of 56 /56
100 CAPÍTULO 2: REDES ÓPTICAS CON INFRAESTRUCTURA DWDM Y GMPLS 2.1 INGENIERÍA DE TRÁFICO EN LAS REDES GMPLS La Ingeniería de Tráfico (TE) permite mover parte del tráfico de datos, desde el camino más corto calculado por los protocolos de encaminamiento, a otros caminos físicos menos congestionados o menos susceptibles a sufrir fallos. Es decir, se refiere al proceso de seleccionar los caminos que seguirá el flujo de datos con el fin de balancear la carga de tráfico y así evitar que un subconjunto (enlaces, equipos, etc.) de la red se sature mientras otro subconjunto de la misma se encuentra poco utilizado, evitando así posibles cuellos de botella y mejorando el rendimiento de la red global. Por ejemplo, en la Figura 2.1, Los flujos de tráfico siguen el camino más corto calculado por el algoritmo IGP correspondiente. En casos de congestión de algunos enlaces, el problema se resolvería añadiendo más capacidad a los enlaces. La ingeniería de tráfico consiste en trasladar determinados flujos seleccionados por el algoritmo IGP de los enlaces más congestionados, a otros enlaces más descargados, aunque estén fuera de la ruta más corta (con menos saltos). FIGURA 2.1 Selección de los caminos mediante la ingeniería de tráfico

Protocolo DWDM

Embed Size (px)

Text of Protocolo DWDM

  • 100

    CAPTULO 2: REDES PTICAS CON INFRAESTRUCTURA

    DWDM Y GMPLS

    2.1 INGENIERA DE TRFICO EN LAS REDES GMPLS

    La Ingeniera de Trfico (TE) permite mover parte del trfico de datos, desde el

    camino ms corto calculado por los protocolos de encaminamiento, a otros

    caminos fsicos menos congestionados o menos susceptibles a sufrir fallos. Es

    decir, se refiere al proceso de seleccionar los caminos que seguir el flujo de

    datos con el fin de balancear la carga de trfico y as evitar que un subconjunto

    (enlaces, equipos, etc.) de la red se sature mientras otro subconjunto de la misma

    se encuentra poco utilizado, evitando as posibles cuellos de botella y mejorando

    el rendimiento de la red global.

    Por ejemplo, en la Figura 2.1, Los flujos de trfico siguen el camino ms corto

    calculado por el algoritmo IGP correspondiente. En casos de congestin de

    algunos enlaces, el problema se resolvera aadiendo ms capacidad a los

    enlaces. La ingeniera de trfico consiste en trasladar determinados flujos

    seleccionados por el algoritmo IGP de los enlaces ms congestionados, a otros

    enlaces ms descargados, aunque estn fuera de la ruta ms corta (con menos

    saltos).

    FIGURA 2.1 Seleccin de los caminos mediante la ingeniera de trfico

  • 101

    El camino ms corto entre A y B segn la mtrica normal IGP es el que tiene slo

    dos saltos, pero puede que el exceso de trfico sobre esos enlaces haga

    aconsejable la utilizacin del camino alternativo indicado con un salto ms (o ms

    saltos tambin). GMPLS es una herramienta efectiva para esta aplicacin en

    grandes backbones.

    Una propiedad importante de un enlace de ingeniera de trfico (TE) est

    relacionada con la contabilidad del ancho de banda para este enlace. El GMPLS

    define distintas reglas contables para diferentes niveles no PSC (capaz de

    conmutar paquetes). Sin embargo los atributos genricos del ancho de banda

    estn definidos por extensiones de ingeniera de trfico para enrutamiento y por el

    GMPLS, tales como el ancho de banda sin reserva, el mximo ancho de banda

    reservable, el mximo ancho de banda del camino LSP.

    Las propiedades de ingeniera de trfico asociadas a un enlace incluyen tambin

    caractersticas relacionadas con la proteccin y restauracin.

    En esta parte de la ingeniera de trfico de GMPLS se describen los protocolos de

    enrutamiento como el OSPF e IS-IS y los protocolos de sealizacin RSVP y CR-

    LDP utilizados ya en MPLS-TE y tambin se describe las mejoras o extensiones

    de estos protocolos para su utilizacin en las redes pticas GMPLS.

