Comentario del artıculo Carrier Migration From ATM To MPLS: Why

Comentario del artı́culo
Carrier Migration From ATM To MPLS: Why, When And
How
Para la asignatura de Máster “Nuevas Tecnologı́as para las Comunicaciones”
Carlos Garcı́a Argos ([email protected])
15 de enero de 2009
Resumen
Este trabajo es un comentario acerca del artı́culo de Nikhil Shah titulado Carrier Migration From ATM To MPLS: Why, When And How y publicado en Business Communications
Review en 2005. En él se aborda la problemática de la migración de las redes ATM de los
operadores de red a MPLS, los beneficios que aportarı́a y posibles formas de llevarla a cabo.
1.
Introducción
En la época del artı́culo, ATM era una tecnologı́a madura, basada en estándares sólidos y
apoyada por los proveedores de servicios de red que la emplearon para desplegar sus backbones.
La solvencia de ATM venı́a dada por la elevada fiabilidad (apoyada sin duda en la mejora de
los soportes fı́sicos de transmisión) y una calidad de servicio (QoS) diferenciada y robusta. Gracias
a ATM se han soportado servicios tanto de backhauling como de usuario final, ya sea mediante un
circuito hasta el propio usuario o empleando accesos DSL. Actualmente, los accesos DSL siguen
empleando ATM para la agregación del tráfico de usuarios hacia la red del operador.
2.
Motivaciones para la migración
Sin embargo, la aparición de Multi Protocol Label Switching (MPLS) y su soporte a las redes
privadas virtuales, ası́ como otros servicios que se consideraban ventaja de ATM, empezó a cambiar el panorama. Ahora los operadores querı́an migrar sus redes de datos a MPLS, con el objetivo
de disponer de una única red que soporte todos sus diversos servicios: TDM, ATM, Frame Relay,
Ethernet, telefonı́a móvil y fija, etc.
De esta manera, se reducen enormemente los costes y se simplifica la operación de red, mientras que se pueden seguir ofreciendo servicios legacy a los clientes. Esto es, un cliente que tuviera
contratado un acceso Frame Relay y no desee cambiarlo aunque lo que venga sea mejor, puede
seguir teniendo dicho acceso y el operador lo agrega a la red MPLS. Y si el cliente no querı́a,
pues se le cambiaba sin decirle nada, y dado que todo funcionaba igual, no se daba cuenta y no
protestaba 1 .
Por otro lado, la migración a un núcleo MPLS permite a los operadores introducir nuevos
servicios de valor añadido, como servicios IP inteligentes, VPNs2 sobre IP, IPv6, VoIP, VPLS, e
incluso acceso ubicuo a servicios multimedia y convergentes.
1
2
Anecdotario de Telefónica I+D
Virtual Private Networks, Redes Privadas Virtuales
1
Los organismos de estandarización, como el IETF 3 , la ITU 4 y la MFA 5 han dedicado bastante
esfuerzo a desarrollar soluciones para la migración de ATM, Frame Relay y otros servicios legacy
a MPLS. Como resultado, se han creado estándares que ofrecen soluciones de ingenierı́a de tráfico
y resilience para poder soportar los aspectos crı́ticos como la calidad de servicio al estilo de ATM.
3.
Alternativas de migración
En este escenario, el reto que deben soportar los operadores es determinar la estrategia de
migración más adecuada para sus necesidades actuales y futuras. Existen, principalmente, tres
aproximaciones:
1. Crear un núcleo MPLS separado y emplear VPNs de nivel 3 para migrar los servicios nativos
ATM y Frame Relay a la nueva red MPLS.
2. Crear un núcleo MPLS separado y usar pseudowires del IETF (VPNs de nivel 2) para migrar
los servicios ATM y Frame Relay.
3. Insertar un núcleo MPLS entre las redes ATM existentes y tunelar la señalización ATM y
las capacidades de encaminamiento a través de MPLS de forma transparente.
