Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica

TRABAJO DE DIPLOMA Nuevas redes de transporte de paquetes MPLS, T_MPLS y MPLS_TP Autor: Marlén Álvarez Díaz Tutor: Dr. Félix Álvarez Paliza

Santa Clara 2011 "Año 53 de la Revolución"

Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Automática y Sistemas Computacionales

TRABAJO DE DIPLOMA Nuevas redes de transporte de paquetes MPLS, T_MPLS y MPLS_TP Autor: Marlén Álvarez Díaz Email: [email protected]

Tutor: Dr. Félix Álvarez Paliza Email: [email protected]

Santa Clara 2011 "Ano 53 de la Revolución"

Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de la especialidad de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica, autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad.

Firma del Autor Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.

Firma del Tutor

Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo

Firma del Responsable de Información Científico-Técnica

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PENSAMIENTO

Qué es la poesía?....es el acto de atender en toda su pureza. Sirvan entonces los poemas para ayudarnos a atender como nos ayudan el silencio o el cariño. No es por azar que nacemos en un sitio y no en otro, sino para dar testimonio. A lo que Dios me dio en herencia he atendido tan intensamente como pude; a los colores y sombras de mi patria; a las costumbres de sus familias; a la manera en que se dicen las cosas; y a las cosas mismas, oscuras a veces y a veces leves…

Eliseo Diego

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DEDICATORIA A mis hijas para las que quiero ser un ejemplo.

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AGRADECIMIENTOS A mis padres y mi abuela que han cubierto mi ausencia en la retaguardia para que yo esté a la vanguardia. A mi esposo que siempre ha estado a mi lado en la trinchera. A mi tutor que ha sido paciente conmigo y me ha apoyado. A mis compañeros de trabajo que me han ayudado durante estos 6 años. A mis compañeros de estudio porque gracias a los lazos que hemos estrechado he recorrido este camino en el menor tiempo posible.

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TAREA TÉCNICA

1. La revisión de la bibliografía que permita conocer los trabajos relacionados con las redes MPLS, T-MPLS, los servicios de Carrier Ethernet y MPLS-TP. 2. La actualización en los estándares emitidos por IETF (RFC) y UIT-T. 3. La organización y estructuración de la información disponible sobre las redes de transporte de ETECSA y la posibilidad de su transición a MPLS-TP. 4. La actualizarse en el empleo de la herramienta de modelación y simulación de redes OPNET. 5. La simulación de diferentes proyectos y escenarios para transición hacia redes MPLS. 6. La evaluación experimental. 7. El informe Final.

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Firma del Tutor

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RESUMEN

En este trabajo se realiza un estudio de la evolución de la tecnología MPLS hasta llegar a MPLS-TP. Se tuvo en cuenta la actualización de los estándares emitidos por IETF (RFC) y UIT-T. Se ha organizado y estructurado la información disponible sobre las redes de transporte de ETECSA y se realiza una propuesta para la transición a MPLS-TP. Se proponen varios escenarios para demostrar la superioridad de la tecnología MPLS sobre otras del legado. Para ello fue empleado el Opnet Modeler V.14. Los resultados son apoyados con gráficos obtenidos mediante estadísticas normalizadas. Mediante la comparación de un escenario en el que no se usaban protocolos MPLS y uno en el que si se usan quedo demostrado que con la Ingeniería de Tráfico de MPLS mejoran en gran medida los rendimientos de la red. La selección del camino más conveniente para el tráfico cuando la ruta más corta no satisface las restricciones configuradas se realiza con el uso de LDP y CSPF. Por otra parte, el respaldo de LSP mediante túneles tiene mejor comportamiento que el respaldo en el Ingreso. De esta forma se demuestra que si la simulación de escenarios MPLS arrojaron mejores resultados que tecnologías tradicionales, entonces la aplicación de “T-MPLS” y “MPLSTP” ofrecerá resultados superiores.

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TABLA DE CONTENIDOS

PENSAMIENTO .......................................................................................................................i DEDICATORIA........................................................................................................................ii AGRADECIMIENTOS ........................................................................................................... iii TAREA TÉCNICA................................................................................................................iv RESUMEN .............................................................................................................................v INTRODUCCIÓN..................................................................................................................1 Organización del informe ................................................................................................4 CAPÍTULO 1.

EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRASPORTE. ............................5

1.1 Redes de nueva generación. ...............................................................................5 1.1.1 Caracteristicas de las rede Redes de Transporte de paquetes. ............8 1.2 Redes SDH/NG-SDH..........................................................................................10 1.3 Red de transporte MPLS....................................................................................12 1.3.1 Principales protocolos utilizados por MPLS.............................................15 1.4 Evolución de MPLS a T-MPLS..........................................................................16 1.4.1 Diferencias de T-MPLS respecto a MPLS. ..............................................19 1.5 Red MPLS-TP. .....................................................................................................21 1.5.1 Beneficios de las redes de transporte (PTN) basadas en MPLS-TP...23 1.5.2 OAM y supervivencia MPLS-TP ................................................................26

vii 1.5.3 Plano de control MPLS-TP .........................................................................27 Conclusiones parciales. ............................................................................................27 CAPÍTULO 2.

ANÁLISIS DE LAS REDES DE TRANSPORTE DE ETECSA ......29

2.1 Redes de trasporte de ETECSA .......................................................................29 2.1.1 Antecedentes. ...............................................................................................29 2.1.2 Equipamiento de CUBADATA....................................................................30 2.1.1 Elementos necesarios para la implementación IP/MPLS en Cuba......33 2.2 Pasos a seguir para la transición hacia MPLS-TP.........................................34 2.3 Escenarios y modelos MPLS.............................................................................35 2.3.1 Presentación de los escenarios y los objetivos planteados ..................36 2.3.2 Atributos de los nodos.................................................................................37 Conclusiones parciales. ............................................................................................40 CAPÍTULO 3.

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS ...................................................41

3.1 Escenario #1 Sin Ingeniería de Tráfico............................................................41 3.1.1 Análisis de los resultados: igp_routing .....................................................42 3.2 Escenario #2: Realización de Ingeniería de Tráfico. .....................................42 3.2.1 Análisis de Resultados: TE_Improve_Utilizations...................................43 3.3 Escenario #3 MPLS con servicios diferenciados............................................45 3.3.1 Análisis de resultados: MPLS_with_Diffserv ...........................................46 3.4 Escenario #4 Configuración dinámica de LSPs. ............................................47 3.4.1 Analisis de los resultados: LDP_with_CSPF ...........................................49 3.5 Escenario #5 Empleo de RSV-TE para configurar LSPs dinámicamente..50 3.5.1 Análisis de resultados: RSVP-TE with Fast Reroute..............................52 Conclusiones parciales. ............................................................................................53

viii CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................54 Conclusiones...................................................................................................................54 Recomendaciones .........................................................................................................55 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................56 GLOSARIO ..........................................................................................................................61 ANEXOS ..............................................................................................................................65

INTRODUCCIÓN

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INTRODUCCIÓN

Las red de próxima generación (NGN) son aquellas redes basada en paquetes que permite prestar servicios de telecomunicación y en la que se pueden utilizar múltiples tecnologías de transporte de banda ancha propiciadas por la QoS, y en la que las funciones relacionadas con los servicios son independientes de las tecnologías subyacentes relacionadas con el transporte. Permite a los usuarios el acceso sin trabas a redes y a proveedores de servicios y/o servicios de su elección. Soporta movilidad generalizada que permitirá la prestación coherente y ubicua de servicios a los usuarios Ref.Y2001 UIT-T. Las funciones de transporte proporcionan la conectividad. En particular, las funciones del estrato de transporte, ellas son: • conectividad entre usuarios; • conectividad entre el usuario y la plataforma de servicios; • conectividad entre plataformas de servicio. Las NGN proporcionará capacidades de infraestructura y protocolos que permitan la creación, introducción y gestión de todos los tipos de servicios (conocidos o aún no conocidos) posibles, incluidos los que utilizan diferentes tipos de medios (audio, visual o audiovisual), con todos los tipos de esquemas de codificación y servicios de datos, servicios de conversación, unidifusión, multidifusión y radiodifusión de mensajería, de transferencia simple de datos en tiempo real y en tiempo no real, sensibles al retardo y tolerantes con el retardo. Deben soportarse, dentro de las capacidades de las tecnologías de transporte, servicios con diferentes demandas de anchura de banda, desde algunos kbit/s hasta centenares de Mbit/s, garantizados o no. Se hace cada vez más hincapié en la NGN en la personalización del servicio por parte de los proveedores de servicios, en virtud de la cual ofrecerán a sus clientes la posibilidad de personalizar sus propios

INTRODUCCIÓN

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servicios. La NGN debería disponer de API relacionadas con el servicio a fin de soportar la creación, aprovisionamiento y gestión de los servicios. En el marco de las NGN se considera que el Protocolo de Interconexión (IP) puede ser el protocolo preferido para la prestación de servicios NGN así como para el soporte de los servicios tradicionales. Ref.Y2011 UIT-T. La respuesta a muchas de las limitaciones señaladas a las redes de Multiplexado por División de Tiempo (TDM) y a las redes basadas en las Jerarquías de Transmisión Digital (SDH/SONET), se encuentran en la tecnología de Conmutación de Etiquetas de Múltiples Protocolos (MPLS), debido a que es un protocolo que permite el transporte de diferentes tipos de protocolos a la vez y proporciona un método común que posibilita asegurar, para todas ellas, calidad de servicio. MPLS se considera fundamental en la construcción de los nuevos cimientos para las redes de nueva generación y las organizaciones internacionales de estándares. T-MPLS, como una nueva formulación de MPLS, se diseñó específicamente para su aplicación en redes de transporte sobre IP/MPLS pero con una implementación más simple. UIT e IETF han unido fuerzas en desarrollar MPLSTP a partir de T-MPLS MPLS-TP fue diseñado para usarse como una tecnología de capa de red en las redes de transporte con las extensiones de protocolo requeridas para MPLS especificadas por la IETF Relacionados con la red de transporte MPLS se han desarrollado múltiples trabajos desde finales de la década de los 90 del siglo pasado y la misma ha ido ganando terreno como protocolo de red que permite el transporte de otros protocolos. Ha sido la respuesta de poder ofertar Calidad de Servicio (QoS), ante el crecimiento explosivo del tráfico en Internet. Con los protocolos habituales de encaminamiento basados en métrica del menor número de saltos, el aprovechamiento del ancho de banda global no resultaba efectivo y no se podía realizar Ingeniería de Tráfico (TE). Como consecuencia, se impulsaron los esfuerzos para poder aumentar el rendimiento de los routers tradicionales. MPLS-TP es una evolución de MPLS y T-MPLS donde se adoptan todas las facilidades de calidad de servicio y otros mecanismos ya definidos dentro del estándar, pero también brinda nuevos beneficios que basado en trayectorias, opera, gestiona y mantiene (OAM) mecanismos de protección dentro de la banda encontrados en tecnologías tradicionales de transporte como ATM.

INTRODUCCIÓN

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Las características esenciales de MPLS-TP definidas por el IETF y la ITU-T son: plano de conducción MPLS, arquitectura PWE3, plano de control (estático o dinámico con GMPLS), funciones OAM enriquecidas, monitoreo OAM y protección de la conmutación, uso de GACh para soportar fallas, configuración, contabilización, desempeño y funciones de seguridad (FCAPS). En Cuba, la introducción de las NTIC en la sociedad requiere incrementar la conectividad entre las redes LAN de empresas, hospitales, universidades, sedes universitarias, gobiernos municipales, entre otras. ETECSA tiene hoy una red de transporte IP/MPLS, pero no dispone de las nuevas facilidades de MPLS-TP que le permitirán dar un salto adelante. En la FIE, por la importancia que le acontece se han desarrollado trabajos de diploma y maestrías abordando MPLS y se han puesto en marcha proyectos de servicios de banda ancha. Sin embargo con el objetivo de actualizar e incorporar nuevos métodos que permitan la asimilación de esta tecnología es que se continúa esta temática. El problema fundamental encontrado: es cómo lograr el tránsito de una red de transporte MPLS a una red MPLS-TP, es por ello que el objetivo general del mismo consiste en valorar los cambios introducidos por MPLS-TP como una opción a considerar para las redes de transporte MPLS. Para llevar a cabo este fin se trazaron los siguientes objetivos específicos: 1. Analizar la evolución y despliegue que han tenido las redes de transporte MPLS, TMPLS hasta llegar a MPLS-TP. 2. Analizar el estado de las redes de transporte de ETECSA para la migración a MPLS-TP. 3. Determinar los escenarios y aplicaciones en los que mejor se utiliza MPLS. 4. Simulación de los diferentes escenarios que demuestren la superioridad de MPLS. 5. Analizar los resultados de la modelación. Para alcanzar estos objetivos se realizó una revisión técnica y bibliográfica a través de la búsqueda automatizada de información, la que permitió hacer una selección de las fuentes primarias y secundarias que sustentan esta tecnología y conocer el estado de desarrollo las redes MPLS, T-MPLS, los servicios de Carrier Ethernet y MPLS-TP. Actualizarse en los estándares emitidos por IETF (RFC) y UIT-T. Organizar y estructurar la información disponible sobre MPLS-TP. Utilización de la herramienta de trabajo OPNET

INTRODUCCIÓN

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como la más efectiva y adaptable a las condiciones de modelación y simulación de redes y actualizarse en el empleo las herramientas que provee. Crear un modelo de proyecto de red para la simulación de varios escenarios. Se recrearán ambientes que podrían ser la estructura final de la red MPLS en Cuba. Mediante el análisis de las simulaciones se demostrará la superioridad de la tecnología MPLS. .Para ello nos hemos planteado varias interrogantes científicas: 1. ¿Cuál es la situación actual de las redes de transporte MPLS y T-MPLS? 2. ¿Cuáles son las ventajas y potencialidades MPLS-TP? 3. ¿Cuál es la estructura actual de las redes de transporte de ETECSA y los pasos a tener en cuenta para la migración a MPLS-TP? 4. ¿Cuáles son los escenarios más adecuados para demostrar la superioridad de las redes MPLS? Organización del informe Por estas razones el trabajo está organizado de la siguiente forma: 1. Capítulo I Evolución de las redes de transporte: MPLS, T-MPLS hasta llegar a MPLS-TP, nuevos estándares, aplicaciones etc. 2. Capítulo II Análisis de la red de transporte de ETECSA, fundamentación de los modelos acordes a la realidad cubana. 3. Capítulo III Análisis de resultados de las simulaciones. 4. Conclusiones 5. Recomendaciones 6. Referencias Bibliográficas 7. Anexos

8. GLOSARIO Y/O SIGLARIO

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE

TRASPORTE.