    2.1.1 ENRUTAMIENTO EN GMPLS

    2.1.1.1 Protocolo OSPF

    OSPF (Open Shortest Path First, abrir primero la trayectoria ms corta), es un

    protocolo de enrutamiento de estado de enlace definido en varios estndares del

    IETF (Fuerza de Tareas de Ingeniera de Internet). Se basa en las normas de

    cdigo abierto, lo que significa que muchos fabricantes lo pueden desarrollar y

    mejorar.

  • 102

    En grandes redes, OSPF se puede configurar para abarcar varias reas y

    distintos tipos de rea, a esto se llama, sistemas autnomos (AS). Cada AS tiene

    un rea de backbone y todas las reas se conectan al backbone.

    OSPF es un protocolo de estado de enlace, los cuales generan una inundacin de

    informacin de ruta, que da a cada ruteador una visin completa de la topologa

    de red. El mtodo de actualizacin desencadenada por eventos permite el uso

    eficiente del ancho de banda y una convergencia ms rpida. Los cambios en el

    estado de un enlace se envan a todos los ruteadores en la red tan pronto como

    se produce el cambio.

    Los protocolos del estado de enlace utilizan la publicacin de estado de enlace

    (LSA) que son paquetes de broadcast y contienen informacin acerca de los

    vecinos y los costos de la ruta. Los ruteadores receptores usan las LSA para

    mantener sus tablas de enrutamiento, con esto cada ruteador sabe de inmediato

    los cambios de la topologa de la red.

    Luego de que cada ruteardor haya actualizado su base de datos, utiliza el

    algoritmo SPF para calcular una topologa lgica sin bucles hacia cada red

    conocida. Se utiliza la ruta ms corta con el menor costo para crear esta

    topologa, por lo tanto, se selecciona la mejor ruta.

    OSPF es en realidad el resultante de tres subprotocolos: Hello, Exchange y

    Flooding. Cada subprotocolo caracteriza a un protocolo OSPF que realiza una

    funcin distinta, por ejemplo, Hello, es usado para comprobar que los enlaces

    siguen en pie (un paquete enviado cada cierto tiempo), Exchange, para que dos

    ruteadores vecinos intercambien los contenidos iniciales de sus respectivas bases

    de datos, y Flooding, para comunicarse cambios en las bases de datos

    respectivas.58

    58 MARTEY, Abe; STURGESS, Scott, OSPF Network Design Solutions, 1era. Edicin, Cisco Press, EE. UU. 2002

  • 103

    Todos estos paquetes OSPF comienzan con una cabecera comn de 24 bytes de

    longitud. En la Figura 2.2 se muestra esta cabecera que se emite junto con cada

    subprotocolo OSPF.

    FIGURA 2.2 Cabecera comn de los subprotocolos OSPF

    Para el propsito de ingeniera de trfico con el protocolo OSPF, y para hacer una

    introduccin a las extensiones de OSPF que soporten GMPLS es importante

    describir el subprotocolo Flooding.

    El subprotocolo Flooding de OSPF es el responsable de la distribucin y

    sincronizacin del estado de la base de datos de cada ruteador cuando un cambio

    a ocurrido en la topologa de la red. Por ejemplo, si se ha perdido un enlace, el

    ruteador que ha experimentado los cambios enva un paquete de broadcast a

    toda la red para que los dems ruteadores actualicen sus tablas de enrutamiento.

    En la Figura 2.3 se muestra el nombre de los campos y como est estructurado el

    paquete para el subprotocolo flooding.

    FIGURA 2.3 Paquete del subprotocolo flooding

    Como se observa en la figura anterior el ltimo campo del paquete corresponde al

    Link State Advertisements (LSA), que son las publicaciones de estado de enlace y

  • 104

    son enviados por medio de broadcast por un ruteador a los dems con el fin de

    que cada uno conozca inmediatamente los cambios ocurridos en la topologa de

    la red.

    Por ejemplo, en la Figura 2.4 una interfaz conectada al ruteador A ha detectado

    que una interfaz se ha dado de baja, entonces este enva un broadcast de LSAs a

    todos los dems ruteadores para que actualicen su base de datos y calculen

    nuevamente las mejores rutas.

    FIGURA 2.4 Ejemplo de inundacin con paquetes LSA

    En OSPF son definidos cinco diferentes tipos de LSAs, entre estos tenemos:59

    1. Router LSA (LSA de ruteo): Este contiene el estado y el costo de todos los

    enlaces punto a punto que terminan en un ruteador. Hay un solo LSA de

    ruteo asociado con un ruteador. Cabe sealar que en las redes pticas

    todos los enlaces son punto a punto y por consiguiente se puede utilizar

    los LSAs de ruteo.

