MPLS y Ethernet: Fundamentos esenciales para opositores TIC

Introducción

En el ámbito de las redes de telecomunicaciones, dos tecnologías son pilares fundamentales en la transmisión de datos: MPLS (Multiprotocol Label Switching) y Ethernet (IEEE 802.3). Comprender sus características, cabeceras, modos de funcionamiento y estándares es indispensable tanto para opositores TIC como para profesionales que buscan consolidar su perfil técnico.

En este artículo, exploraremos de manera clara y estructurada cómo funcionan estas tecnologías, sus elementos clave y su evolución hasta la actualidad.

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MPLS: Multiprotocol Label Switching

¿Qué es MPLS?

El MPLS (RFC 3031) es una técnica de conmutación de etiquetas que se sitúa entre la capa 2 (enlace de datos) y la capa 3 (red). Permite mejorar el rendimiento, la calidad del servicio (QoS) y la gestión del tráfico.

En lugar de basarse únicamente en las direcciones IP para enrutar paquetes, MPLS asigna etiquetas (labels) que simplifican y aceleran la toma de decisiones de encaminamiento.

Estructura de la cabecera MPLS

La cabecera MPLS tiene 32 bits distribuidos en los siguientes campos:

• Label (20 bits): Identifica la FEC (Forwarding Equivalence Class).
• Exp (3 bits): Bits experimentales, usados para prioridad de QoS (DiffServ).
• S (1 bit): Stack flag → marca la última etiqueta en la pila.
• TTL (8 bits): Tiempo de vida del paquete, similar al TTL de IP.

👉 Gracias a estas etiquetas, MPLS permite rutas optimizadas conocidas como LSP (Label Switched Paths).

Elementos principales en MPLS

• LER (Label Edge Router): Ingresa o saca paquetes de un túnel MPLS.
• LSR (Label Switching Router): Rutea paquetes dentro de la red MPLS.
• LDP (Label Distribution Protocol): Distribuye etiquetas entre routers.
• LIB (Label Information Base): Tabla de correspondencia etiqueta ↔ FEC.

Ventajas de MPLS

1. Traffic Engineering: Optimización del tráfico (OSPF-TE, IS-IS-TE).
2. Fiabilidad: Recuperación rápida ante fallos.
3. VPNs y VPLS: Soporte de redes privadas virtuales a nivel 2 y 3.
4. QoS avanzado: Diferentes clases de servicio para priorizar tráfico crítico.

Evolución hacia GMPLS

La evolución de MPLS se encuentra en GMPLS (RFC 3945), que extiende el modelo a redes ópticas (SDH/SONET, WDM), permitiendo LSP bidireccionales y control en múltiples medios físicos.

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Ethernet (IEEE 802.3): La base de las redes de datos

Cabecera Ethernet

La trama Ethernet tiene un tamaño mínimo de 64 bytes y máximo de 1518 bytes (sin VLAN). Sus campos principales son:

• Preambulo + SFD (8 bytes): Sincronización.
• Direcciones MAC (12 bytes): Origen y destino.
• Tipo/Longitud (2 bytes): Indica protocolo de nivel superior o tamaño de datos.
• Datos + Relleno (46–1500 bytes): Contenido útil.
• FCS (4 bytes): Detección de errores mediante CRC.

👉 En caso de usar VLANs (IEEE 802.1Q), la trama puede alcanzar 1522 bytes.

Direcciones MAC

• MAC-48: Dirección de 48 bits (6 bytes), expresada en hexadecimal.
• EUI-64: Extensión usada en IPv6 para generar identificadores de interfaz.
• Tipos de direcciones: Unicast, Multicast y Broadcast.

Nomenclatura Ethernet

El estándar nombra sus versiones con la fórmula:
[Velocidad] [Modulación] [Medio físico]
Ejemplo:

• 10Base-T: 10 Mbps, modulación baseband, par trenzado UTP.
• 1000Base-SX: 1 Gbps sobre fibra óptica multimodo.
• 10GBase-LR: 10 Gbps sobre fibra óptica monomodo, larga distancia.

Evolución de Ethernet

• Fast Ethernet (100 Mbps).
• Gigabit Ethernet (1 Gbps).
• 10/40/100 Gigabit Ethernet.
• Estándares actuales en despliegue: 400G Ethernet y 1T Ethernet para entornos de centros de datos.

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IEEE 802: Marco normativo

Subcapas del modelo IEEE 802

• MAC (Medium Access Control): Control de acceso al medio.
• LLC (Logical Link Control): Identificación de protocolos de nivel superior y control de errores.

Métodos de acceso

• CSMA/CD: Acceso aleatorio con detección de colisiones (Ethernet clásico).
• Token Ring/Bus: Acceso determinista mediante paso de testigo.
• ALOHA ranurado: Transmisión en intervalos definidos.

Topologías de red

• Bus: Todos los nodos comparten un medio común.
• Estrella: Cada nodo conecta con un switch o hub central.
• Anillo: Cada nodo se conecta con el siguiente en un bucle cerrado.
• Híbridas: Combinación de las anteriores.

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Comparativa rápida: MPLS vs Ethernet

Característica	MPLS	Ethernet
Nivel OSI	Entre capa 2 y 3	Capa 2
Encaminamiento	Basado en etiquetas (LSP)	Basado en direcciones MAC
QoS	Avanzado (DiffServ, CoS)	Limitado (prioridad VLAN)
Fiabilidad	Alta (restauración rápida)	Media
Escalabilidad	Excelente en WAN	Principal en LAN
Uso típico	Redes troncales de proveedores	Redes locales y de acceso

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Conclusión

El MPLS y Ethernet son tecnologías complementarias: mientras que Ethernet domina en redes locales (LAN), MPLS se ha convertido en la solución estrella para proveedores y grandes infraestructuras al garantizar calidad de servicio, VPNs y optimización del tráfico.

Para el opositor TIC, dominar estas tecnologías es clave no solo para superar exámenes, sino también para comprender la evolución de las telecomunicaciones hacia un mundo de redes convergentes, flexibles y escalables.