El desarrollo de múltiples tecnología, incluyendo la gestión de redes basadas en paquetes, ha motivado una ola de cambios con implicaciones en la red. Su aplicación trae consigo importantes beneficios de negocio y de tecnología, incluyendo nuevos ingresos de servicio, administración mejorada y ahorros en gastos de operación. La migración hacia redes basadas en paquetes ha sido una tendencia dominante en la industria. Actualmente se está enfocando la atención en la optimización de redes de transporte para la entrega del multiservicio. Estas redes de transporte han consistido históricamente en las Redes de Sincronismo Digital Jerárquico (SDH) y las Redes de Área Metropolitana (MAN). A lo largo de este capítulo se comentará la evolución de las redes de transporte de paquetes (PTN) como respuesta a las limitaciones de las tecnologías de transporte y a los requisitos de servicio que han surgido. Se profundizará en la situación actual de las redes

MPLS, T-MPLS, los servicios de Carrier Ethernet y MPLS-TP. Quedarán resaltadas las ventajas y potencialidades de MPLS-TP.

1.1 Redes de nueva generación. El entorno de la infraestructura mundial de la información (GII) crea una combinación heterogénea de dominios tecnológicos y operacionales. Pueden elegirse diferentes tecnologías básicas y ofrecerse un conjunto exhaustivo de servicios, por ejemplo, una red multiservicio. Por consiguiente, un trayecto de extremo a extremo puede atravesar tecnologías muy diversas junto con una gran variedad de disposiciones de protocolo. Considerando las nuevas realidades del mercado caracterizadas por factores tales como: competencia abierta entre operadores debido a la desregulación de los mercados,

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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explosión del tráfico digital, demanda creciente de nuevos servicios multimedia, demanda creciente de movilidad general, convergencia de redes y servicios, la NGN (red de próxima generación) se concibe como una implementación concreta de la GII (infraestructura mundial de la información). Sus fundamentos se encuentran en las Recomendaciones de serie Y. Sin embargo, los aspectos relativos a su implementación no se trataron adecuadamente en la GII. En consecuencia, la NGN hay que entenderla como el siguiente paso en la realización del concepto de GII. Su objetivo es asegurar que todos los elementos necesarios para la interoperabilidad y las capacidades de red soporten aplicaciones mundialmente a través de la NGN, pero manteniendo el concepto de separación entre transporte, servicios y aplicaciones.[51] Definición de Red de próxima generación (NGN): Red basada en paquetes que permite prestar servicios de telecomunicación y en la que se pueden utilizar múltiples tecnologías de transporte de banda ancha propiciadas por la QoS, y en ellas las funciones relacionadas con los servicios son independientes de las tecnologías subyacentes relacionadas con el transporte. Permite a los usuarios el acceso sin trabas a redes y a proveedores de servicios y/o servicios de su elección. Se soporta movilidad generalizada que permitirá la prestación coherente y ubicua de servicios a los usuarios.[50] _El factor diferenciador de las características de la NGN es la separación entre servicios y transporte, de modo que los servicios puedan ofrecerse por separado y evolucionar independientemente Rec. UIT-T Y.2001.[50] La separación se representa mediante dos bloques o extractos de funcionalidad distintos. Las funciones de transporte residen en el estrato de transporte y las funciones de servicio relacionadas con las aplicaciones residen en el estrato de servicio. En primer lugar, hay un conjunto de funciones de transporte que se encargan únicamente del transporte de información digital de cualquier tipo entre dos puntos físicamente separados. Las funciones de transporte proporcionan la conectividad. En general, en el estrato de transporte puede utilizarse cualquier tipo, o todos ellos, de tecnologías de red, en particular las tecnologías de capa con conmutación de circuitos orientada a la conexión (CO-CS, Connection-Oriented Circuit-Switched), con conmutación de paquetes orientada a la conexión (CO-PS, Connection-Oriented Packet-Switched) y con conmutación de paquetes sin conexión (CL-PS, Connectionless Packet-Switched), de conformidad con las Recs. UIT-T G.805 [45] y G.809 [48]. En el marco de las NGN se

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considera que el protocolo Internet (IP) [51] puede ser el protocolo preferido para la prestación de servicios NGN así como para el soporte de los servicios tradicionales. En segundo lugar existe un conjunto de funciones de aplicación relacionadas con el servicio solicitado. En este estrato los servicios pueden ser, por ejemplo, servicios de voz (incluido el servicio de telefonía), servicios de datos (no limitándose éste a los servicios basados en la web), o servicios de vídeo (no limitándose tampoco a las películas y a los programas de televisión), o una combinación de éstos (por ejemplo, servicios multimedia, como la telefonía vídeo y los juegos. Existen muchas maneras de clasificar los servicios (por ejemplo, servicios en tiempo real/no en tiempo real y servicios unidifusión/multidifusión/radiodifusión). En general, cada estrato tiene su conjunto de cometidos, ejecutores y dominios administrativos (véase la Rec. UIT-T Y.110 [43]). Los cometidos que intervienen en la prestación de servicios son independientes de los que intervienen en la prestación de conectividad de transporte. Cada estrato se ha de tratar independientemente desde el punto de vista técnico. Para ello se descomponen obligatoriamente los planos de usuario (o de datos) de los dos estratos: Estrato de servicio de la NGN Estrato de transporte de la NGN _El segundo factor importante de las redes NGN es su relación con los principios de las Recs. UIT-T G.805 [3], G.809 [4] e Y.110 [5]. En la Rec. UIT-T Y.110 se describe formalmente un modelo estructural en el que los servicios y los componentes de servicio se describen por separado, la cual puede emplearse como vía para el desglose en servicios infraestructurales, servicios de aplicación, servicios de soporte medio y servicios de soporte básico. Los aspectos funcionales de la explotación de la red de transporte son tratado en las Recomendaciones de la UIT-T G.805[45], G.809[48], G.807/Y.1302 [46], M.3010 [44, 47], M.3400 [8], M.3050.x [49], X.700 [41] y X.701[42]. Estos aspectos son importantes en el estudio de las NGN e identifican la relación entre funciones, servicios y recursos de los estratos. Los servicios y funciones están relacionados entre sí, dado que las funciones se utilizan para construir los servicios. Además, existen ciertas similitudes entre los subtipos de

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servicios y funciones. Sin embargo, no hay una relación biunívoca entre funciones y servicios; ésta es una de las razones por las que deben mantenerse separados.

1.1.1 Caracteristicas de las rede Redes de Transporte de paquetes. La evolución de las redes de transporte hacia las de redes basada en paquetes es una necesidad dado el amplio despliegue de los servicios Ethernet de clase portadora. Estas soluciones incluyen NG-SDH con GFP/VCAT/LCAS, los Router IP con MPLS, T-MPLS y MPLS-TP. Los requisitos necesarios de una red de transporte de próxima generación[34]: Calidad de servicio (QoS) punto a punto: Permite a los proveedores entregar proporción de Información Comprometida (CIR) y Proporción de Información Máxima (PIR) a cada flujo de tráfico que es clasificado física (basado en la interface) o lógicamente (basado en cliente VLAN o tipo de la aplicación) y garantiza más baja la latencia y jiter para el tráfico sensible al retraso. Este nivel de QoS es similar al de una línea privada SDH y tiene mejor soporte para el tráfico de datos debido a un PIR que les permite a los subscriptores estallar su tráfico a una velocidad tan alta como la del cableado. El portador Ethernet también tiene una manera eficaz de ocuparse de la congestión en la red para mantener el CIR para el flujo de tráfico bajo congestión. La Ethernet de clase portadora usa MPLS (Multiprotocol Label Switching) para lograr una mejor ingeniería de tráfico. Protección Sub-50ms Una de las ventajas fundamentales de SDH es su fuerte mecanismo de protección. El portador Ethernet logra una protección sub-50ms implementando Reruteo MPLS Rápido (MPLS Fast Reroute) en el hardware y este no usa los mecanismos del software para la convergencia de la red. Otra ventaja del mecanismo de esta protección es que funciona en cualquier topología, no sólo en un anillo. El protocolo de Árbol en Expansión (STP) o los protocolos de ruteo, como OSPF, involucran implementaciones de software y su tiempo de convergencia es mucho más que 50ms y no es determinístico. Operación, Administración y Gestión de Ethernet (OAM, Operations Administration and Management) Originalmente, Ethernet no tenía las capacidades de OAM. Esto era aceptable para una LAN pero no para una MAN que se extiende por un área grande y soporta un gran número de usuarios. En una MAN, solucionar problemas es más difícil y OAM se

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vuelve una necesidad. Ha habido un progreso significativo hecho hacia la definición Ethernet OAM en el Grupo del Funcionamiento IEEE 802.3 y en el Foro de Ethernet Metropolitano. Algunos vendedores ya han implementado funciones OAM pre-norma en sus productos como Ethernet loop-back, detección de Error de Bit, medición del Nivel de Servicio, y alarmas para los problemas críticos. Escalabilidad Ethernet de la clase empresa tiene limitaciones inherentes en la escalabilidad cuando es usada como una red pública. Estas limitaciones incluyen: el número de VLANs por red, el número de direcciones MAC que pueden aprenderse y guardarse en el dispositivo, y el largo y no-determinístico tiempo de convergencia del Protocolo STP. El uso de MPLS en el Portador las aplicaciones de Ethernet les permiten a los portadores direccionar la escalabilidad de la red y la adición de servicios como las LANs Empresariales. Seguridad Los estudios muestran que la seguridad es la consideración máxima para los usuarios de empresa cuando escogen los proveedores de servicio de red. La efectividad del costo de un servicio Ethernet no puede ser a costa de la seguridad. Los usuarios de empresa están esperando el mismo nivel de seguridad como en las redes SDH, las de Modo de Transferencia Asíncrono (ATM, Asynchronous Transfer Mode) o las redes Frame Relay. Para proporcionar un servicio Ethernet de Clase Portadora, así como otros servicios generadores de ganancias, la red de transporte de Próxima-Generación debe tener las características siguientes: Basada en Paquetes y Orientada a Conexión - Transición inexorable a las redes basadas en paquetes. Alta Escalabilidad - Se espera que la red dure décadas y sirva un número siempre creciente de usuarios. Alta Seguridad – Los clientes deben tener confianza sobre la seguridad de sus datos. Soporte de Multiservicio transparente - los servicios de Múltiplexación por División de Tiempo (TDM) todavía son necesarios para muchos proveedores de

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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servicio y deben soportarse transparentemente en la red. La ventaja es que la nueva red podrá llevar otras aplicaciones para bajar los costos. Alta disponibilidad y Protección Sub-50ms - El tiempo de convergencia es considerado como un factor crucial en una red de clase portadora. QoS punto a punto - Latencia predecible, baja proporción de error y entrega de servicios determinísticos. Además los proveedores de servicio quieren mantener el mismo nivel de QoS como en las redes de TDM/ATM tradicionales mientras ganan la simplicidad y el más bajo costo del Portador Ethernet. Administración simple y Bajo Costo Total de Propiedad (TCO) - Reuso tanto como sea posible de los medios de red existentes y las habilidades/experiencia del personal de apoyo. OAM reforzado - Una red de transporte sólo puede garantizar alta calidad de transmisión de tráfico si tiene un mecanismo de OAM eficiente. Basado en Normas e Interoperabilidad - Habilitando un ambiente multiproveedor vendedor y multi-operador efectivo.

1.2 Redes SDH/NG-SDH Un acercamiento para implementar Ethernet de clase portadora es aprovechar la infraestructura existente de SDH y agregar nuevos dispositivos de acceso o tarjetas de la interfaz que puedan encapsular tramas Ethernet en las cargas útiles apropiadas de SDH y transmitir el tráfico Ethernet al otro extremo. Esta solución recibe el nombre de Próxima Generación SDH (NG-SDH). Los tres bloques esenciales de un sistema de NG-SDH son GFP (Procedimiento de Entramado Genérico), la concatenación virtual (VCAT), y el esquema de regulación de capacidad (LCAS). GFP es un estándar ITU-T especificado en la G.7041 (2001) es mecanismo genérico para la encapsulación de señales cliente (Ethernet, Canales Fibra, DVB (Digital Video Broadcasting), RPR (Resilient Packet Ring), IP*). Soporta multiplexación de tributarios y se perfila como la opción dominante para transportar Ethernet sobre SDH que provee un proceso de entramado para servicios de paquetes (GFP-F o GFP basado en tramas) y los servicios de almacenamiento (GFP-T o GFP transparente). Esto permite la transmisión de cargas útiles no-nativas sobre la red SDH.