    59 BERNSTEIN, Greg; RAJAGOPALAN, Bala; SAHA, Debanjan, Optical Network Control: Architecture, Protocols, and Standards, 1era. Edicin, Addison Wesley, EE UU, Julio 2003.

  • 105

    2. Network LSA (LSA de red): Este contiene una representacin de cada red

    de broadcast, por ejemplo, ethernet. Los LSA de red no son necesarios en

    las redes pticas.

    3. Summary LSA (LSA de resumen): Corresponde a la informacin sobre los

    destinos alcanzables dentro de un AS a los nodos que estn fuera del AS.

    En las redes pticas los Summary LSA pueden ser usados en las redes

    pticas con enrutamiento multiarea.

    4. LSA externos y LSA ASBR: Rutas aprendidas por otros ASs son

    distribuidas usando los LSAs externos y LSAs ASBR (LSAs de rutas de

    frontera de un sistema autnomo).

    5. LSA Opaco: Corresponde a un estndar desarrollado para extender a

    OSPF al enrutamiento en las redes pticas.

    Para los propsitos de GMPLS es importante describir el LSA Opaco. Este

    consiste de un header o encabezado LSA estndar (Figura 2.5), seguido por un

    campo de informacin, carga til o payload que consiste en uno o ms TLV

    (Tipo/Longitud/Valor) anidados con propsitos especficos y de escalabilidad.

    El formato de cada TLV se muestra en la Figura 2.6.

    FIGURA 2.5 Formato del paquete LSA

  • 106

    FIGURA 2.6 Formato del TLV

    Este tipo de LSAs son distribuidos usando mecanismos de inundacin OSPF. La

    manera en que los LSA opacos son inundados depende de los alcances de la

    inundacin, para esto tenemos tres casos:

    Inundacin en un enlace local: En este caso, los LSA son solamente transmitidos sobre un simple enlace punto a punto.

    Inundacin en un rea local: En este caso, el LSA opaco es inundado solamente en el rea donde este fue originado.

    Inundacin extensa en AS: En este caso, los LSAs con inundados a travs de AS.

    En la carga til o payload del LSA se definen dos tipos de TLVs, los cuales son:

    TLV de direccin enrutada (Router Address TLV) y TLV de enlace (Link TLV)60.

    En GMPLS es importante el TLV de enlace el cual est conformado de un

    conjunto de sub-TLVs que se describen ms adelante.

    2.1.1.2 Protocolo IS-IS

    El protocolo IS-IS (Sistema Intermedio a Sistema Intermedio), es tambin un

    protocolo de estado de enlace que ofrece similares servicios que el OSPF. IS-IS

    sin embargo fue desarrollado por ISO como una parte de la arquitectura de red

    OSI (Interconexin de Sistema Abierto).

    En trminos de OSI, un sistema final (ES) se refiere a cualquier nodo de red que

    no realiza enrutamiento (por ejemplo, un host), mientras que en un sistema

    60 KATZ, D; KOMPELLA, K. Traffic Engineering (TE) Extensions to OSPF Version 2. IETF RFC 3630, Septiembre, 2003.

  • 107

    intermedio (IS) esta un ruteador. As el protocolo ES-IS permite entre los ESs e

    ISs identificarse el uno del otro, mientras que el protocolo IS-IS permite el

    enrutamiento entre ISs.

    IS-IS inunda peridicamente a la red con informacin del estado del enlace,

    permitiendo a cada ruteador mantener completo y actualizado el esquema de la

    topologa de la red. Una mtrica opcional que utiliza IS-IS se basa en el retardo, el

    costo y el error. El retardo representa la cantidad de retardo presente en el

    enlace, el costo se relaciona a los costos asignados a los enlaces en un camino y

    el error representa la tasa de error de un enlace.

    Las caractersticas que presenta el protocolo IS-IS generalmente son:

    Funciona como un protocolo de enrutamiento intradominio Presenta una visin global de la red para optimizar las decisiones de

    enrutamiento.

    Provee una rpida convergencia en caso de fallas Hace uso eficiente de los recursos de la red, como por ejemplo, la memoria

    del ruteador y el ancho de banda de la red.

    El formato del paquete genrico usado por todos los paquetes IS-IS es de la

    siguiente manera, como lo muestra la Figura 2.7.

