MPLS LDP + RSVP

    

En el mundo del networking, si OSPF e IS-IS son las carreteras que conectan las ciudades, MPLS (Multiprotocol Label Switching) es el sistema de trenes de alta velocidad que transporta la carga de forma eficiente y segura.

Si vienes del mundo del enrutamiento IP tradicional, comprender MPLS es el paso definitivo para dominar la arquitectura de los Service Providers (SPs).

El Gran Problema del Enrutamiento Tradicional (IP Routing)

Para entender por qué se inventó MPLS, primero debemos mirar cómo funciona el enrutamiento IP clásico (salto por salto):

• Un router recibe un paquete IP.
• Abre la cabecera del paquete y busca la IP destino.
• Consulta su tabla de rutas (que puede tener cientos de miles de prefijos).
• Elige la mejor coincidencia (Longest Prefix Match), gasta ciclos de CPU y reenvía el paquete al siguiente salto.
• El siguiente router repite exactamente el mismo proceso.

  

El problema: Este análisis constante en cada parada consume recursos y hace imposible obligar al tráfico a tomar caminos alternativos si una ruta está saturada (carece de Ingeniería de Tráfico nativa).

   

La Solución: ¿Qué es MPLS?

MPLS (Conmutación de Etiquetas Multi-Protocolo) cambia las reglas del juego. En lugar de analizar la dirección IP en cada salto, MPLS le pega una etiqueta numérica (Label) de 32 bits al paquete justo cuando entra a la red del proveedor.

A partir de ese momento, los routers internos se vuelven "ciegos" a la dirección IP. Solo miran el número de la etiqueta, la intercambian por otra en microsegundos y la mandan al siguiente puerto. Esto se conoce como Label Switching.

El Formato de la Etiqueta MPLS

La cabecera MPLS se sitúa técnicamente entre la Capa 2 y la Capa 3 (por eso a veces se le llama un protocolo de Capa 2.5). Mide 4 bytes y contiene:

• Label (20 bits): El valor numérico de la etiqueta (ej. 131072).
• TC / Exp (3 bits): Bits experimentales utilizados para la Calidad de Servicio (QoS).
• S - Bottom of Stack (1 bit): Indica si es la última etiqueta o si hay más etiquetas apiladas debajo (útil para VPNs).
• TTL - Time to Live (8 bits): Para evitar bucles en la red.

 

   

Los 3 Roles de un Router en una Red MPLS

En una topología MPLS, no todos los routers hacen lo mismo. Se dividen en tres categorías críticas:

• LER de Ingreso (Ingress Label Edge Router): Es el router de frontera (el PE). Recibe el paquete IP puro del cliente, analiza su destino y le inyecta la primera etiqueta MPLS. A esta acción se le llama PUSH.

• LSR de Tránsito (Label Switch Router): Son los routers del núcleo, reemplazan la etiqueta de entrada por una de salida y reenvían. A esta acción se le llama SWAP.

• LER de Egreso (Egress Label Edge Router): Es el router del otro extremo. Recibe el paquete con la última etiqueta, se la remueve por completo para dejar el paquete IP original y se lo entrega al destino. A esta acción se le llama POP.

El Concepto Clave: LSP (Label Switched Path)

Un LSP es el "túnel" o la tubería lógica unidireccional que se forma desde el router de Ingreso hasta el de Egreso.

Es Unidireccional: Un LSP solo sirve para enviar datos en un sentido. Si necesitas que el tráfico regrese, el router del otro extremo debe levantar su propio LSP de vuelta.

¿Cómo se construyen? Para que los routers se pongan de acuerdo en qué números de etiquetas usar para armar el LSP, se necesitan protocolos de plano de control. Los dos más famosos en la historia son LDP (distribución simple) y el potente RSVP-TE (que permite reservar ancho de banda y elegir caminos estrictos, ideal para laboratorios donde el hardware o el software restringen tecnologías más nuevas como Segment Routing).

  

LDP vs. RSVP-TE: ¿Cómo se distribuyen las etiquetas en MPLS?

En el artículo anterior vimos que MPLS necesita "etiquetar" los paquetes para transportarlos a través de túneles llamados LSPs. Sin embargo, las etiquetas no aparecen por arte de magia; los routers deben ponerse de acuerdo en qué números usar.

Para lograr este consenso en el plano de control, la industria creó dos protocolos principales: LDP y RSVP-TE. Ambos hacen el mismo trabajo final (repartir etiquetas), pero su filosofía y capacidades son completamente diferentes.

LDP (Label Distribution Protocol): El camino más simple

LDP es el protocolo tradicional y automático por excelencia. Su filosofía es: "Sigue al IGP y no hagas preguntas".

¿Cómo funciona técnicamente?

LDP se apoya ciegamente en el mapa de rutas que ya construyó tu protocolo de enrutamiento (OSPF o IS-IS). Si IS-IS dice que el camino más corto para ir del PE al Router 1 es pasando por R3 y R2, LDP simplemente viaja por ese mismo camino asignando etiquetas de forma automática.