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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VCAT incorporado a la G.707 en el 2000, es la agrupación de múltiples VCs enrutados sin dependencia (fibras distintas, nodos distintos).Sólo requiere procesamiento en los puntos de terminación es válido para VC-12, VC-3 y VC-4 Utilizando VCAT, el tráfico de datos es transportado simultáneamente en un número de envases pequeños de carga útil a través de la red y reensamblado en su destino. Cada canal dentro de un Grupo de Concatenación Virtual (VCG) puede estar en diferentes caminos. La asignación flexible del ancho de banda se logra escogiendo el número y el tamaño apropiado de los recipientes de la carga útil. VCAT mejora la eficiencia del servicio de transporte de datos comparado con un recipiente virtual SDH de ancho de banda fijo. LCAS especificado en G.7042 (2001) y extensiones de G.707 y G.783, es un esquema de señalización de ITU que le permite a dos puntos finales de un canal VC sintonizar dinámicamente el ancho de banda a solicitud del sistema de gestión de la red sin perturbar el tráfico. Un concepto erróneo común es que ese LCAS le permite automáticamente a SDH poner a punto un canal de VCAT según la velocidad de tráfico. Pero de hecho el sistema de gestión de redes necesita enviar una orden al nodo fuente para adicionar/eliminar un subcanal hacia/desde el canal VCAT existente. El nodo fuente usa comandos LCAS para notificar al nodo destino la adición/supresión del sub-canal. Muchos proveedores de servicio con una gran base de SDH instalada creen que pueden ofrecer servicios de Ethernet cuando y donde quiera que se origine la demanda. Este servicio es simplemente un canal SDH con interfaces de acceso Ethernet hacia los suscriptores empleando mapeo GFP. Con VCAT, los proveedores de servicio pueden asignar el ancho de banda correctamente dimensionado según los requisitos del cliente. Además, LCAS le provee protección a los grupos VCAT en lo más alto de la protección nativa SDH. Todo esto suena muy prometedor, pero los proveedores de servicio necesitan entender la falta de eficiencia de NG-SDH en el suministro de servicios de datos. La ineficiencia de NG-SDH en dar soporte a los servicios de datos recae sobre dos áreas: Asignación inflexible del ancho de banda La asignación de ancho de banda para un servicio Ethernet en una red NG-SDH debe ser un factor integral de VC-12/VC-3/VC-4. Una restricción futura es que los miembros en el VCG deben ser del mismo tamaño.

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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Por ejemplo, si un cliente comienza con un servicio de 100Mbps usando un envase VC-12-46V, pero más tarde quiere mejorar el ancho de banda a 1000Mbps, el servicio sería perturbado porque el operador de esa red estaría obligado a recrear la ruta (utilizando VC-4-7V). Esto da como resultado la interrupción del servicio porque el circuito de orden inferior debe ser suprimido y el circuito de orden superior debe ser añadido. Sobre-reservación ancho de banda para QoS El Acuerdo de Nivel de Servicio (SLA) usualmente define el ancho de banda, el retraso, la variación del retraso, y las reglas para dejar caer el paquete. Para garantizar el ancho de banda, un proveedor de servicio tendría que proveer un servicio Ethernet sobre un circuito SDH, virtualmente concatenado o no, teniendo en cuenta las proporciones pico (máximas) de los servicios de mayores ráfagas que él vende a sus clientes. El tráfico de datos es inherentemente en ráfagas y las velocidades pico de los múltiples flujos de tráfico no ocurren al mismo tiempo. Por consiguiente, el promedio de utilización real en cada uno de estos circuitos SDH usualmente es una fracción de esa velocidad pico, lo cual hace baja la utilización global de la red. Por ejemplo, un anillo STM-16 puede soportar hasta dos conexiones de Gigabit Ethernet (GE) utilizando VCAT. Por contraste, los proveedores de servicio de Ethernet se sienten muy cómodos usando un solo anillo GE para mantener a dos clientes GE porque saben que el tráfico más pesado de ambos clientes raras veces es simultáneo, y ambos clientes percibirán una velocidad máxima de 1Gbps. Aún cuando el tráfico de múltiples ráfagas ocurra simultáneamente, Ethernet puede emplear funciones de control de flujo y conformación de tráfico para evitar la pérdida de paquetes. Finalmente el costo de un anillo GE es sustancialmente más barato que un anillo STM-16.

1.3 Red de transporte MPLS MPLS (Multiprotocol Label Switching)[1] es un mecanismo de transporte de datos estándar creado por la IETF y definido en el RFC 3031[8]. Opera entre la capa de enlace de datos y la capa de red del modelo OSI. Fue diseñado para unificar el servicio de transporte de datos para las redes basadas en circuitos y las basadas en paquetes. Puede ser utilizado para transportar diferentes tipos de tráfico, incluyendo tráfico de voz y de paquetes IP; por la misma vía usando información contenida en etiquetas en las cabeceras de los paquetes (encapsulamiento) y de enrutadores específicos capaces de reconocerlas [1, 3]. Este protocolo se basa en la asignación e intercambio de etiquetas en

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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base a criterios de prioridad y/o calidad (Qos) [6]. MPLS es una tecnología que permite ofrecer QoS, independientemente de la red sobre la que se implemente [2]. El etiquetado en capa 2 permite ofrecer servicio multiprotocolo y ser portable sobre multitud de tecnologías de capa de enlace: ATM, Frame Relay, LANs (Local Area Network) [1, 2, 4]. Es un avance en la evolución de las tecnologías de enrutamiento y transmisión en las redes IP[6], lo que implica un progreso en la forma de construir y gestionar estas redes. Resuelve deficiencias de las redes ATM, como la expansión sobre una topología virtual superpuesta y la complejidad en la gestión de dos redes con tecnológicamente diferentes, mezclando la inteligencia del enrutamiento con la rapidez de conmutación. (Ver figura 1.1)[5] MPLS satisface posibilidades en la gestión de backbones, y permite nuevos servicios de valor añadidos, así como la gestión de diferentes niveles de servicios con una mayor fiabilidad y con las garantías necesarias.

Figura 1 1: Ubicación de MPLS en modelo Osi

Su importancia radica en: El aprovechamiento de las funciones de conmutación del nivel 2 con el enrutamiento del nivel 3. Es una tecnología sencilla y barata, que puede acelerar el encaminamiento y la conmutación en los dorsales de las redes de datos con protocolos Permite una gran interoperabilidad. No hay necesidad del modelo de superposición de IP sobre ATM y por tanto se eliminan las dificultades asociadas con su administración y la gestión. Proporciona los medios para el mapeo de direcciones IP a simples etiquetas de longitud fija utilizadas por diferentes tecnologías de envío y conmutación de paquetes.

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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Usa protocolos existentes como son el Protocolo de Reserva de Recursos (RSVP, Resource Reservation Protocol) y el Primer Camino Abierto más Corto (OSPF, Open Shortest Path First) Permite proporcionar servicios diferenciados (Diff-Serv, Differentiated Services) así como QoS e Ingeniería de tráfico y crear Redes Virtuales Privadas (VPN, Virtual Private Network). Funcionamiento de una red MPLS: En MPLS, al ser una arquitectura orientada a conexión, la transmisión de los datos ocurre en las trayectorias establecidas por la operación de intercambio de etiquetas denominadas caminos de etiquetas conmutados (LSPs, Label Switched Path). a)Un dominio MPLS está formado por nodos del tipo LSR, cuya función es la conmutación y envío de los paquetes en base a una etiqueta que se le agrega a cada paquete. Las etiquetas definen un flujo de paquetes entre dos puntos terminales) o, en caso de multicast, entre el punto terminal y la fuente. Para cada FEC se define un camino específico a través de la red de LSR. Cuando un paquete llega a un LER, este examina la información entrante y de acuerdo con una base de datos que asocia la calidad de servicio que se requiere, asigna al paquete una etiqueta (Ver anexo 1 ) En el extremo de salida de una red MPLS se presenta la situación opuesta, siendo estos dispositivos los responsables de remover la etiqueta para entregar el paquete en la forma en que fue recibido. De esta manera, los ruteadores frontera de etiquetas pueden convertir paquetes IP en paquetes MPLS y viceversa. Después de que los paquetes portan su etiqueta, éstos comienzan a ser transportados por la red MPLS, encontrándose en su trayectoria con los LSRs que dirigen el tráfico en el interior de la red de acuerdo con las etiquetas asignadas. Cuando un paquete arriba a un LSR, éste examina su etiqueta y la utiliza como un índice en una tabla propia que especifica el siguiente "salto" y coloca una nueva etiqueta. El LSR intercambia entonces esta etiqueta por la que contenía el paquete y lo envía hacia el siguiente ruteador. La ruta que sigue un paquete entre dos nodos de la red MPLS se conoce como LSP. Cada LSP es unidireccional, por lo que el tráfico de regreso deberá utilizar un LSP diferente. Como se mencionó anteriormente los LSRs no necesitan examinar la cabecera

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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IP, simplemente envían cada paquete basándose en el valor de su etiqueta, por tal razón el proceso de envío es más rápido que en otras tecnologías (Ver figura 1.2)[5].

Figura 1 2: Funcionamiento de una red MPLS

1.3.1 Principales protocolos utilizados por MPLS. MPLS permite varios protocolos de enrutamiento y de señalización para la distribución de etiquetas entre LSR: Protocolo de Distribución de Etiquetas (LDP): Definido en la RFC 3036[9] es un protocolo creado específicamente para la distribución e intercambio de etiquetas entre los LSRs de una red MPLS. Protocolo de Compuerta de Interior (IGP): Es un protocolo para el intercambio de información de enrutamiento entre gateways o routers adentro de una red autónoma. Este protocolo consiste básicamente en calcular el camino más corto a través del algoritmo SPF considerando la topología de la red y la métrica de los enlaces entre nodos. Protocolo de Reservación de Recursos (RSVP): Especificado en la RFC 2205[53] fue diseñado para especificar requerimientos de ancho de banda y condiciones de tráfico para una trayectoria definida y para funcionar sobre cualquier protocolo de enrutamiento en unidifusión o multidifusión. No es un protocolo de transporte ni de enrutamiento. Protocolo de Distribución de Etiquetas con Ruta Restringida (CR-LDP): Definido en la RFC 3212[11] el protocolo CR-LDP contiene extensiones para incrementar las funcionalidades de LDP, lo cual permite la configuración de trayectorias más allá de lo que permite el protocolo de enrutamiento. .

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Protocolo de Reservación de Recursos con Ingeniería de Tráfico (RSVP-TE): Definido en la RFC 3209[10] el protocolo RSVP-TE[29] es una extensión del protocolo RSVP original, que fue diseñado para ejecutar la distribución de etiquetas sobre MPLS. RSVP-TE soporta además la creación de rutas explícitas con o sin reserva de recursos. Protocolo Sistema Intermedio-Sistema Intermedio (IS-IS)[13]: Protocolo de enrutamiento de estado enlace jerárquico del modelo OSI. La extensión del protocolo IS-IS fue propuesta por el IETF con el objetivo principal de añadir más información sobre las características del enlace a un LSP del tipo IS-IS. El segundo objetivo de esa extensión incluye el incremento del alcance dinámico de la métrica IS-IS y la creación de una codificación de prefijos IP. Protocolo del primer camino más corto (OSPF): Protocolo de enrutamiento de estado de enlace jerárquico, que se basa en la información de estado de enlace acumulada por los ruteadores OSPF para calcular la trayectoria más corta hacia un destino. Según la RFC 3630[9] la información por esa extensión puede ser utilizada para crear una base de datos con información de estado de los enlaces con atributos adicionales de ingeniería de tráfico. Principales aplicaciones que tiene MPLS: Ingeniería de tráfico. Calidad de Servicio (QoS) a través de la diferenciación de niveles de servicio mediante clases (CoS). Servicio de redes privadas virtuales (VPN) En la actualidad se están introduciendo alternativas para flexibilizar la asignación del ancho de banda y mantener el nivel de fiabilidad de las redes tradicionales SDH. La más adelantada y con un desarrollo futuro es el Transporte MPLS (T-MPLS, Transport Multiprotocol Label Switching) y el Perfil de Transporte MPLS (MPLS – TP, Multiprotocol Label Switching Transport Profile).

1.4 Evolución de MPLS a T-MPLS Con el auge de la gestión de paquetes, la ITU-T se interesó en adaptar MPLS para convertirlo en una "clase portadora", según reconocidos principios de arquitectura de la ITU-T. El resultado es Transporte MPLS (T-MPLS)[36], una red de transporte de paquetes

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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orientada a conexión basada en MPLS que proporciona conexiones administradas punto a punto hacia redes de computadoras con diferentes capas del cliente similar a Ethernet. T-MPLS, como una nueva formulación de MPLS, se diseñó específicamente para su aplicación en redes de transporte. Ella fue construida sobre muy conocidas y desplegadas tecnologías y normas de IP/MPLS, pero ofreciendo una implementación más simple, dónde las características no relevantes a las aplicaciones orientadas a conexión son eliminadas y se direccionan los huecos críticos de funcionalidad de transporte. Una red de T-MPLS puede ser completamente operada en la ausencia de protocolos del plano de control para la configuración dinámica. T-MPLS ha estado bajo desarrollo por el ITU-T desde Febrero del 2006. Usa los mismos principios arquitectura de la capa de redes[37] empleados en otras tecnologías como SDH y la Red de Transporte Óptica (OTN). Los proveedores de servicio ya han desarrollado los procesos de administración y los procedimientos de trabajo basados en estos principios. De esta manera proporciona una tecnología fiable basada en paquetes que está familiarizada y alineada con la gestión de redes de transporte basada circuitos. Así apoya a actuales procesos de organización y procedimientos de trabajo de gran escala. Dentro de las mejoras de T-MPLS respecto a MPLS se encuentran: Diseño LSPs bidireccional punto a punto[29] Protección LSP de fin-a-fin Soporte OAM avanzado Las mismas permites el control óptimo de recursos de la red de transporte que conllevan más bajos gastos operacionales, A diferencia de MPLS, T-MPLS no proporciona un modo no orientado a conexión y tiene el propósito de ser más simple en el alcance, menos complejo en el funcionamiento y más fácilmente administrable(ver Figura 1.3). Los rasgos de capa 3 se han eliminado y el plano de control emplea un mínimo de mecanismos de IP que conllevan a implementaciones de equipamiento que soportan las necesidades de los proveedores de servicio para costos más bajos y altos-volúmenes de paquetes en sus arquitecturas de próxima-generación.