  • 108

    FIGURA 2.7 Formato genrico del paquete IS-IS

    El significado de cada uno de estos campos se indica a continuacin:61

    Indicador del protocolo de enrutamiento intradominio (Intradomain Routing Protocol Discriminator): Este es el identificador de la capa de red asignado

    a IS-IS, fue especificado por ISO, este valor es 10000011 (en binario), 0x83

    (en hexadecimal), o 131 (en decimal).

    Indicador de longitud (Length Indicator): Es la longitud del campo de cabecera del paquete en octetos.

    Version/Identificador de extensin de protocolo (Version/Protocol ID Extensin): Tiene un valor generalmente de 1.

    ID Length: Indica la longitud del campo fuente. Tipo de la unidad de dados de protocolo (PDU Type): Especifica el tipo de

    paquete IS-IS. Bsicamente se usan tres tipos de paquetes Hello (hola),

    Link State (estado de enlace) y Sequence Number (nmero de secuencia).

    Versin (Version): El valor es 1.

    61 MARTEY, Abe; STURGESS, Scott, IS-IS Network Design Solutions, 1era. Edicin, Cisco Press, EE. UU. 2002

  • 109

    Reservado (Reserved): Bits no usados, puesto a 0. Direcciones por rea mxima (Maximum Area Addresses): Valores entre 1

    y 254. Un valor de 0 implica un mximo de tres direcciones por rea.

    Tipo/Longitud/Valor (TLV): Tipo, es un cdigo numrico para especificar los TLVs, Longitud, indica la longitud total del TLV, Valor, es un valor que

    indica el contenido del TLV.

    A los protocolos OSPF e IS-IS se les ha hecho algunas extensiones para que

    soporten ingeniera de trfico (TE) y puedan ser utilizados en MPLS-TE y

    seguidamente en GMPLS-TE. Ms adelante se describe este tipo de extensiones.

    2.1.1.3 Mejoramiento de los protocolos de enrutamiento OSPF e IS-IS para

    GMPLS62

    Tradicionalmente, un enlace de ingeniera de trfico (TE) es anunciado como

    adjunto a un enlace OSPF o IS-IS "normal". En el anuncio de un enlace se

    incluyen las propiedades regulares IGP del enlace (mtrica SPF bsicamente) y

    las propiedades TE del enlace.

    Sin embargo el GMPLS desafa esta idea de tres formas:

    Primero, los enlaces que no son PSC (capaces de conmutar paquetes) pueden tener propiedades de Ingeniera de trfico (TE); Sin embargo no se

    puede establecer una adyacencia OSPF directamente en dichos enlaces.

    Por definicin, dos nodos tienen una adyacencia de enrutamiento (IS-

    IS/OSPF) si son vecinos y comparten informacin de enrutamiento.

    Segundo, un LSP puede ser publicado como un enlace TE punto a punto en el protocolo de enrutamiento como una adyacencia de enrutamiento

    (FA); As, un enlace TE anunciado no tiene que estar entre dos vecinos

    OSPF directos.

    62 MANNIE, Eric. Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Architecture. IETF RFC 3945, Octubre 2004.

  • 110

    Tercero, se puede anunciar una cantidad indeterminada de enlaces como un nico enlace TE (p.e. para mejorar la escalabilidad), por lo que de

    nuevo no hay una relacin uno a uno entre una adyacencia regular y un

    enlace TE.

    Un enlace GMPLS TE tiene propiedades especiales de ingeniera de trfico que

    pueden ser configuradas u obtenidas por medio de los protocolos de

    enrutamiento.

    IS-IS-TE y OSPF-TE explican como asociar propiedades de TE a los enlaces

    regulares (conmutados por paquetes) y adems GMPLS extiende el conjunto de

    propiedades de TE para explicar como asociar dichas propiedades de ingeniera

    de trfico a enlaces que no son conmutados por paquetes, como son los enlaces

    entre OXCs.

    En la figura 2.8 se muestra un enlace GMPLS TE que se extiende ms all de dos

    nodos adyacentes y puede incluir mltiples enlaces paralelos. Los nodos finales

    del enlace no pueden ser parte de una adyacencia de enrutamiento. En el

    contexto de MPLS, el enlace entre dos nodos adyacentes A y B forman una

    adyacencia de enrutamiento usando un protocolo de enrutamiento, por decir

    OSPF. En el contexto GMPLS, el enlace atraviesa mltiples nodos y los dos

    LSRs B y C. A y F no establecen una adyacencia de enrutamiento.63

    FIGURA 2.8 Enlace GMPLS TE

    63 HALABI, Sam, Metro Ethernet, 1era. Edicin, Cisco Press, Indianpolis-USA, 2003.

  • 111

    A continuacin se describe las extensiones que requieren los protocolos de

    enrutamiento para soportar GMPLS.