3.1.
Migración con VPNs de nivel 3
Este tipo de VPNs se basa en la RFC 2547 y usa una combinación de BGP (Border Gateway
Protocol) y MPLS para separar las funciones de encaminamiento de la VPN en tareas de encaminamiento de borde y de núcleo. De esta manera, aumenta la escalabilidad del servicio VPN.
Por otro lado, los grandes clientes pueden acceder a la VPN con routers IP o con un acceso
de nivel 2 previamente existente. Además, los proveedores de servicio pueden reconfigurar los
conmutadores ATM existentes para que agreguen el tráfico en capa 2 a un router de borde MPLS
en lugar de dirigirlo al núcleo ATM.
La demanda de estos servicios de VPN es alta debido a su menor coste y a que son más
simples de gestionar que las lı́neas privadas clásicas. Es más fácil conectar clientes en diversas
localizaciones a una VPN existente que añadir puntos de terminación de servicios legacy o ampliar
las mallas tradicionales existentes.
3.2.
Migración con VPNs de nivel 2
A pesar de las ventajas de la aproximación anterior, puede no ser válida para todo el mundo.
Por ejemplo, algunos clientes no pueden o quieren compartir su información de encaminamiento
IP con el proveedor de servicios de red, requisito de las VPNs basadas en la RFC 2547.
Este tipo de clientes puede hacer uso de la aproximación con pseudowires, en la que el proveedor de servicio construye VPNs de nivel 2 usando Pseudowire Emulation End-to-End (PWE3),
en la que se emulan los servicios ATM y Frame Relay combinando el forwarding de MPLS y
encaminamiento IP.
Con esta solución, además, los servicios legacy atraviesan las redes de paquetes de alta capacidad conservando sus atributos originales. Como inconveniente de PWE3, especialmente para
proveedores grandes, es que carece de señalización que permita conexiones dinámicas, lo que
limita los despliegues a gran escala al ser necesaria la operación manual.
3
Internet Engineering Taskforce, http://www.ietf.org
International Telecommunications Union, http://www.itu.int
5
MPLS, Frame Relay and ATM Alliance, http://www.ipmplsforum.org/
4
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3.3.
Migración con transporte MPLS
Esta solución es más adecuada para operadores que desean simplificar la provisión con conexiones dinámicas o conectar varias redes ATM regionales sobre un núcleo MPLS, lo que requiere
una aproximación más escalable.
En este caso, lo que interesa al operador es conservar la información de encaminamiento y
señalización del plano de control de ATM y Frame Relay. Existen varias soluciones al efecto, con
mecanismos desarrollados por el ATM Forum y el MFA Forum.
4.
Provisión dinámica en un entorno hı́brido ATM/MPLS
Es habitual que los operadores empleen en ATM circuitos virtuales permanentes “suaves”
(SPVC, Soft-Permanent Virtual Circuit) para simplificar la provisión de servicio con ATM y extender la conectividad tanto a puntos de terminación ATM como no ATM (ej. Ethernet o Frame
Relay).
En despliegues hı́bridos, son necesarios circuitos entre los puntos de terminación entre el borde
de una red ATM y el borde de la red MPLS. Para tener en consideración este escenario, el MFA
Forum está trabajando en estándares que permitan el establecimiento de SPVCs entre ATM y
MPLS de forma dinámica. En la aproximación desarrollada por el MFA Forum, el establecimiento
de SPVCs se lleva a cabo en un solo sentido, de ATM a MPLS, pero permitiendo el flujo de tráfico
bidireccional una vez se ha creado el SPVC.
5.
Migración de servicios DSL
Como se mencionó anteriormente, la agregación del tráfico de usuarios de accesos DSL hacia
la red del operador se realiza traficionalmente conectando los DSLAM y los BRAS con conexiones
ATM. Este tipo de acceso dedica un circuito virtual único para cada usuario, por lo que es necesario
contar con un número elevado de circuitos virtuales disponibles y gran capacidad de agregación
de tráfico de la red ATM.