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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Figura 1 3: Modelo de referencia T-MPLS

T-MPLS se formula junto con las redes de transporte basado en circuitos, siguiendo el mismo modelo de arquitectura, de dirección y operacional. Se piensa que así provee un camino de evolución óptimo para los proveedores de servicio en sus redes metro y de acceso, a medida que ellos transitan hacia un futuro basado en paquetes. T-MPLS = MPLS + OAM – L3 Complexity Otra manera de ver T-MPLS es pensar en él como un subconjunto de MPLS estrictamente orientado a conexión: La supervivencia es específica a la red de transporte. T-MPLS define su capacidad de protección empleando las recomendaciones de la ITU-T G.8131/Y.1382 (T-MPLS conmutación de protección lineal con opciones 1+1, 1:1 y 1:N)[39] y G.8132/Y.1383 (T-MPLS conmutación de protección en anillo). La capacidad de enrutamiento rápido de MPLS (FRR) requiere el uso de LSP combinado (Merge), que se excluye de T-MPLS. Debido a que ningún plano de control está involucrado, el desempeño de la protección de conmutación puede ser muy rápido. OAM [27]es específico a la red de transporte y la funcionalidad es referenciada del Y.1711 de la ITU-T (el mecanismo de OAM para las redes MPLS). Esto proporciona los mismos conceptos y métodos de OAM (por ejemplo la comprobación de conectividad, la supresión de alarma, la indicación remota de defecto) ya disponible en otras redes de transporte, sin requerir capacidades de planos de datos IP complejos. El plano de control T-MPLS (específico para la red de transporte) es actualmente nulo. En otros términos, el plano de administración se empleará para el aprovisionamiento manual/automatizado, de la misma manera como se aprovisionan en la actualidad las redes SDH y OTN. Sin embargo, como es el caso para otras tecnologías de red de transporte, el plano de control para TMPLS se enfrenta a ser del tipo ASON/GMPLS y así habilitará un funcionamiento más dinámico e inteligente.

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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No existe reservación de etiqueta. T-MPLS no reservará etiquetas para su propio uso independientemente de MPLS. Cualquier requisito para la asignación de etiqueta especial será manejado por el IETF y coordinado con los estándares MPLS. Esto ayuda a asegurar que la interoperabilidad y el interfuncionamiento se puede lograr fácilmente.

1.4.1 Diferencias de T-MPLS respecto a MPLS. Con el fin de definir un subconjunto de MPLS que es orientado a conexión y que se presta para el modelo establecido de transporte OAM[27], varias características del protocolo MPLS han sido excluidas de T-MPLS. Las principales diferencias de T-MPLS en comparación con MPLS son[37, 38]: El uso de LSP bidireccional. Mientras que los LSP de MPLS son unidireccionales, las redes de transporte tradicionalmente proveen conexiones bi-direccionales. Por tanto T-MPLS utiliza simultáneamente los LSPs hacia adelante y hacia atrás para seguir los mismos nodos y enlaces. No existe opción de penúltimo salto (PHP)[14]: PHP, simplifica el proceso de salida requerido mediante la eliminación de la etiqueta MPLS un nodo antes del nodo de salida. De hecho, se trata de un legado histórico de querer minimizar los requerimientos de procesamiento del router. Sin embargo, la interfaz cuenta con una mezcla de paquetes IP y MPLS y en su lugar el nodo final debe realizar una look-up IP (u otra carga útil). Más importante aún, OAM es más complejo o incluso imposible, ya que el contexto de etiqueta MPLS se pierde. No hay opción LSP Merging. LSP Merge significa que todo el tráfico remitido a lo largo del mismo camino hacia el mismo destino puede emplear la misma etiqueta de MPLS. Mientras esto puede promover la escalabilidad, de hecho hace difícil o incluso imposible la efectividad del OAM y de la Supervisión del Desempeño (PM) debido a que la fuente de tráfico se torna ambigua y desconocida. Lo que en consecuencia no es un concepto orientado a conexión. No hay opción Multiples Caminos de Igual Costo (ECMP). ECMP permite que el tráfico dentro de un LSP sea encaminado a lo largo de múltiples caminos de la red. Esto no sólo hace que se requiera procesamiento adicional del encabezamiento IP, así como procesamiento de etiquetas MPLS, sino que también hace al OAM más complejo debido a que el Chequeo de Continuidad (CC) y los flujos de PM

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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pueden seguir caminos diferentes. Este concepto no se necesita en una red orientada a conexión. T-MPLS también se ha simplificado eliminando el plano de control IP esperando que utilice GMPLS[34]. Es una variante de MPLS denominada Generalized Multiprotocol Label Switching ,el cual dota a los routers de la capacidad de señalizar de manera inteligente el nivel óptico, permitiendo a los proveedores establecer, cambiar o cancelar enlaces ópticos en tiempo real. La motivación de T-MPLS es proporcionar transporte de red compatible con la idea de convergencia de la IP NGN soportando simultáneamente la tecnología vigente a nivel óptico. La evolución ha ido mayormente impulsada por los altos costes de OPEX de las redes basadas en IP/MPLS que por una necesidad de mejora del control de las redes ópticas. Redes de transporte basadas en T-MPLS Los equipos PTN (Packet Transport Network) se conectan por Ethernet desde (1 Gb/s o 10 Gb/s) definiendo un anillo. En estos anillos se definen LSP (Label Switch Path) entre nodo origen y nodo destino. Cada LSP cuenta con un LSP de protección. Internamente al LSP se enrutan los PW (PseudoWire), configurados entre puertos de nodo origen y nodo destino, que transportan los diferentes tipos de trafico definidos por VLAN. No existen funcionalidades de nivel 3 (IP) y la configuración de LSP y PW es manual por sistema de gestión. (Ver Figura 1.4)

Figura 1 4: Flujo de tráfico en la red T-MPLS Fuente ITU-T

Beneficios de una red PTN con protocolo T-MPLS:  Protección rápida basada en anillos (OAM end-to-end, fault detection)  OAM de las conexiones (LSP y PW)

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

 transportar E1 utilizando CES (Circuit Emulation Service)  Transporta sincronización (Sync Eth y 1588v2)  Transportar tráfico Ethernet con multiplexación estadística  Aplicar políticas de QoS al tráfico Ethernet  No utiliza protocolos IP de enrutamiento  Utilizando PW, no sufre de la limitación del número de VLAN  Resolver la falta de la funcionalidad QinQ  Alta escalabilidad para el trafico Ethernet Resumiendo a T-MPLS –

Plano de Datos  basado sobre PW y conceptos de Túnel (como MPLS)

– Plano Control •

basado sobre protocolos GMPLS (OSPF-TE, RSVP-TE)

– Transporte Orientado •

Cliente/Servidor dividido en capas y separados, soporta de cualquier cliente.

•

P2P y P2MP.

•

Conmutación bidireccional.

•

Soporta control manual.

•

OAM (Performance Monitoring, Fallos, Verificación de Conectividad, etc.)

•

Protección sub 50ms.

•

Complemento de la red transporte SDH/SONET.

•

Capa de Protección (Linear, Ring, Sub-Red).

•

QoS.

1.5 Red MPLS-TP. Redes de Transporte basadas en MPLS-TP

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CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

22

En febrero de 2008, la UIT-T y el IETF acordaron trabajar en forma conjunta en el diseño de MPLS-TP. En base a este acuerdo los expertos de la IETF y UIT-T establecieron de forma conjunta los requisitos de trabajo y soluciones. La decisión fue transferir el control a IETF para desarrollar un perfil de transporte de MPLS. UIT-T a su vez, actualizará las RFC-TP relacionados con MPLS teniendo en cuenta las normas existentes basadas en TMPLS [31]. La nueva tecnología intenta ser la red básica de transporte de datos de la siguiente generación. MPLS-TP[23-25] puede ser comparado con SDH en términos de fiabilidad y capacidad de monitoreo. Provee el transporte de paquetes y servicios de TDM sobre redes ópticas. Asegura que el tráfico sea transportado de manera fiable a través de un monitoreo de fin a fin con el mejor rendimiento. Permite ingeniería de tráfico y reserva de recurso si es necesario. Tecnología altamente escalable. Tiene la habilidad de soportar varios clientes con diferentes tráficos. Además puede trabajar sobre otras tecnologías como Ethernet, SDH y ATM. Soporta multiservicios, permite transportar cualquier tipo de tráfico de los clientes. Alta eficiencia en relación al CAPEX (complejidad en protocolo de capas menores Layer 2 y Layer 1) y en cuanto al OPEX (unificación del control y gestión de acceso de los paquetes y servicios TDM) [34]. Su diseño es una continuación del trabajo empezado por los expertos en redes de transporte del ITU-T, específicamente SG15[40], como T-MPLS con las extensiones de protocolo requeridas para MPLS especificadas por la IETF. Es una aplicación de conmutación de paquetes orientada a conexión que ofrecerá una implementación de MPLS quitando las características que no son relevantes para las aplicaciones orientadas a conexión y añadiendo mecanismos que provean el soporte de la funcionalidad de transporte crítico. MPLS-TP está basado en los mismos principios de la arquitectura de la capa conexión de redes usadas anteriormente en otras tecnologías de redes de transporte como SDH y OTN. Los proveedores de servicios ya han desarrollado procesos de administración y procedimientos de trabajo sobre la base de estos principios. MPLS-TP proporcionará a los proveedores de servicio una tecnología fiable basada en paquetes que se sustenta en la gestión de redes de transporte basada en circuitos, y así se espera que se alinee con los actuales procesos de organización y procedimientos de trabajo de gran escala similar a otras tecnologías de transporte de paquetes.

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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Se espera que MPLS-TP sea una tecnología de capa dos (L2) de bajo costo que proveerá QoS, OAM[20] de punto a punto y conmutación de protección. Los siguientes borradores de RFCs de la IETF existen para MPLS-TP: draft-jenkins-mpls-mplstp-requirements – Requerimientos de MPLS-TP. draft-sprecher-mpls-tp-oam-analysis – Análisis de OAM MPLS-TP. draft-vigoureux-mpls-tp-oam-requirements - Requerimientos para OAM en las Redes de Transporte MPLS. draft-vigoureux-mpls-tp-gal - Asignación de la etiqueta de encabezamiento del canal genérico asociado (GAL) draft-blb-mpls-tp-framework – Un entramado para MPLS en las redes de transporte. draft-andersson-mpls-tp-oam-def - “La definición de siglas de OAM”. draft-bocci-pwe3-mpls-tp-ge-ach – Canal Genérico Asociado a MPLS. draft-gray-mpls-tp-nm-req - Requisitos de administración de la red de MPLS-TP. draft-sprecher-mpls-tp-survive-fwk - Entramado de supervivencia de MPLS-TP.

1.5.1 Beneficios de las redes de transporte (PTN) basadas en MPLS-TP La tecnología MPLS-TP [34] [15] usa el plano de datos de MPLS y ha simplificado los complicados escenarios de aplicación de MPLS. Reduce equipamiento, operación, y gastos de mantenimiento. El plano de datos es separado del plano de control (Ver Figura 1.5). Esto conduce hacia una más alta estabilidad, confiabilidad y flexibilidad de la red. Con un OAM fortalecido [20] y una función de conmutación de protección de PTN basado en MPLS-TP podría conseguir la misma confiabilidad y nivel de resistencia que SDH/NGSDH. En comparación con las extensamente desplegadas redes basadas en SDH/NGSDH, PTN basado en MPLS-TP es un paso evolutivo [17, 18]:

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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Figura 1 5: Plano de Control MPLS-TP

La metodología de funcionamiento es similar a la de una red SDH. Esto es particularmente importante para grandes proveedores de servicios quienes pueden tener un extensivo sistema automatizado de abastecimiento y control desarrollado durante muchos años. Evitan un impacto grande en lo relacionado al entrenamiento del personal y al desarrollo de habilidades. La red de administración utiliza los procesos de estilo de transporte familiares: o Aprovisionamiento de lo que usted desee. o Recuperación de instantáneamente.

informes

de

rendimiento

periódicamente

o

o Recuperación de alertas de las alarmas si ocurre una falla. o Fácil localización de fallas empleando relaciones de Defecto-Alarma determinadas y eliminadas. La extensión hacia el trabajo en redes de paquetes complementa el plano de transporte existente. El nivel de control de GMPLS[34] es similar a SDH y a OTN y también está alineado con modelos de dirección existentes. El trabajo en redes basado en paquetes proporciona una eficacia del ancho de banda más alta que el trabajo en redes basadas en circuitos. Esto es especialmente verdadero con el tráfico de datos creciendo y volviéndose dominante.

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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Comparado con las redes basadas en IP/MPLS, PTN basado en MPLS-TP proporciona las ventajas siguientes: 1. Enfocándose en el dominio de transporte, en lugar de intentar también cubrir las aplicaciones de asignación de ruta, MPLS-TP es un acercamiento más simple que un acercamiento equivalente basado IP/MPLS. Una vez más, esto debe evitar un impacto grande sobre el entrenamiento del personal, el desarrollo de habilidades y la complejidad de la red. 2. Un TCO que es más bajo que el de IP/MPLS debido a que omite el enrutamiento orientado a IP y la complejidad del control. 3. MPLS-TP soporta OAM & protección/redundancia en cada capa. 4. Enfoque orientado a conexión con los esquemas de protección tradicionales y las herramientas de OAM centrado a transporte que se alinean con las arquitecturas establecidas. 5. Actuación de transporte y QoS garantizados para cada tipo soportado de servicio del cliente. 6. Diseñado desde el comienzo para una red de transporte, el equipamiento basado en MPLS-TP provee una solución de sincronización completa, garantizando la exactitud del cronometraje 3G. Características técnicas específicas de MPLS-TP: LSP bidireccional. No existe mescla de LSP. No se realiza PHP (Ver. Figura 1.6) No hay equilibrio de carga (Ver Figura 1.7)

Figura 1 6: Opción del Penúltimo Salto

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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Figura 1 7: Equilibrio de carga.

La implementación de PTN basada en MPLS-TP no sólo provee reducción en los gastos y operacionales para los proveedores de servicio, sino que, al mismo tiempo ofrece altos servicios de ARPU con garantías SLAs. Aprovechan la efectividad de los costos y la facilidad usada por el cableado sobre la arquitectura de IP/MPLS, y agrega rasgos de clase portadora como la ingeniería de tráfico, QoS, y el aprovisionamiento orientado a conexión.

