fue AAL5, por ser mucho más sencilla y añadir menos sobrecarga que AAL3/4.

Frame Relay es la tecnología de circuitos virtuales que sustituyó a X.25 aligerándolo: como las líneas ya eran fiables, se quitó de en medio el control de errores nodo a nodo y se dejó esa tarea a los extremos. A diferencia de ATM, su unidad de transmisión es de tamaño variable.

El entramado ocupa 6 octetos, 48 bits en total, de los cuales el campo de dirección son 16 bits. Su protocolo de nivel de enlace en el plano de usuario, el que transporta los datos, es LAPF; el del plano de control, el que intercambia información de red, es LAPD.

FECN y BECN se distinguen por la dirección del aviso: forward va hacia delante, hacia el destino; backward vuelve hacia el emisor, que es quien puede frenar de verdad.

MPLS (Multi-Protocol Label Switching) se diseñó para unir dos mundos que hasta entonces iban por separado: el transporte basado en circuitos y el basado en paquetes. Su idea es sencilla y potente: en lugar de que cada encaminador vuelva a mirar la dirección IP de destino y decida por su cuenta, el tráfico se etiqueta al entrar en la red y a partir de ahí los equipos intermedios se limitan a seguir la etiqueta. Ya no hay encaminamiento en el interior, porque el camino está fijado desde el principio.

MPLS es el nexo entre el nivel 2 y el nivel 3, y por eso se dice que vive en un nivel 2,5. Por arriba encapsula tráfico IPv4 e IPv6, y por abajo se integra con Ethernet, HDLC, ATM o Frame Relay. Esa convergencia multiprotocolo es literalmente su nombre.

• LER (Label Edge Router): el encaminador de frontera, el primero que atiende al cliente. Es quien pone la etiqueta al tráfico entrante.
• LSR (Label Switch Router): los encaminadores del interior de la red, que conmutan mirando solo la etiqueta.
• LSP (Label Switch Path): el camino que sigue la información etiquetada de un extremo a otro.
• LDP (Label Distribution Protocol): el protocolo con el que los equipos se reparten las etiquetas. Usa multicast. El TDP es el equivalente propietario de Cisco y usa broadcast.
• FEC (Forwarding Equivalence Class): el grupo de paquetes que van a recibir el mismo trato y seguir el mismo camino.

De ahí salen sus dos usos característicos. Uno, montar túneles para redes privadas virtuales entre las sedes de un cliente, con tráfico separado del de los demás. Y dos, la ingeniería de tráfico: como el camino se decide en la entrada, el operador puede imponer por dónde va cada clase de tráfico y garantizar así parámetros de calidad de servicio, mandando lo sensible al retardo por la ruta rápida y lo voluminoso por la que tenga más ancho de banda.