    Como ya se describi anteriormente los objetos TLV, estan anidados en el

    payload o carga til del LSA. Y adems se definen dos define dos tipos de TLVs:

    TLV de direccin enrutada y TLV de enlace.

    El TLV de enlace (Link TLV) es usado para los propsitos de ingeniera de trfico

    en MPLS. Este se construye de un conjunto de sub-TLVs, que se describen a

    continuacin:64

    1 - Tipo de enlace (1 octeto)

    2 - ID Enlace (4 octetos)

    3 - Direccin IP de la Interfaz local (4 octetos)

    4 - Direccin IP de la Interfaz remota (4 octetos)

    5 - Mtrica de Ingeniera de Trfico (4 octetos)

    6 - Mximo ancho de banda (4 octetos)

    7 - Mximo ancho de banda reservable (4 octetos)

    8 - Ancho de banda no reservado (32 octetos)

    9 - Grupo administrativo (4 octetos)

    Con el propsito de reforzar a los TLVs para soportar GMPLS, en OSPF se han

    adicionado los siguientes sub-TLVs a los Link TLV:65

    Tipo de Sub-TLV Longitud Nombre

    11 8 Identificadores del enlace Local/Remoto

    14 4 Tipo de proteccin del enlace

    15 variable Descriptor de la capacidad de conmutacin de la

    interfaz interfaz

    16 variable Grupo de enlace de riesgo compartido

    64 KATZ, D; KOMPELLA, K. Traffic Engineering (TE) Extensions to OSPF Version 2. IETF RFC 3630, Septiembre, 2003. 65 KOMPELLA, K, REKHTER, Y, OSPF Extensions in Support of Generalized Multi-Protocol Label Switching, IETF Internet Draft, 2004.

  • 112

    Y con respecto al protocolo IS-IS se han adicionado los siguientes sub-TLVs a los

    Link TLV:66

    Tipo de Sub-TLV Longitud Nombre

    4 8 Identificadores del enlace Local/Remoto

    20 2 Tipo de proteccin del enlace

    21 variable Descriptor de la capacidad de conmutacin de la

    interfaz interfaz

    138 variable Grupo de enlace de riesgo compartido

    Haciendo uso de lo descrito anteriormente, se puede listar las mejoras que

    GMPLS incluye para el enrutamiento:

    LSPs Jerrquicos Enlaces no numerados Enlaces agrupados Tipos de proteccin del enlace Grupos de enlaces de informacin de riesgo compartido Descriptor de capacidad de conmutacin de interfaz

    A continuacin se describe cada uno de estos puntos:

    2.1.1.3.1 LSPs Jerrquicos para TE (LSP TE)

    Con respecto a los LSPs Jerrquicos que ya se explic en el captulo anterior en

    la seccin 1.3.4.2.2.1, se puede aadir que estos mejoraran la escalabilidad de la

    Ingeniera de Trfico (TE) en GMPLS ya que puede ser til agregar mltiples

    LSPs TE dentro de un LSP TE mayor, de esta manera, los nodos intermedios ven

    solo el camino externo LSP y ellos no tienen que mantener los estados de envo

    de cada camino interno LSP. Necesitan ser intercambiados menos mensajes de

    sealizacin y el camino externo LSP puede ser de alguna manera protegido en

    66 KOMPELLA, K, REKHTER, Y, IS-IS Extensions in Support of Generalized Multi-Protocol Label Switching, IETF Internet Draft, 2004.

  • 113

    vez de (o adems) el camino interno LSP. Esto puede aumentar

    considerablemente la escalabilidad de la sealizacin.

    2.1.1.3.2 Enlaces no numerados

    Los enlaces no numerados (o interfaces) son enlaces (o interfaces) que no tienen

    direcciones IP. Al no estar identificados por una direccin IP, cada extremo

    necesita algn tipo de identificador local de cara al LSR al que pertenece el

    enlace. Los LSR en los dos puntos extremos de un enlace no numerado, se

    intercambian los identificadores que ellos asignan al enlace.