1.5.2 OAM y supervivencia MPLS-TP Las funciones de OAM y supervivencia de redes MPLS-TP intentan reducir la complejidad operacional de la red, asociadas con el monitoreo y administración del comportamiento de la red, la administración de falla y la conmutación de protección. Esto es una exigencia para operar sin ninguna función de las capas IP. Una de las metas de OAM MPLS-TP es proporcionar las herramientas necesarias para supervisar y manejar la red con los mismos atributos ofrecidos por las tecnologías de transporte legadas. Por ejemplo, OAM MPLS-TP supervisa tanto los PWs como los LSPs. Dos mecanismos importantes de OAM de MPLS son: el canal genérico asociado (G-ACh) y la etiqueta de alerta genérica (GAL). Estas le permiten a un operador enviar cualquier tipo de tráfico de mando en un PW o en un LSP. El G-ACh se usa en PWs y LSPs de MPLS-TP, GAL se usa actualmente en LSPs de MPLS-TP para marcar el G-ACh. Los G-ACh son muy parecidos a los canales asociados definidos por la RFC4385. Es como un envase o un canal que corre en el PW y lleva mensajes OAM. Por ejemplo, la Verificación de Conectividad de Circuito Virtual (VCCV) puede ser enviada por un canal asociado para monitorear si el PW está disponible. El canal asociado es una función

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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genérica, de forma tal que también puede correr sobre LSPs. Esta función genérica es capaz de conllevar tráfico de usuario, trafico de OAM, y tráfico administrativo sobre un PW o un LSP. También puede portar información de conmutación automática de protección (APS), y el tráfico de administración de los canales de comunicación de Datos (DCC), de Señalización (SCC) y de Administración (MCC). Es importante resaltar que esta construcción genérica definida para MPLS-TP será rehusada por IP/MPLS. Esto proveerá un conjunto amplio de herramientas OAM, y el soporte de funciones FCAPS para administración de fin a fin.

1.5.3 Plano de control MPLS-TP Dentro del contexto de MPLS-TP, el plano de control es el mecanismo usado para configurar el LSP automáticamente a través de un dominio de red de conmutación de paquetes. El uso del protocolo del plano de control es optativo en MPLS-TP. Algunos operadores pueden preferir configurar los LSPs y PWs usando un Sistema de la Dirección de la Red, de la misma forma que se usaría para aprovisionar una red SONET. En este caso, ningún protocolo IP o de ruteo será usado. Por otra parte, cabe usar un plano de control dinámico con MPLS-TP a fin de que los LSPs y PWs sean configurados por la red utilizando G-MPLS y designación de protocolo de distribución de etiqueta (T-LDP) respectivamente. G-MPLS se basa en las extensiones TE para MPLS (MPLS-TE). También puede usarse para establecer la función OAM y definir mecanismos de recuperación. T-LDP es parte de la arquitectura PW y es ampliamente usado en la actualidad para señalizar PWs y sus estatus.

Conclusiones parciales. Hay una enorme demanda de recursos debido a los nuevos servicios que están emergiendo, como son los servicios orientados a datos, desde todos los segmentos del mercado. Los clientes residenciales cuentan con vídeo, voz y el acceso del Internet desde sus plataformas fijas y movibles, con aplicaciones tales como bajar o subir video a la red, juego interactivo y flujo de datos de alta velocidad, por solo nombrar algunos. Crecientemente, los grandes clientes, que constituyen un número elevado y en constante expansión, como instituciones financieras y de investigaciones, están exigiendo servicios de gran ancho de banda y que además aumentan la complejidad en la red desafiando requisitos tales como obtener acuerdos de nivel de servicio (SLAs) más rigurosos.

CAPÍTULO 1. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TRANSPORTE

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Para que se puedan utilizar estos servicios, los proveedores de la red de transporte deben hacerle frente manteniendo en equilibrio dos opciones. Una, los costos continúan intensificándose con el aumento de la complejidad de las capacidades y las operaciones y otra es que el tráfico aumenta más rápido que la disponibilidad de recursos en la red. Todo esto ha traído como consecuencia el surgimiento de MPLS la cual ha evolucionado a T-MPLS y posteriormente MPLS-TP. MPLS-TP es un estándar emergente que proporciona a los proveedores de la red de transporte la oportunidad de explotar la infraestructura de red de transporte SONET/SDH ya instalada y las redes IP/MPLS en conjunto, forjando un híbrido tomando lo mejor de cada una de ellas. Este híbrido proporciona los ricos servicios de IP/MPLS y el funcionamiento seguro y robusto de las redes de transporte ópticas SONET/SDH. Con su uso los proveedores de servicio pueden aliviar la presión que ejerce la demanda cada vez más creciente de los clientes de recursos de la red.

CAPÍTULO 2. ANÁLISIS DE LAS REDES DE TRANSPORTE DE ETECSA

CAPÍTULO 2.

ANÁLISIS DE LAS REDES TRANSPORTE DE ETECSA

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DE

En el presente capítulo se expondrán algunos aspectos relacionados con el estado de las redes de transporte de ETECSA, único operador de este tipo de redes en Cuba. Se exponen los resultados del estudio del equipamiento de la red CUBADATA y sus posibilidades para brindar servicios IP, en especial para el soporte IP+MPLS/ATM. Para el análisis se seleccionó la herramienta OPNET Modeler versión 14.0 que será utilizada en la modelación y simulación de diferentes escenarios con el empleo de MPLS. Se presentará la topología general de la red experimental y por último se pasa a la selección de los parámetros que serán utilizados para el análisis del comportamiento de la red.

2.1 Redes de trasporte de ETECSA 2.1.1 Antecedentes. ETECSA, la empresa de telecomunicaciones de Cuba, ha realizado desde su surgimiento importantes inversiones con el objetivo de elevar el nivel de las redes de datos nacionales a escala internacional. La unidad organizativa encargada de la transmisión de datos es CUBADATA. Luego de su creación, CUBADATA desplegó una red de datos troncal X.25 y más tarde, en 1999, procedió al montaje de una red troncal ATM con puntos de acceso Frame Relay. Hasta el año 2002 la estructura de la red estuvo basada en enlaces ATM inter-nodales y hasta los clientes finales enlaces TDM y Frame Relay, manejando velocidades de hasta 2 Mbps. Sin embargo la búsqueda de soluciones más eficientes ha estado impulsada por los nuevos requerimientos de los clientes y por la aparición de los enlaces nacionales de fibra óptica. En algunos casos la implementación de ideas novedosas, trajo consigo

CAPÍTULO 2. ANÁLISIS DE LAS REDES DE TRANSPORTE DE ETECSA

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enlaces de hasta 34 Mbps disponibles para los clientes de la red lo que daba solución a la necesidad de aumentar la velocidad. Los servicios Frame Relay sobre ATM se encontraban muy bien definidos, pero la mayoría de los clientes utiliza el protocolo IP. El encapsulamiento de IP sobre Frame Relay provocó una sobrecarga de la red por lo que la migración a una plataforma de multiservicio se hizo inevitable. La nueva red debía soportar parámetros de calidad de servicio (QoS), para poder ofertar diferentes clases de servicios (CoS) en dependencia del tipo de tráfico que requieran los clientes finales como video-conferencia, voz sobre datos y telemedicina. Estos parámetros se tuvieron en cuenta en la compra del equipamiento necesario para el tránsito.

2.1.2 Equipamiento de CUBADATA. La red de datos montada por CUBADATA, sustenta su infraestructura ATM basada en equipamiento NewBridge, un proveedor canadiense que luego fuera adquirido por Alcatel, para ello ha instalado nodos en cada una de las capitales de provincia del país y múltiples puntos de acceso en los lugares de mayor concentración de clientes. Esta distribución ha permitido ir cubriendo las necesidades del tráfico de datos en todo el país. Es una plataforma potente y flexible que permite ofertar nuevos servicios a través de la adaptación o migración de los componentes de la red. Inicialmente se montaron equipos Alcatel 7470 (Anexo 2) en los nodos principales de Ciudad Habana así como en las capitales de las provincias con mayor potencial de clientes para estos nuevos servicios. Contaba con la configuración necesaria para brindar servicios ATM entre nodos y servicios Frame Relay a los usuarios finales, especialmente a través de los nodos de acceso NewBridge 3600. (Ver Figura 2.1 a))

CAPÍTULO 2. ANÁLISIS DE LAS REDES DE TRANSPORTE DE ETECSA

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Figura 2 1: a) Red de Transmisión de Datos en ETECSA. b) Nuevos Puntos de Acceso a la Red de Transmisión de Datos.

Los nodos 7074 cuentan con la tarjeta ISC (IP Service Card), lo que les permite, manejar el protocolo IP+MPLS y trabajar como LSR, pero solamente en tránsito. Con las prestaciones que brinda el equipamiento Alcatel 7470 MSP se pueden brindar diferentes clases de servicios IP, pero no posee facilidades para trabajar como enrutador de borde dentro de un dominio MPLS [35]. Posteriormente se instalaron puntos de accesos que tienen como objetivo principal el de lograr una cobertura para la red que tenga el mayor alcance posible. Se adicionaron Shelf CN4 Telindus para lograr conexiones con tecnologías XDSL, así como equipos DSLAN para lograr conexiones ADSL. Con esto se logró la conexión a la red dorsal aprovechando las capacidades TDM que poseen (Ver Figura.1 b)).

Figura 2 2: Optimización de la Red de Transmisión de Datos en ETECSA

CAPÍTULO 2. ANÁLISIS DE LAS REDES DE TRANSPORTE DE ETECSA

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La etapa siguiente consiste en la optimización de los procesos que realizan los nodos. Esto es logrado a través de la diferenciación de los procesos de acceso y conmutación. Para ellos se adicionaron dos tipos de nodos 7470-MSP Periferical Shelf y 7470-MSP Switching Shelf. Los primeros encargados de la atención de los procesos de acceso y los 7470-MSP Switching Shelf facultados para los procesos de conmutación. (Ver Figura 2.2) Una etapa posterior tuvo como objetivo adicionar el futuro núcleo de la red Multiservicios sin la necesidad de cambios significativos. Los equipos Alcatel 7670 RSP (anexo 3 características técnicas) soportan en su totalidad la arquitectura MPLS, por lo que cuentan con todas las condiciones para constituir el corazón de la red multiservicio de ETECSA asumiendo funciones de ATM-LER. (Ver Figura 2.3) Pueden ser empleados tanto en las funciones de enrutadores de tránsito dentro del dominio MPLS como en la de enrutadores de borde en la frontera entre la red MPLS y la red IP externa. En sentido general estos equipos se pueden gestionar desde una plataforma única, lo que hace posible realizar y mantener los enlaces a través de toda la red con gran facilidad, sin necesidad de emplear diferentes plataformas de gestión para cada tipo de equipamiento. Estos equipos cuentan con todas las condiciones para convertirse en el corazón de la red multiservicio de CUBADATA [33] Los equipos Alcatel 7670 RSP solamente poseen interfaces de alta velocidad, en el caso del equipamiento que se posee en el país las interfaces mínimas son de 155 Mbps y pueden obtenerse interfaces de 45 Mbps. Esto se debe a que este equipamiento está diseñado para trabajar en el corazón de la red, y no en la atención a los clientes finales.

Figura 2 3: Instalación del núcleo de la red con los nodos 7076

CAPÍTULO 2. ANÁLISIS DE LAS REDES DE TRANSPORTE DE ETECSA

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Finalmente se instalaron los equipos de borde de la red encargados del etiquetado de los paquetes IP. Para ello se usaron routers Cisco o Huawei. (Ver Figura 2.4)

Figura 2 4: Instalación de los Reuter de borde MPLS

Hasta ese momento estaba limitada en un alto grado las prestaciones reales que se podían brindar para crear una red IP+MPLS/ATM debido fundamentalmente a las dificultades para llegar a clientes dispersos geográficamente.

2.1.1 Elementos necesarios para la implementación IP/MPLS en Cuba En la actualidad en Cuba se está trabajando en la migración hacia una red IP/MPLS, esta red cuenta con condiciones para brindar QoS. Para lograr el transito fue necesario tener en cuenta los siguientes elementos: La implementación de dos anillos de fibra nacional, por lo que el dorsal actual en un sistema resistente a posibles fallas. Es capaz de brindar la redundancia necesaria para dar un servicio con garantía contra afectaciones, dando cobertura a los enlaces entre los principales centros de ETECSA y las cabeceras de las provincias principales. En estas condiciones se cuenta con un diseño mallado con redundancia en los enlaces entre los diferentes LSR de una red nacional MPLS. De esta forma se aprovecha al máximo la posibilidad de elegir uno de varios caminos de salida de un LSR en dependencia de la etiqueta con que arribe el paquete y la clase de servicio que se le ha

CAPÍTULO 2. ANÁLISIS DE LAS REDES DE TRANSPORTE DE ETECSA

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asociado. La redundancia garantiza caminos menos congestionados y rutas alternativas ante desbordamiento de tráfico y es una condición necesaria para redes MPLS. Para superar el atraso tecnológico de Cuba, ETECSA realizó inversiones para la adquisición de modernos conmutadores ATM y nuevos equipos de última generación que combinan la conmutación ATM con soporte IP+MPLS. Los mismos fueron instalados en lugares que permitieran su explotación al máximo. Para la instalación de la red total IP+MPLS/ATM en el país se colocaron nodos Alcatel 7670 RSP en cada provincia para incorporar servicios de frontera (LER) y se ubicaron nodos Alcatel 7470 MSP en las provincias y lugares para su uso como LSR de tránsito[52]. Una de las características que ha presentado mayor inestabilidad dentro de la red de Telecomunicaciones de ETECSA es la tarifa de los servicios que se brindan, especialmente aquellos que como los de Transmisión de Datos influyen decisivamente en las actividades de los clientes de la red. El alto costo inicial de estos circuitos de datos se ha ido ajustando según la red ha ido creciendo y llegando a lugares donde antes era imposible brindar este tipo de servicio. Las condiciones peculiares de nuestro país, donde se le da la importancia debida a los programas sociales de la Revolución, influyen también en la forma en que se toman las decisiones para aplicar las tarifas. Este factor, en conjunto con la existencia de dos monedas circulantes, complica aún más la situación.