Debido a los nuevos servicios de banda ancha que se despliegan en las redes de los operadores
(IPTV, VoD, etc.), se hace necesario aumentar la escalabilidad de la agregación de tráfico. El bajo
precio de las soluciones basadas en Ethernet permite reemplazar los enlaces de los DSLAM con
conexiones Gigabit Ethernet, aumentando la capacidad de transmisión hasta un factor de 6.
Sin embargo, en el corto plazo se hace necesario soportar ambas soluciones en los DSLAM de
los operadores, ya que cambiar la planta actual no es efectivo en coste.
Existen varias opciones para soportar el cambio sin necesidad de reemplazar los DSLAM
ATM, como es modificar los BRAS para que soporten Ethernet y usar plataformas multiservicio
que soporten la agregación de tráfico Ethernet y ATM de los DSLAM, lo que permite conectar los
DSLAM que aún empleen ATM al núcleo Ethernet/MPLS.
Incluso es posible, con operadores que hacen nuevos despliegues, desplegar redes de agregación Ethernet con un núcleo IP/MPLS o incluso accesos FTTH o FTTN con redes ópticas pasivas (PON).
6.
Migración en el backhaul inalámbrico
En lo que a accesos inalámbricos se refiere, la existencia de diversos accesos radio que tienen
diferentes requisitos puede complicar la migración desde la red de agregación ATM existente. En
una misma estación base pueden coexistir tecnologı́as tan dispares como GSM, GPRS, UMTS o
incluso accesos analógicos como AMPS.
3
Los operadores que dan servicio GSM, GPRS y UMTS han adoptado redes de agregación
ATM. Por otro lado, los operadores que tienen infraestructura CDMA2000 usan normalmente
TDM, incluso cambiando a infraestructuras IP cerca del acceso radio.
Dado que los servicios basados en IP están llegando a la tecnologı́a móvil, elevando los requisitos de capacidad, se espera que los operadores actualicen las estaciones base para soportar
HSPA (High Speed Packet Access) y otras tecnologı́as similares. Para ello, los operadores tendrán
que cambiar algunos puntos de terminación a IP y transportar ese tráfico sobre Ethernet o MLPPP
(Multi Link Point-to-Point Protocol).
Una posibilidad para evolucionar el backhaul es utilizar una red IP/MPLS para transportar
TDM, IP y ATM, lo que hace necesaria QoS y una baja latencia, pero no será necesario el control del encaminamiento IP. Por tanto, la opción descrita en 3.2 es una buena elección para esta
migración.
Por otro lado, en caso de que los operadores móviles quieran ofrecer VPNs IP, quizás como
parte de su oferta de convergencia fijo-móvil (FMC), tendrán que migrar el núcleo a MPLS y hacer
sus redes de backhaul fiables y con elevada resilience. Una posible solución para este tipo de red
es el empleo de MPLS Fast ReRoute (FRR) de forma efectiva en coste.
Mirando más hacia el futuro todavı́a, se espera que la cuarta generación de estaciones base
UMTS y CDMA sean routers IP, forzando que aparezca el control del encaminamiento IP en las
redes de backhaul existentes y motivando además la transición a MPLS.
7.
Conclusión
Aunque el artı́culo da buenas razones y soluciones para la migración de redes ATM, Frame
Relay y lı́neas privadas a MPLS, parece que resultará económico mantener los servicios de siempre
en el medio plazo. Además, siempre existen clientes que desean mantener dichos servicios legacy
y es difı́cil convencerles de que cambien “eso que funciona tan bien” por algo nuevo.
Por otro lado, y para suerte de los operadores, existen varias alternativas de migración, lo que
les permite escoger la más adecuada a la arquitectura de su red y las necesidades de sus clientes.
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