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Articulo de referencia

Servicio de LAN privada virtual

El servicio de LAN virtual privada ( VPLS ) es una tecnología de red privada virtual (VPN) que proporciona comunicación multipunto a multipunto basada en Ethernet sobre redes IP...

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El servicio de LAN virtual privada ( VPLS ) es una tecnología de red privada virtual (VPN) que proporciona comunicación multipunto a multipunto basada en Ethernet sobre redes IP o MPLS . Permite que sitios geográficamente dispersos compartan un dominio de difusión Ethernet conectando sitios (incluidos servidores y clientes) a través de pseudocables . [ 1 ] Las tecnologías que se pueden usar como pseudocables pueden ser Ethernet sobre MPLS , L2TPv3 o incluso GRE . Hay dos RFC de la IETF en fase de estandarización (RFC 4761 [ 2 ] y RFC 4762) [ 3 ] que describen el establecimiento de VPLS. A diferencia de L2TPv3, que solo permite túneles punto a punto de la capa 2 del modelo OSI , VPLS permite conectividad de cualquier a cualquier (multipunto).

Dado que VPLS emula una LAN, se requiere conectividad de malla completa. En VPLS, la red de área local (LAN) de cada sitio se extiende hasta el borde de la red del proveedor. La red del proveedor emula entonces un conmutador o puente para conectar todas las LAN de los clientes y crear una única LAN puenteada. Existen dos métodos para establecer una malla completa en VPLS: mediante el Protocolo de Puerta de Enlace de Borde (BGP) y mediante el Protocolo de Distribución de Etiquetas (LDP). Los mecanismos de BGP son muy similares a los utilizados para establecer VPN MPLS de capa 3 del modelo OSI y proporcionan tanto descubrimiento automático como señalización. Cada enrutador de borde del proveedor (PE) configurado para participar en una VPLS determinada, mediante BGP, descubre simultáneamente todos los demás PE en la misma VPLS, estableciendo una malla completa de pseudocables. Con LDP, cada enrutador PE debe recibir las direcciones de los demás PE que participan en la misma VPLS. A continuación, se establece una malla completa de sesiones LDP, antes de que LDP se utilice para crear una malla equivalente de pseudocables.

Entre las ventajas de VPLS se incluyen un ancho de banda flexible, acuerdos de nivel de servicio sofisticados , simplicidad y rentabilidad. Los usuarios de VPLS también pueden conectar todas sus sedes a una VPN Ethernet que proporciona una red segura, de alta velocidad y homogénea.

Terminología y descripción general

  • El "plano de control" es el medio por el cual los enrutadores de borde del proveedor (PE) se comunican para el autodescubrimiento y la señalización.
  • El descubrimiento automático se refiere al proceso de encontrar otros enrutadores PE que participan en la misma VPN o VPLS.
  • La señalización es el proceso de establecer pseudocables (PW).
  • Los PW constituyen el "plano de datos", mediante el cual los PE envían el tráfico VPN/VPLS de los clientes a otros PE.

Una ventaja de usar PW como tecnología subyacente para el plano de datos es que, en caso de fallo, el tráfico se enrutará automáticamente a través de las rutas de respaldo disponibles en la red del proveedor de servicios. La conmutación por error será mucho más rápida que la que se podría lograr con, por ejemplo, el Protocolo de Árbol de Expansión (STP). Por lo tanto, VPLS es una solución más fiable para conectar redes Ethernet en diferentes ubicaciones que simplemente conectar un enlace WAN a conmutadores Ethernet en ambas ubicaciones.

Los paquetes VPLS y MPLS tienen una pila de dos etiquetas. La etiqueta externa se utiliza para el reenvío MPLS normal en la red del proveedor de servicios. Si se utiliza BGP para establecer la conexión VPLS, la etiqueta interna la asigna un PE como parte de un bloque de etiquetas. Si se utiliza LDP, la etiqueta interna es un identificador de circuito virtual asignado por LDP al establecer por primera vez una malla entre los PE participantes. Cada PE realiza un seguimiento de la etiqueta interna asignada y la asocia con la instancia VPLS.

emulación de Ethernet

Los PE que participan en una VPN basada en VPLS deben aparecer como un puente Ethernet para los dispositivos de borde del cliente (CE) conectados. Las tramas Ethernet recibidas deben tratarse de forma que los CE puedan considerarse dispositivos Ethernet simples.

Cuando un PE recibe una trama de un CE, la inspecciona y obtiene la dirección MAC del CE, almacenándola localmente junto con la información de enrutamiento LSP. A continuación, comprueba la dirección MAC de destino de la trama. Si se trata de una trama de difusión o si el PE desconoce la dirección MAC, la reenvía a todos los PE de la red mallada.

Ethernet no incluye un campo de tiempo de vida (TTL) en la cabecera de su trama, por lo que la prevención de bucles debe gestionarse mediante otros métodos. En las implementaciones Ethernet convencionales, se utiliza el Protocolo Spanning Tree (TPP). En VPLS, la prevención de bucles se realiza mediante la siguiente regla: un PE nunca reenvía una trama recibida de otro PE a otro PE. El uso de una malla completa combinada con el reenvío de horizonte dividido garantiza un dominio de difusión libre de bucles.