Ventaja: Es "configurar y olvidar". Solo lo enciendes en las interfaces y él solo se encarga de cablear toda la red con etiquetas.

Desventaja: Es completamente rígido. Si el enlace principal se satura, LDP no tiene la capacidad de desviar el tráfico por un camino alternativo más largo; se quedará ahí hasta que el IGP cambie el mapa.

 

RSVP-TE (Resource Reservation Protocol - Traffic Engineering): El control total

RSVP-TE es el peso pesado de la ingeniería de tráfico. Su filosofía es: "Yo no sigo al IGP; yo calculo mi propio camino y reservo los recursos en el cable".

¿Cómo funciona técnicamente?

A diferencia de LDP, RSVP-TE es un protocolo orientado a la señalización y reserva. Cuando el ROUTER-PE quiere levantar un túnel, no lo hace a ciegas. Utiliza dos mensajes dedicados que viajan por la red:

PATH Message (Ida): El PE envía este paquete router por router a lo largo del anillo. Este mensaje va preguntando a cada interfaz: "Oye, necesito pasar un túnel de 100 Megas, ¿tienes espacio disponible?". Si el router de tránsito tiene espacio, "aparta" temporalmente ese ancho de banda.

RESV Message (Vuelta): Una vez que el mensaje PATH llega al destino final, este responde con un mensaje RESV de regreso. En este viaje de retorno, los routers confirman la reserva de CPU/Ancho de banda y se van entregando las etiquetas MPLS finales.

Ventaja: Permite hacer Ingeniería de Tráfico (TE). Puedes crear rutas explícitas (obligar al túnel a ir por un camino más largo pero menos saturado) y garantizar calidad de servicio (QoS) real reservando ancho de banda en el hardware.

Desventaja: Alta carga de CPU. Los routers del medio deben memorizar y mantener el estado de cada túnel que pasa por ellos (Stateful).

 

Característica	LDP (Label Distribution Protocol)	RSVP-TE (Traffic Engineering)
Dependencia del IGP	Total. Sigue estrictamente el camino más corto del mapa.	Independiente. Puede ignorar el camino más corto si tú se lo pides.
Ingeniería de Tráfico	No soportada.	Nativa y Avanzada (CSPF, rutas explícitas).
Reserva de Ancho de Banda	No. No sabe si el cable está lleno o vacío.	Sí. Reserva recursos reales en cada interfaz.
Mantenimiento de Estado	Bajo. Los routers del centro solo guardan una tabla básica.	Alto. Los routers del centro deben monitorear cada sesión activa.
Complejidad	Muy Baja (Automático).	Media-Alta (Requiere diseño de caminos y perfiles).

 

Capa / Fase	Comando de Verificación	¿Qué muestra / Qué debes buscar?	Objetivo Técnico
1. Estado Global	show router ldp status	Administrative Status: Up Operational Status: Up	Verificar si el protocolo LDP está encendido y operando a nivel global en el nodo.
2. Interfaces	show router ldp interface	Listado de interfaces físicas y system. Estado: Up	Confirmar en qué puertos específicos del router se ha habilitado LDP para enviar/recibir tráfico.
3. Vecinos	show router ldp discovery	IP del Router-ID del vecino asociado a una interfaz física.	Validar si el router está descubriendo y recibiendo correctamente los mensajes "Hello" bidireccionales.
4. Sesión	show router ldp session	Estado de la sesión: Established 🟢	El plano de control crítico: Confirmar que se estableció la sesión TCP/LDP y hay confianza mutua para negociar.
5. Base de Datos	show router ldp bindings	Listado de prefijos (FEC) con sus Ingress Label y Egress Label.	Inspeccionar la LIB (Label Information Base): el catálogo crudo de todas las etiquetas generadas y recibidas.
6. Filtro Activo	show router ldp bindings active	Muestra únicamente los prefijos que tienen un camino óptimo.	Ver qué etiquetas de la LIB fueron seleccionadas para procesar el tráfico real.
7. Hardware	show router tunnel-table	Tipo: LDP Ruta destino (system) con un Tunnel ID.	El plano de datos crítico: Confirmar que el túnel de etiquetas ya está inyectado en las tarjetas de línea (LFIB) listo para conmutar.
8. Prueba Activa	oam ldp-lsp-ping prefix [IP/32]	Mensajes de Reply exitosos desde el extremo remoto.	Enviar un paquete de prueba dentro del túnel MPLS para validar que el plano de datos responde de extremo a extremo.
9. Rastreo	oam lsp-trace prefix [IP/32] detail	Lista salto por salto mostrando las interfaces y operaciones PUSH, SWAP o POP.	Rastreo profundo: Mapear el camino exacto del túnel en la red y ver qué etiquetas exactas añade, intercambia o remueve el hardware.