2.2 Pasos a seguir para la transición hacia MPLS-TP Las redes MPLS continúan creciendo y expandiéndose, a medida que se adicionan nuevos servicios, por tanto hay nuevas normas para incluir servicios más avanzados pero además para velocidades de interfaces más altas las cuales son necesarias ahora más que nunca. A medida que MPLS-TP continua evolucionando, un aspecto clave en la estandarización ha sido la interoperabilidad entra las normas MPLS-TP en progreso y los desarrollos IP/MPLS existentes. Esto puede hacerse lo mismo mediante la no intervención entre los dominios, o mediante una elaboración delicada implementada dentro de un simple dispositivo. Los pasos a seguir para la transición hacia MPLS-TP serían:

CAPÍTULO 2. ANÁLISIS DE LAS REDES DE TRANSPORTE DE ETECSA

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1. Identificar los principales puntos con mayores posibilidades de explotar al máximo la tecnología MPLS-TP. 2. Estudiar los costos y riesgos asociados a cada fabricante y proponer estrategias para la adquisición del equipamiento que más se adapte a las condiciones del país. 3. Hacer pruebas a pequeña escala para lograr la interoperabilidad de los equipos MPLS-TP con los de las tecnologías existentes. 4. Incorporación paulatina del equipamiento de la tecnología MPLS-TP. Puntos con mayores potencialidades Todas las cabeceras de provincias deben conformar esta lista. Se recomienda comenzar por la capital de país y por las provincias con mayores tráficos. Estudiar costos y riesgos Existen una serie de fabricantes que son los de mayor poder a nivel mundial y llevan la vanguardia en el despliegue de esta tecnología. Entre ellos se pueden mencionara a: CISCO, Huawei, Alcatel-Luscent y Ericsson. El mayor riesgo está en considera el bloqueo que recae sobre nuestro país. Pruebas a pequeña escala Es altamente recomendable la construcción de pseudowires entre la red IP/MPLS y la red MPLS-TP. Los segmentos pseudowires en la red IP/MPLS deben ser señalizados empleando LDP mientras que las redes MPLS-TP deben descansar en segmentos pseudowires estáticos. En el dominio MPLS-TP se puede emplear Detección de Reenvío Bidireccional (BFD) para la OAM. Para la conmutación de los segmentos pseudowires estáticos y dinámicos se empleará un dispositivo conectado entre ambas redes. Incorporación paulatina A medida que se gane en experiencia y se afiance la presencia de soluciones MPLS-TP por parte de los fabricantes tradicionales, el país podrá acometer la sustitución progresiva del equipamiento que no se adapte a las nuevas exigencias de las redes.

2.3 Escenarios y modelos MPLS En este epígrafe se propondrán los escenarios que permitirán demostrar la superioridad de MPLS sobre otras tecnologías legadas. El OPNET Modeler (V.14) no es capaz de

CAPÍTULO 2. ANÁLISIS DE LAS REDES DE TRANSPORTE DE ETECSA

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simular los protocolos de T-MPLS ni MPLS-TP. Por ello se simulará IP-MPLS con la óptica (enfoque) de que si esta tecnología es eficiente, entonces T-MPLS y MPLS-TP lo serán todavía más.

2.3.1 Presentación de los escenarios y los objetivos planteados El proceso de simulación se realizará creando 5 escenarios en donde se recrea el estado de la red propuesta. Los objetivos que se plantearon para cada uno se relacionan a continuación: Escenario para demostrar el Ruteo IGP Convencional Nombre del escenario: “IGP_Routing” Este escenario demuestra el IGP convencional empleado para ruteo. En este escenario, los nodos no se configuran para usar MPLS. Escenario para demostrar Ingeniería de Tráfico (TE) Nombre del escenario: “TE_Improve_Utilizations” Este escenario demuestra el uso de Ingeniería de Tráfico, para un mejor enrutamiento del tráfico a lo largo de las rutas deseadas. Los LSPs de MPLS son usados para especificar las rutas. Como se espera, la red a la que se le ha practicado la Ingeniería de Tráfico tiene mejores rendimientos que la que no tiene TE. Escenario que emplea MPLS con Servicios Diferenciados Nombre del escenario: “MPLS_with_Diffserv” En este escenario, los LSPs de MPLS que acarrean más de un flujo emplean códigos “DiffServ” para asignar diferentes niveles “QoS” a diferentes flujos. Escenario que emplea Protocolo de Distribución de Etiqueta con CSPF Nombre del escenario: “LDP_With_CSPF” Este escenario demuestra el empleo del Protocolo de Distribución de Etiqueta (LDP), a todo lo largo con la Primera Ruta Restringida Más Corta (CSPF) para las configuraciones de Rutas Dinámicas cuando se usan LSPs Dinámicos en lugar de LSPs Estáticos. Escenario que emplea RSVP-TE con Fast Reroute Nombre del escenario: “RSVP_TE_with_Fast_Reroute”

CAPÍTULO 2. ANÁLISIS DE LAS REDES DE TRANSPORTE DE ETECSA

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Este escenario demuestra el empleo de RSVP-TE para configurar los LSPs dinámicamente, y el empleo de “Fast Reroute” para proteger los LSPs localmente. Ha sido configurado un “Bypass Tunnel” y el “Fast Reroute” es empleado para respaldar el LSP en el instante de falla del enlace en la red.

2.3.2 Atributos de los nodos. Modelos de Nodo Requeridos La Tabla 1 muestra los elementos necesarios para el diseño de la red MPLS. Estación de Trabajo: Cualquier estación de trabajo puede ser usada para generar el tráfico sobre de la red.

Servidor: En una arquitectura cliente-servidor, una estación de trabajo se conecta al servidor para intercambio de tráfico. Enrutador de Borde (LER): LER es el enrutador de borde empleado en el punto de ingreso (entrada) y de egreso (salida) de los LSPs MPLS. La mayoría de los enlaces TE y FEC son hechos en los LER de Ingreso. El LER es responsable de introducir y sacar la Etiqueta SHIM en el interior de cada paquete que entra en el LSP. Enrutador de Intercambio de Etiqueta (LSR): Los LSRs son enrutadores intermedios usadas a lo largo de los LSP. Los LSRs son responsables del intercambio de la Etiqueta SHIM en el interior de cada paquete que pasa por el LSP. Configuración MPLS: Este nodo se usa para configurar la Clase de Equivalencia de Reenvío (FEC) y especificaciones del Troncal de Tráfico. Estas especificaciones están asociadas con diferentes flujos en los LERs de ingreso, para diferenciar los flujos en varias clases y diferentes acuerdos de QoS. Tabla 1: Componentes de una red MPLS

Nota: En OPNET cualquier enrutador puede usarse como LER o LSR. Es decir todas los enrutadores tienen capacidad de configuración MPLS. Atributos Configurables Especificaciones FEC: Estas configuraciones deberían ser hechas en el “MPLS Config Object”. Usado para especificar diferentes Clases de Equivalencia de

CAPÍTULO 2. ANÁLISIS DE LAS REDES DE TRANSPORTE DE ETECSA

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Reenvío a ser usado en la red. Diferentes FECs pueden especificarse dependiendo de una o más combinaciones del ToS, el Protocolo empleado, la dirección Fuente/Destino, el Puerto Fuente/Destino, etc. Perfiles de Tráfico Troncal: Los Perfiles de Tráfico Troncales son especificados en el Objeto “MPLS Config”. Varios Troncos de Tráfico con diferentes velocidades máximas y medias de bits, y acciones fuera de perfil pueden especificarse aquí. A cada tronco de Tráfico se le asigna una Clase de DiffServ. Parámetros MPLS: Usado para especificar los parámetros de MPLS a ser empleados. Los parámetros MPLS deben ser configurados en los Enrutadores de Borde (LER) y de Cambio (LSR). Configuración de Diseño de Tráfico: Las configuraciones de TE se hacen en los Enrutadores de Borde de Ingreso (LERs). Estas configuraciones se usan para realizar los enlaces de tráfico. Diferentes especificaciones FEC y de Tronco de Tráfico pueden ser enlazadas a las diferentes interfaces entrantes en los Enrutadores, y ellas pueden ser asignadas a varios LSPs. Parámetros LDP: Este atributo se usa para configurar los parámetros del Protocolo de Distribución de Etiqueta (LDP) mientras se usan LSPs Dinámicos. Los temporizadores (timers) de Descubrimiento de Vecino, de Mensajes de Mantener Vivo y los parámetros de Recuperación pueden ser especificados aquí. Estas configuraciones deben hacerse en todos los LERs y LSRs mientras se usan LSPs Dinámicos. Estadísticas Disponibles Utilización de LSPs (Solamente LSPs Dinámicos) Utilización: La utilización es calculada como un porcentaje del rendimiento (throughput) en el LSP a la cantidad de ancho de banda asignado cuando el LSP fue configurado. La utilización no es reportada si el LSP no tiene ninguna restricción con la que lidiar y la utilización podría ser de más del 100% si el tráfico real usa más de lo que fue inicialmente reservado. Utilización de Flujo: La utilización de flujo es calculada como un porcentaje del rendimiento (throughput) de un flujo particular en el LSP a la cantidad de ancho de banda asignado cuando el LSP fue configurado. La estadística es reportada para cada flujo que es transportado a través del Camino de Conmutación de la Etiqueta

CAPÍTULO 2. ANÁLISIS DE LAS REDES DE TRANSPORTE DE ETECSA

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(LSP). Es decir, un valor que indica cuánto del ancho de banda asignado es usado por cualquier flujo dado. Misceláneas: En todos los escenarios se configura tráfico de un sitio a otro. Para ello se puede emplear el dialogo de edición de atributos de los modelos de flujo de tráfico IP (Ver Figura 2.5).

Figura 2 5: Dialogo de Parámetros de Tráfico.

En ciertos escenarios se emplea una escala de colores para indicar el porciento de utilización de la capacidad del enlace y una escala de grosor para indicar el rendimiento bidireccional (Ver Figura 2.6).

Figura 2 6: Visualización de la carga en los enlaces.

CAPÍTULO 2. ANÁLISIS DE LAS REDES DE TRANSPORTE DE ETECSA

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Conclusiones parciales. ETECSA cuenta con equipamiento capaz de brindar servicios IP/MPLS sobre ATM que puede evolucionar paulatinamente hacia redes MPLS-TP. El hecho de haber mantenido un mismo proveedor para las soluciones implementadas garantiza facilidades adicionales en la migración de los servicios hacia las nuevas tecnologías, ya que posee un sistema de gestión uniforme para todo el equipamiento. El despliegue inmediato de la tecnología MPLS-TP se hace difícil en estos momentos ya que no se ha implementado en ningún lugar solo se han realizado algunas pruebas con resultados exitosos.

CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

CAPÍTULO 3.

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ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

En este capítulo se realizaran las simulaciones de los escenarios presentados anteriormente y el análisis de los resultados alcanzados. Para ello se tendrán en cuenta los estándares internacionales referentes a la tecnología MPLS. Las simulaciones se harán tratando de lograr una aproximación al ambiente cubano en condiciones de garantizar la cobertura de la totalidad del territorio nacional. De esta forma se demuestra la calidad de la tecnología y la estructura que podría tener el backbone cuando ETECSA logre terminar todas sus inversiones, es decir, se recrearán ambientes que podrían ser la estructura final de la red MPLS en Cuba.

3.1 Escenario #1 Sin Ingeniería de Tráfico Configuración de Red La Figura 3.1 recrea en el Opnet Modeler V.14 la red propuesta. En la misma se configuran de manera experimental los elementos que conforman los enlaces necesarios para implementar MPLS.

Figura 3 1: Ambiente del Escenario #1

CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

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Información de red Esta red ilustra una configuración WAN típica. A> Tráfico de fondo ha sido configurado desde: 1> Sitio 1

-->

Sitio 7 y Sitio 10

2> Sitio 2

-->

Sitio 7 y Sitio 11

3> Sitio 3

-->

Sitio 8 y Sitio 14

4> Sitio 4

-->

Sitio 11 y Sitio 13

5> Sitio 5

-->

Sitio 7

6> Sitio 6

-->

Sitio 9

B> Todos los enlaces de borde son DS3 y los enlaces de núcleo (Core links) son enlaces OC3. C> En la red no ha sido configurado el protocolo MPLS.

3.1.1Análisis de los resultados: igp_routing Se pueden observar los rendimientos en diferentes enlaces. Los resultados muestran que como no se ha hecho Ingeniería de Tráfico, hay ciertos enlaces con cero rendimiento. Tal es el caso del rendimiento punto a punto para el tráfico del LSR 2 al LSR 5, del LSR 3 al LSR 2 y del LSR 4 al LSR 2 (Ver Error! Reference source not found. y Error! Reference source not found.).

3.2 Escenario #2: Realización de Ingeniería de Tráfico. Configuración de Red La red es la misma del escenario anterior (Ver Error! Reference source not found.). Información de red Este escenario ilustra el uso de la Ingeniería de Tráfico empleando MPLS para dirigir el tráfico en la red con el objetivo de mejorar los rendimientos. A> Tráfico de fondo ha sido configurado desde: 1> Sitio 1

-->

Sitio 7 and Sitio 10

2> Sitio 2

-->

Sitio 7 and Sitio 11

CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

3> Sitio 3

-->

Sitio 8 and Sitio 14

4> Sitio 4

-->

Sitio 11 and Sitio 13

5> Sitio 5

-->

Sitio 7

6> Sitio 6

-->

Sitio 9

43

B> Todos los enlaces de borde son DS3 y los enlaces de núcleo (Core links) son enlaces OC3. C> MPLS ha sido configurado en la red. Se han especificado dos FECs basados en la dirección del destino y así todo el tráfico que va hacia el Sitio 7 y el Sitio 14 ha sido enrutado a través de diferentes LSPs.

3.2.1Análisis de Resultados: TE_Improve_Utilizations En la simulación se pueden apreciar los rendimientos en diferentes enlaces. Los resultados muestran que haciendo Ingeniería de Tráfico usando MPLS ha habido un gran cambio en el rendimiento de los enlaces a través de la red. Incluso los enlaces que no fueron utilizados anteriormente son utilizados, aumentando así los rendimientos totales de la red. (Ver Figura 3.2 a), b), Figura 3.3 y Figura 3.4).

Figura 3 2: Rendimiento Promedio en [bit/sec]: a) del LSR 2 hacia el LSR 5 b) LSR 3 al LSR 2.