Escalabilidad

VPLS jerárquico

VPLS requiere una malla completa tanto en el plano de control como en el de datos, lo que puede dificultar su escalabilidad. En el caso de BGP, el problema de la escalabilidad del plano de control se ha abordado desde hace tiempo mediante el uso de reflectores de ruta (RR). Los RR se utilizan ampliamente en el enrutamiento de Internet, así como en varios tipos de VPN. Para escalar el plano de datos para el tráfico multicast y broadcast, se está trabajando en el uso de LSP punto a multipunto como transporte subyacente.

Para LDP, se desarrolló un método para subdividir una VPN VPLS en redes jerárquicas de dos o tres niveles. Este método, denominado VPLS jerárquico ( HVPLS ), introduce un nuevo tipo de dispositivo MPLS: el conmutador de unidad multiusuario ( MTU ). Este conmutador agrega varios clientes en un único PE, que a su vez solo necesita una conexión de plano de control y de datos a la malla. Esto puede reducir significativamente el número de sesiones LDP y LSP, y así aliviar la carga de la red central, al concentrar a los clientes en dispositivos de borde.

HVPLS (LDP) también puede utilizarse para unir dos estructuras de malla VPLS. Sin HVPLS, cada nodo de una malla VPLS debe conectarse con todos los nodos de la otra. Sin embargo, con HVPLS, las dos mallas pueden unirse en puntos específicos. Técnicas como los pseudocables redundantes proporcionan resiliencia ante fallos en los puntos de interconexión.

Direcciones MAC

Dado que VPLS enlaza varios dominios de difusión Ethernet, crea un dominio de difusión mucho mayor. Como cada PE debe mantener un registro de todas las direcciones MAC y la información de enrutamiento LSP asociada, esto puede requerir una gran cantidad de memoria en cada PE de la malla.

Para contrarrestar este problema, los sitios pueden usar un enrutador como dispositivo CE. Esto oculta todas las direcciones MAC de ese sitio detrás de la dirección MAC del CE.

Los dispositivos PE también pueden estar equipados con memoria direccionable por contenido (CAM), similar a la de los conmutadores Ethernet de gama alta.

Un mecanismo alternativo es el uso de MAT (Traducción de Direcciones MAC). [ 4 ] Sin embargo, al momento de escribir esto, no hay proveedores que ofrezcan la funcionalidad MAT.

Autodescubrimiento de PE

En una VPN basada en VPLS con un gran número de sitios, configurar manualmente cada PE participante no es escalable. Si se incorpora un nuevo PE, es necesario ajustar la configuración de todos los PE existentes para establecer una sesión LDP con el nuevo PE. Se está trabajando en la estandarización para permitir el descubrimiento automático de los PE participantes. Se están desarrollando tres implementaciones:

LDP

El método LDP de autodescubrimiento de PE se basa en el utilizado por el Protocolo de Distribución de Etiquetas para distribuir etiquetas entre enrutadores P y PE dentro de un único sistema autónomo.

BGP

El método BGP de autodescubrimiento de PE se basa en el utilizado por las VPN MPLS de capa 3 para distribuir rutas VPN entre los PE que participan en una VPN. Las extensiones BGP4 Multi-Protocol (BGP-MP) se utilizan para distribuir identificadores VPN e información de accesibilidad específica de la VPN. Dado que IBGP requiere una malla completa de sesiones BGP o el uso de un reflector de ruta, habilitar el identificador VPN en la configuración BGP existente de un PE participante le proporciona una lista de todos los PE en esa VPN. Cabe destacar que este método es solo para el autodescubrimiento; LDP se sigue utilizando para la señalización. El método de establecimiento de VPLS con BGP descrito anteriormente logra tanto el autodescubrimiento como la señalización.

RADIO

Este método requiere que todos los PE estén configurados con uno o más servidores RADIUS . Cuando el primer enrutador CE de una VPN VPLS se conecta al PE, utiliza la identificación del CE para solicitar autenticación al servidor RADIUS. Esta identificación puede ser proporcionada por el CE o configurada en el PE para ese CE en particular. Además de un nombre de usuario y una contraseña, la cadena de identificación también contiene un nombre de VPN y, opcionalmente, un nombre de proveedor.

El servidor RADIUS realiza un seguimiento de todos los PE que solicitaron autenticación para una VPN específica y devuelve una lista de ellos al PE que solicitó la autenticación. A continuación, el PE establece sesiones LDP con cada PE de la lista.

Véase también

  • "Servicio de LAN virtual privada (VPLS) que utiliza BGP para el descubrimiento automático y la señalización"

Referencias

  1. ↑ H. Shah (Cisco Systems) (enero de 2015). "RFC 7436: Servicio LAN solo IP (IPLS)" . IETF . Consultado el 7 de agosto de 2025 .
  2. ↑ Rekhter, Yakov; Kompella, Kireeti (enero de 2007). Servicio de LAN virtual privada (VPLS) utilizando BGP para el descubrimiento automático y la señalización (Informe). Grupo de trabajo de ingeniería de Internet.
  3. ↑ Lasserre, Marc; Kompella, Vach (enero de 2007). Servicio de LAN virtual privada (VPLS) mediante señalización del protocolo de distribución de etiquetas (LDP) (Informe). Grupo de trabajo de ingeniería de Internet.
  4. ↑ Traducción de direcciones MAC para habilitar servicios de LAN virtual privada escalables