En la figura 3.2 se muestra el rendimiento promedio del flujo de salida proveniente desde el LSR 2 hacia el LSR 5 (a). Se puede apreciar que la curva correspondiente al escenario sin la realización de Ingeniería de Tráfico (color azul) era nula ya que este enlace no se

CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

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utilizaba. Al realizar ingeniería (color rojo) se evidencia un notable incremento. Lo mismo sucede entre el LSR 2 y el LSR 3 (b). Por otra parte, en la figura Figura 3.3 lo que se muestra es el rendimiento promedio del tráfico de entrada hacia el Sitio 6 proveniente del LER 4. La curva roja correspondiente al escenario con ingeniería de tráfico está por encima de la curva azul del escenario sin ingeniería y esto ocurre para todo el tiempo simulado.

Figura 3 3: Rendimiento Promedio del Sitio 6 hacia el LER 4 ([bit/sec] de Entrada)

Otro ejemplo resulta ser el caso asociado al rendimiento promedio de los bits de salida del LSR 4 hacia el LSR 2 (ver Figura 3.4). Se aprecia claramente que con ingeniería de tráfico (Escenario #2) el rendimiento es superior (curva roja) al caso donde no se realiza la misma (curva azul) donde el rendimiento era nulo.

Figura 3 4: Rendimiento Promedio del LSR 4 hacia el LSR 2 en [bit/sec].

CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

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3.3 Escenario #3 MPLS con servicios diferenciados Configuración de Red

Figura 3 5: Ambiente del escenario #3

Información de la red Este escenario ilustra el uso de MPLS para clasificar diferentes flujos en el LSP, asignándoles códigos de “DiffServ” y servirlos con diferentes niveles de “QoS”. A> Tráfico de fondo ha sido configurado desde: 1> Sitio 3

-->

Sitio 14

2> Sitio 4

-->

Sitio 14

B> Todos los enlaces son DS0. C> MPLS ha sido configurado en la red. Se han especificado dos Perfiles Troncales de Tráfico con códigos de “DiffServ” diferentes y el tráfico que fluye desde el Sitio 3 y el 4 es asignado a diferentes perfiles troncales en el LER de ingreso. D> Los enrutadores son configurados para realizar la Formación de Colas de Espera Justas Ponderadas (WFQ).

CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

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3.3.1Análisis de resultados: MPLS_with_Diffserv Se analizaron el tiempo de respuesta de subida, el de retardo de cola y el tiempo de Buffer de cola. Los resultados muestran que a dos tráficos similares que están fluyendo hacia el mismo destino se les han asignado dos Perfiles de Tronco de Tráfico diferente; entonces el flujo con el código de “DiffServ” más alto tiene menos tiempo de respuesta de subida (Upload Response Time), menos retraso de formación de colas de espera (Queuing Delay) y menor uso de buffer de formación de colas (Queuing Buffer). Así, MPLS puede usarse para asignar diferentes acuerdos de Nivel de Servicio.

Figura 3 6: MPLS con DiffServ

En la Figura Error! Reference source not found.3.6 el sitio tres es de “FTP de alta prioridad” (“High Priority FTP”) y el cuatro es “FTP de Baja Prioridad” (“Low Priority FTP”). Ambos sitios tienen igual “tamaño de archivo a subir” (“Upload File Size”), como hay servicios diferenciados, el “tiempo de respuesta de subida” (“Upload Response Time”) es menor en el sitio de alta prioridad. De no haber servicios diferenciados, esto no sucedería así. Para el tráfico con mayor código de servicio diferenciado “Q2>Q0” (“higher DiffServ code”) es menor el empleo de buffer de colas (Queuing Buffer usage). Como el flujo de mayor prioridad tiene un tiempo de despacho menor, su estancia en el buffer también lo es y por tanto se produce un uso menor del mismo. Es decir los paquetes del tráfico más priorizado tienden a sufrir una menor acumulación en el buffer (ver Figura 3.7) y a la vez sufren una menor demora de formación de colas (“Queuing Delay”) debido al pronto despacho. (Ver Figura 3.8)

CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

Figura 3 7: Empleo de Buffer

Figura 3 8: Tiempo de Formación de Cola

3.4 Escenario #4 Configuración dinámica de LSPs. Configuración de Red

Figura 3 9: Ambiente del escenario #4

Información de red Este escenario ilustra el uso de LDP y CSPF para configurar LSPs dinámicamente. A> Tráfico de fondo ha sido configurado desde:

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CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

1> Bayamo --> 2> Trinidad

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San Cristóbal -->

3> Güira de Melena

Consolación del Sur -->

4> Consolación del Sur

San Cristóbal y Moa -->

Manzanillo

B> Todos los enlaces de borde son OC3 y los enlaces de núcleo (Core links) son enlaces DS3. Los enlaces de núcleo ATM son OC3. C> MPLS ha sido configurado en la red. Los LSPs dinámicos son configurados simplemente mediante la especificación de los Routers de Ingreso y de Egreso. Toda la selección de camino restringido se hace por LDP y CSPF. D> Los enrutadores son configurados para emplear LDP para el descubrimiento de vecino. E> Restricciones han sido configuradas a en algunos LSPs con el objetivo de ilustrar que las rutas IGP normales no necesitan ser empleadas por CSPF si las restricciones no se satisfacen. Bayamo hacia San Cristóbal: El color azul se excluye en su configuración de clase de recurso. Este color está soportado por las interfaces que conectan a Santiago de Cuba con Cienfuegos y con la Ciudad de Guantánamo. Por consiguiente, este LSP toma una ruta más larga. Trinidad hacia Consolación del Sur: Este LSP se configura para tener un requisito de ancho de banda de 1 Mbps (Ver Figura 3.10). La sub-interface que conecta a Cienfuegos con la Ciudad de Habana está en el camino más corto, pero se configura con una métrica de ancho de banda de 500 Kbps que es insuficiente para el LSP. Por tanto el LSP es enrutado vía Camagüey. Las sub-interfaces que son empleadas para enrutar el LSP tienen una métrica de ancho de banda predefinida que es igual a los enlaces conectados a las interfaces del padre.

CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

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Figura 3 10: Configuración de los atributos del enlace de Trinidad a Consolación del Sur (ancho de banda de 1 Mbps)

3.4.1Analisis de los resultados: LDP_with_CSPF En la simulación se muestra el Tráfico Entrante y Saliente de los LSPs en la red. Con el uso de LDP y CSPF, sólo son especificados los enrutadores de Ingreso y Egreso y toda la selección del camino restringido es realizada automáticamente. En los casos dónde el camino más corto no satisface las restricciones configuradas, es seleccionado el camino más conveniente. Ejemplo: El LSP de Bayamo a San Cristóbal es enrutado vía Ciego de Ávila debido a que los enlaces de Santiago de Cuba a Cienfuegos y a Guantánamo soportan una clase de recurso que está excluida en el LSP. Esto se puede apreciar invocando el Reporte de Rutas para Caminos de Etiquetas Conmutadas de MPLS accesible mediante el Menú “Protocols”-> “MPLS”-> “Display LSP Routes” o simplemente oprimiendo “Control+Shift+L”. Inmediatamente aparecen los LSPs configurados en la red (Ver Figura 3.11) y sus detalles son apreciables dando doble clic (Ver Figura 3.12).

CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

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Figura 3 11: Reporte de Rutas para Caminos de Etiquetas Conmutadas de MPLS

Figura 3 12: Detalles del LSP de Bayamo a San Cristóbal.

Figura 3 13: Detalles del LSP de Trinidad a Consolación del Sur.

Ejemplo: El LSP de Trinidad a Consolación del Sur es enrutado en la sub-interface que conecta Cienfuegos con Camagüey y después hacia la Ciudad Habana, debido a que la sub-interface que conecta a Cienfuegos con Ciudad Habana tiene un ancho de banda configurado de 500 Kbps, el cual es muy pequeño para el LSP (Ver Figura 3.13).

3.5 Escenario #5 Empleo de RSV-TE para configurar LSPs dinámicamente. Configuración de Red

CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

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Figura 3 14: Ambiente del escenario# 5

Información de red Este escenario ilustra el uso de RSVP-TE para configurar los LSPs Dinámicamente y el empleo de Redireccionamiento Rápido (Fast Reroute) para proteger los LSPs localmente. A> Tráfico de fondo ha sido configurado desde: 1> Pedro Betancourt

-->

Morón

2> Agramonte

-->

Morón

B> Todos los enlaces son OC3. C> MPLS ha sido configurado en la red. Se configuran dos LSPs Dinámicos Primarios desde Jovellanos hacia Chambas vía Cienfuegos. D> Un LSP Primario emplea LSP de respaldo para protección iniciado en el Ingreso y otro LSP primario emplea un Túnel de Desviación (Bypass Tunnel) para proteger localmente. E> Los enrutadores se configuran para usar RSVP-TE para conformar los LSPs. F> El enlace entre “Cabaiguán y Florencia” falla a los 450 segundos.

CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

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3.5.1Análisis de resultados: RSVP-TE with Fast Reroute 1> El tiempo de redireccionamiento de tráfico se puede mostrar para los LSPs primarios. Los resultados muestran que para el LSP que está usando redireccionamiento rápido para protección con túneles de desviación, el tiempo de redireccionamiento de Tráfico (“Traffic Reroute Time”) es casi 10 veces menor que el del LSP que usa LSP de respaldo iniciado en el Ingreso (Ver Figura 3.15). 2> También se muestra el Tráfico Entrante a los LSPs en la red (Ver Figura 3.17). Los resultados muestran que el tráfico es inmediatamente desviado empleando túneles de desviación para los LSP que emplean redireccionamiento rápido. Sin embargo, el tráfico es conmutado hacia el LSP de respaldo algún tiempo después de la falla, para el LSP que emplea el LSP de respaldo iniciado en el Ingreso.

Figura 3 15: RSVP_TE con Redireccionamiento Rápido

Figura 3 16: LSP Delay

En el LSP que emplea Redireccionamiento Rápido con Túneles de Desviación (Ver Figura 3.16), el Tiempo de Demora (“SLP Delay”) es menor (es la mitad) que el que emplea LSP de respaldo en el Ingreso (“Ingress Backup LSP”). El LSP que emplea Redireccionamiento Rápido para protección con Túneles de Desviación tiene mayor (el doble) Tráfico de Entrada (“LSP Traffic In (packet/sec)”) que el que emplea LSP de respaldo en el Ingreso (“Ingress Backup LSP”) (Ver Figura 3.17).

CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

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Figura 3 17: Tráfico de entrada al LSP

Conclusiones parciales. El empleo de la Ingeniería de Tráfico de MPLS permite mejorar los rendimientos de la red. El empleo de MPLS para dar Servicios Diferenciados mejora los índices de comportamiento de la red. Con el uso de LDP y CSPF en los casos dónde el camino más corto no satisface las restricciones configuradas, es seleccionado el camino más conveniente. El respaldo de LSP mediante Túneles tiene mejor comportamiento que el respaldo en el Ingreso. Si la simulación de escenarios MPLS arrojaron mejores resultados que tecnologías tradicionales, entonces la aplicación de “T-MPLS” y “MPLS-TP” ofrecerá resultados superiores.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones 1. ETECSA cuenta con equipamiento capaz de brindar servicios IP/MPLS sobre ATM que puede evolucionar paulatinamente hacia redes MPLS-TP. 2. El despliegue inmediato de la tecnología MPLS-TP se hace difícil en estos momentos ya que no se ha implementado en ningún lugar solo se han realizado algunas pruebas con resultados exitosos. 3. Los rendimientos de la red mejoran con el empleo de la Ingeniería de Tráfico de MPLS. 4. Los índices de comportamiento de la red son muy superiores con el empleo de Servicios Diferenciados. 5. Con el uso de LDP y CSPF en los casos dónde el camino más corto no satisface las restricciones configuradas, es seleccionado el camino más conveniente. 6. El respaldo de LSP mediante Túneles tiene mejor comportamiento que el respaldo en el Ingreso. 7. Si la simulación de escenarios MPLS arrojaron mejores resultados que tecnologías tradicionales, entonces la aplicación de “T-MPLS” y “MPLS-TP” ofrecerá resultados superiores.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

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Recomendaciones 1. Continuar observando la evolución de la tecnología MPLS-TP. 2. Esperar a que la tecnología MPLS-TP alcance su madurez para considerar la conveniencia de su implementación masiva. 3. Valorar la posibilidad de estudiar otros softwares que permitan la simulación de escenarios MPLS-TP.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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GLOSARIO

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GLOSARIO 3 3G: Third Generation Wireless Systems, Sistemas inalámbricos de tercera generación.

A APS: Automatic Protection Switching, Conmutación de Protección Automática. ASON: Automatically Switched Optical Network, Red Óptica Automáticamente Conmutada. ATM: Asynchronous Transfer Mode, Modo de Transferencia Asincrónico.

B BA: Behavior Agreement, Acuerdo de Comportamiento. BACKBONE: Espina Dorsal. Red principal.

C CAPEX: Capital Expenditure, Desembolso de Capital. CC: Continuity Check, Chequeo de Continuidad. CE: Customer Edge, Borde del Cliente. CIR: Committed Information Rate, Proporción de Información Comprometida. CL-PS: Connectionless packet-switched, paquete conmutado sin conexión. CO-CS: Connection-oriented circuit-switched, circuito conmutado orientado a conexión. CO-PS: Connection-oriented packet-switched, paquete conmutado orientado a conexión. CoS: Class of Service, Clases de Servicio. CPE: Customer Premises Equipment, Equipo de cliente. CR LDP: Constraint-Routing Label Distribution Protocol, Protocolo de Distribución de Etiquetas de Enrutamiento (Ruteo) Restringido. CSPF: Constrained Shortest Path First, Primer Camino Restringido Más Corto. CUBADATA: Unidad de Negocios dentro de ETECSA que atiende todas las tareas relacionadas con la transmisión de datos en el país.

D DCC: Data Communications Channel, Canal de Comunicación de Datos. DiffServ: Differentiated Services, Servicios Diferenciados. DLCI: Data Link Circuit Identifier, una etiqueta empleada en las redes Frame Relay para identificar los circuitos Frame Relay. DS0: En OPNET es un enlace DS del nivel cero con una capacidad de 64 Kbps. DS1: En OPNET es un enlace DS del nivel uno con una capacidad de 1.544 Mbps. DS3: En OPNET es un enlace DS del nivel tres con una capacidad de 44.7 Mbps. DWDM: Dense Wavelength Division Multiplexing, Multiplexación por División de Longitud de Onda Densa.

E ECMP: Equal Cost Multiple Path, Múltiples Caminos de Igual Costo. E-LSP: EXP-inferred-class Label Switched Path.

F

GLOSARIO

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FCAPS: Fault, Configuration, Accounting, Performance, and Security functions, Funciones de Falla, Configuración, Contabilización, Comportamiento y Seguridad. FEC: Class Forward Equivalence, Clase de Equivalencia de Direccionamiento. FON: Fibra Óptica Nacional. FR: Frame Relay. Rele de Trama. FRR: Fast Reroute, Redireccionamiento Rápido. FTP: File Transfer Protocol, Protocolo para la Transferencia de Ficheros.

G G-Ach: Generic Associated Channel, Canal Asociado Genérico. GAL: Assignment of the Generic Associated Channel Header Label, Asignación de la Etiqueta de Encabezamiento del Canal Genérico Asociado. GFP: Generic Framing Procedure, Procedimiento de Entramado Genérico. GFP-T: Transparent GPF, GPF Transparente. GII: Global Information Infrastructure, Infraestructura Mundial de la Información. GMPLS: Generalized Multi-Protocol Label Switching. MPLS Generalizado.

I IETF: Internet Engineering Task Force, Fuerza de Trabajo de Ingeniería de Internet. IGP: Interior Gateway Protocol. Protocolo de Compuerta Interior. IntSer: Integrated Services. Servicios Integrados. IP: Internet Protocol, Protocolo de Internet. IS-IS: Intermedia System to Intermedia System, Sistema Intermedio-Sistema Intermedio. ISP: Internet Service Provider, Proveedor de Servicio de Internet. ITU-T: International Telecommunications Union - Telecommunications Standardization Sector, Unión Internacional de Telecomunicaciones – Sector de Estandarización de Telecomunicaciones.

J JWT: Joint Working Team: Equipo de Trabajo Conjunto.

L L2: Layer 2, Capa 2 del modelo OSI. L3: Layer 3, Capa 3 del modelo OSI. LAN: Local Area Network, Red de Area Local. LCAS: Link Capacity Adjustment Scheme, Diseño de Ajuste de Capacidad de Enlace. LDP: Label Distribution Protocol, Protocolo de Distribución de Etiqueta. LER: Label Edge Router, Enrutador de Borde de Etiqueta. L-LSP: Label inferred class Label Switched Path. LP: Labeled Packets, Paquetes Etiquetados. LSP: Label Switched Path, Camino Conmutado de Etiqueta. LSR: Label Switching Router, Enrutador de Intercambio de Etiqueta.

M MAC: Medium Access Control, Capa de Control de Acceso al Medio. MAN: Metropolitan Area Network, Red de Área Metropolitana. MBS: Mean BurSt duration, Máxima duración de ráfagas. MCC: Management Communication Channel, Canal de Comunicación de Administración. MCR: Minimum Cell Rate, Velocidad Mínima de Celda. MF: More Fragment; Más Fragmentos.

GLOSARIO

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MPLS: Multi-Protocol Label Switching, Multiprotocolo de Conmutación Basado en Etiquetas. MPLS-TP: Multi-Protocol Label Switching Transport Profile, Perfil de Transporte MPLS. Multicast: Multidifusión.

N NGN: Next Generation Network, Redes de Nueva Generación. NG-SDH: Next Generation SDH, SDH de Próxima Generación.

O OAM: Operations, Administration, and Maintenance. Operaciones, Administración y Mantenimiento. OC3: En OPNET es un enlace óptico (Optical Channel) del nivel tres con una capacidad de 148.6 Mbps. OPEX: Operational Expenditure, Gasto Operacional. OPNET: Optimum Network Performance, Herramienta de Simulación de redes Óptimas. OSI BRM: Open Systems Interconnection Basic Reference Model, Modelo de Referencia Básico de la interconexión de Sistemas Abiertos. OSI: Open Systems Interconnection. Interconexión de Sistemas Abiertos. OSPF: Open Shortest Path First, Primer Camino Abierto más Corto. OTN: Optical Transport Network. Red de Transporte Óptica.

P P2MP: Point to Multipoint. Punto a Multipunto. P2P: Point to Point. Punto a Punto. PC: Personal Computer, Computadora Personal. PCR: Peak Cell Rate, Velocidad Pico de Celda. PDU: Protocol Data Unit, Unidad de Dato de Protocolo. PHB: Per Hop Behavior. Comportamiento por saltos. PHP: Per Hop Doping, comportamiento del penúltimo salto. PIR: Peak Information Rate, Proporción de Información Máxima. POS: Packet Over SDH, Paquete sobre SDH. P-OTS: Packet-Optical Transport Systems; Sistemas Ópticos de Transporte de Paquetes. PPP: Point to Point Protocol, Protocolo Punto a Punto. PTN: Packet Transport Network, Redes de Transporte de Paquetes. PW: PseudoWire. PWE3: Pseudowire Emulation Edge-to-Edge. Emulación Pseudo Alambre de Borde a Borde.

Q Q0: Quality of Service of Level 0, Calidad de Servicio de Nivel 0. Q1: Quality of Service of Level 1, Calidad de Servicio de Nivel 1. Q2: Quality of Service of Level 2, Calidad de Servicio de Nivel 2. QoS: Quality of Service, Calidad de Servicio.

R RFC: Request for Comment. Solicitud de comentario. RIP: Routing Information Protocol, Protocolo de Información de Rutas. RSVP: Resource Reservation Protocol, Protocolo de Reserva de Recursos.

GLOSARIO

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RSVP-TE: RSVP Transport Engineering, Ingeniería de Transporte.

S SCC: Signaling Communication Channel, Canal de Comunicación de Señalización. SCR: Sustainable Cell Rate, Velocidad Sostenida de Celda. SDH: Synchronous Digital Hierarchy. Jerarquía Digital Sincrónica. SLA: Service Level Agreement, Acuerdo de Nivel de Servicio. SLS: Service Level Specification, Especificación de Nivel de Servicio. SONET: Synchronous Optical Networking, Trabajo en Red Óptico Sincrónico. S-PE: Switching Provider Edge, Borde del Proveedor de Conmutación.

T TCO: Total Cost Of Ownership, Consto Total de Propiedad. TCP: Transmission Control Protocol, Protocolo de Control de Transmisión. TDM: Time Division Multiplexing. Múltiplexación por División de Tiempo. T-LDP: Targeted Label Distribution Protocol, Designación Protocolo de Distribución de Etiqueta. T-MPLS: Transport Multi Protocol Label Switching, Transporte MPLS. ToS: Type of Service, Tipo de Servicio. TTL: Time To Live, Tiempo de Vida.

U UDP: User Datagram Protocol, Protocolo de Datagrama de Usuario. Unicast: Unidifusión.

V VC: Virtual Channel, Canal Virtual. VCAT: Virtual Concatenation, Concatenación Virtual. VCC: Virtual Concatenation Channel, Canal de Concatenación Virtual. VCCV: Virtual Circuit Connectivity Verification, Verificación de Conectividad de Circuito Virtual. VCG: Virtual Concatenation Group, Grupo de Concatenación Virtual. VLAN: Virtual LAN, Red de Área Local Virtual. VPI/VCI: Virtual Path Identifier/ Virtual Canal Identifier, Identificador de Camino Virtual/ Identificador de Canal Virtual. VPN: Network Private Virtual, Redes Virtuales Privadas.

W WAN: Wide Area Network, Red de Área Amplia. WDM: Wavelength Division Multiplexing, Múltiplexación por División de Longitud de Onda. WFQ: Weighted Fair Queuing, Formación de Colas de Espera Justa Ponderada. WWW: World Wide Web, Malla Mundial.

X XDSL: Digital Subscriber Line, Línea Digital de Abonado.

ANEXOS

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ANEXOS

Anexo 1: Formato de una etiqueta MPLS

Label (20 bits): Es la identificación de la etiqueta. Exp (3 bits):Bits experimentales, también aparece como CoS, afecta al encolado y descarte de paquetes. (Rec 3270) S (1 bit): Sirve para el apilado jerárquico de etiquetas. Cuando S=0 indica que hay mas etiquetas añadidas al paquete. Cuando S=1 estamos en el fondo de la jerarquía. TTL (8 bits): Time-to-Live, misma funcionalidad que en IP, se decrementa en cada enrutador y al llegar al valor de 0, el paquete es descartado. Generalmente sustituye el campo TTL de la cabecera IP [18].

ANEXOS

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Anexo 2: Alcatel 7470 Plataforma multiservicio.

Características principales del equipamiento Alcatel 7470: es de servicio

Beneficios principales: Escalabilidad y flexibilidad: Reduce los gastos de capital (CAPEX) y minimiza los costes iniciales del sistema, gracias a su capacidad de rápida ampliación para responder a las cambiantes demandas del mercado; su plataforma puede ir desde un único bastidor a un sistema multiservicio y multibastidor; las ranuras universales para placas permiten a los proveedores de servicios instalar una mezcla de interfaces o tarjetas de servicio basadas en las necesidades del negocio. Nuevas capacidades de servicio: Alcatel promociona este equipamiento como una solución a prueba de futuro que proporciona una evolución sencilla hacia los nuevos

ANEXOS

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servicios de banda ancha; ofrece servicios IP que aprovechan las probadas capacidades de gestión de tráfico del Alcatel 7270 MSC. Gestión de tráfico: Proporciona diferenciación de servicios gracias a las capacidades mejoradas de QoS; ayuda a mantener los objetivos de rendimiento de red; reduce los gastos de operación (OPEX), mediante el uso eficiente de los recursos de red; y asegura que los acuerdos de nivel de servicio (SLAs) se cumplan. Fiabilidad: Reduce la posibilidad de interrupción del servicio en la red; mejora la satisfacción y la fidelidad de los clientes; optimiza la transmisión fiable de tráfico de misión crítica, tales como transacciones financieras y de voz, sobre una red de paquetes. Conformidad e interoperatibilidad estandarizadas: Presenta soluciones abiertas hechas para ser integradas fácilmente con las redes existentes y los sistemas de operaciones; da libertad para elegir la mejor gama de productos en cada capa funcional de la red; permite la interoperabilidad entre diferentes operadores. Gestión de red y servicios: El flujo de aprovisionamiento de servicios reduce el tiempo requerido para la provisión de nuevos servicios o la ampliación de los existentes, lo que mejora la generación de ingresos y reduce los tiempos de reparación; ofrece a los proveedores de servicios y a sus clientes finales un mejor control y visibilidad de sus recursos de red. Funciones de mantenimiento: aumenta la fidelidad de los clientes, gracias a una detección y resolución más rápidas de los problemas; mejora la fiabilidad de la red, mediante la reducción del trabajo de operador requerido.

ANEXOS

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Anexo 3: Alcatel 7670 RSP Plataforma de enrutamiento y Conmutación

Características principales del equipamiento Alcatel 7670: Prestaciones y escalabilidad de calidad de operador: escalabilidad en servicio de 2,4 Gb/s y cerca de 450 Gb/s en el núcleo; prestaciones de envíos de datos a 610 Mbps. Conectividad sin interrupciones: Protocolos de enrutamiento IP de la máxima redundancia para actualizaciones del software sin cambios bruscos y verdadera fiabilidad de calidad de operador. Conjunto superior de facilidades IP: Conjunto de procesadores redundantes especializados para una serie completa de funciones del plano de control, incluyendo protocolo de pasarela de frontera 4 (BGP-4), sistema intermedio a sistema intermedio (ISIS) y protocolos de enrutamiento de primer trayecto más corto abierto v2 (OSPFv2), protocolo de distribución de etiquetas por retransmisión de celdas (CR-LDP), señalización de protocolo de reserva de recursos - ingeniería de tráfico (RSVP-TE), ampliaciones TE para IS-IS y OSPF, ocho clases de servicio (CoS) de nivel de sistema IP definidas por el usuario con correspondiente calidad de servicio (QoS) para suministro de servicios IP garantizado y soporte de servicio diferenciado (DiffServ). Soporte para interfaces de datos multiservicio de baja velocidad: líneas privadas, frame relay, cell relay, Ethernet, protocolo punto a punto (PPP), voz, IP y g.SHDSL. Acuerdos de nivel de servicio (SLAs) basados en QoS asegurados: ocho categorías de servicios, con múltiples clases QoS por categoría de servicio, proporcionando QoS

ANEXOS

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garantizado absoluto para todas las conexiones y permitiendo la diferenciación de servicios basada en categoría de servicios y clase QoS.

Beneficios principales: Escalabilidad y flexibilidad: Reduce, maximiza y aplaza los costes de capital (CAPEX). Minimiza los costes iniciales del sistema con la capacidad para ampliarse rápidamente a las cambiantes demandas del mercado. La plataforma escala de un único bastidor a un sistema multiservicio y multibastidor, sin interrupción del servicio. Nuevas capacidades de servicio: Proporciona una simple evolución a nuevos servicios de banda ancha. Ofrece servicios IP/MPLS avanzados que se aprovechan de las probadas facilidades de gestión de tráfico del Alcatel 7670 RSP. Permite la diferenciación de servicios mediante facilidades QoS mejoradas. Gestión de tráfico al estado del arte: Reduce los gastos de operación (OPEX) promocionando la utilización eficaz de los recursos de red. Asegura el cumplimiento de los SLAs, lo que da como resultado una mayor satisfacción del cliente y reducir los gastos por violaciones. Servicios, disponibilidad y fiabilidad de calidad de operador: Permiten un entorno de red sin paradas para el tráfico crítico, como las transacciones financieras y de voz sobre una red de paquetes. Conformidad e interoperabilidad normalizados: Asegura la transparencia de servicios en una red multi-suministrador. Permite la fácil integración con los sistemas operacionales y redes existentes, debido a soluciones abiertas, al dar libertad para seleccionar los mejores productos en cada capa funcional de la red. Gestión de redes y servicios: Proporciona a los proveedores de servicios y a sus clientes finales con mejor control y visibilidad de sus recursos de red. Reduce el tiempo requerido para aprovisionar nuevos servicios o ampliar los existentes, mejorando con ello el tiempo para obtener ingresos y reduciendo el tiempo de reparación.