    Como ya se describi anteriormente para OSPF e IS-IS, E sub-TLV, identificador

    de enlace Local/Remoto estn dentro del TLV de enlace que a su vez forma

    parte de un LSA opaco. El tipo de este sub-TLV es 11, y la longitud es 8 octetos; 4

    octetos para el identificador local y 4 octetos para el identificador remoto. Por lo

    tanto, un nodo puede comunicarse con otro vecino intercambiando LSAs opacos.

    Por ejemplo, consideremos un enlace (no numerado) entre los LSR A y B. El LSR

    A elige un identificador para este enlace. El LSR B har lo mismo. Desde la

    perspectiva del A nos referimos al identificador que A asign al enlace como el

    "identificador local" (Local ID1), y al identificador que B asign al enlace como el

    "identificador remoto" (RID-A). Igualmente, desde la perspectiva del B el

    identificador que B asign al enlace es el identificador local (Local ID1), y el

    identificador que A asign al enlace es el identificador remoto (RID-B). Esto lo

    podemos ver en la Figura 2.9.

    FIGURA 2.9 Enlace no numerado

  • 114

    2.1.1.3.3 Enlaces agrupados

    El concepto de enlace agrupado es esencial en redes que emplean el plano de

    control del GMPLS. Un tpico ejemplo es una red mallada ptica donde los OXC

    adyacentes (LSRs) estn conectados por varios centenares de longitudes de

    onda paralelas. En esta red, consideramos la aplicacin de los protocolos de

    enrutamiento del estado de enlace como OSPF o IS-IS, con extensiones

    adecuadas para el descubrimiento del recurso y la computacin dinmica de ruta.

    Cada longitud de onda debe ser anunciada separadamente con el fin de ser

    usada, excepto si se usa el enlace agrupado.

    Cuando un par de LSR estn conectados por mltiples enlaces, es posible

    anunciar varios (o todos) de estos enlaces como un solo enlace en OSPF o IS-IS.

    Este proceso se llama enlace agrupado, o solo agrupacin. El enlace lgico

    resultante se llama enlace agrupado y a sus enlaces fsicos, enlaces de

    componente (Figura 2.10).

    El propsito del enlace agrupado es mejorar la escalabilidad del enrutamiento

    reduciendo la cantidad de informacin que tiene que ser manejada por el OSPF o

    IS-IS.

    En la Figura 2.10, se puede agrupar todos los enlaces (longitudes de onda) o

    agrupar cada conjunto de enlaces de los diferentes sistemas DWDM unidos por

    una fibra ptica.

    FIGURA 2.10 Ejemplo de enlaces agrupados

  • 115

    El tiempo de vida del enlace agrupado se determina por el tiempo de vida de cada

    uno de sus enlaces de componente, un enlace agrupado esta activo cuando al

    menos uno de sus enlaces de componente esta activo. El tiempo de vida de un

    enlace de componente se puede determinar por distintas maneras, una de ellas,

    usando el paquete Hello de IS-IS o de OSPF sobre el enlace de componente.

    Sin embargo, hay algunas restricciones para los enlaces agrupados. Todos los

    enlaces de componente de un agrupamiento deben empezar y acabar en el

    mismo par de LSR; y compartir algunas caractersticas o propiedades comunes

    como son:67

    - Tipo de enlace (p.e. Punto a punto),

    - Mtrica de Ingeniera de trfico (p.e. costo),

    - Conjunto de las clases de recurso en cada extremo del enlace (p.e. colores).

    2.1.1.3.4 Tipos de proteccin del enlace

    De acuerdo a las extensiones de OSPF para GMPLS se ha introducido el Sub-

    TLV, Tipo de proteccin del enlace, el tipo de este sub-TLV es 14, y la longitud es

    4 octetos. El Link Protection Type indica la informacin de la clase de proteccin

    deseada del enlace. El algoritmo de clculo del camino utiliza esta informacin

    para calcular los caminos y establecer un LSP. La informacin de proteccin

    tambin indica si el LSP es primario o secundario. Un LSP secundario es un

    backup para el LSP primario.

    Actualmente hay definidos seis tipos de indicadores individuales de proteccin del

    enlace, entre ellos estn:

    Trfico Extra (Extra Traffic): Esto significa que un enlace esta protegiendo a otro enlace o enlaces. Los LSPs que estn siendo protegidos pueden

    fallar si falla el enlace de proteccin.

    67 MANNIE, Eric. Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Architecture. IETF RFC 3945, Octubre 2004.

  • 116

    No protegido: Indica que el LSP no esta siendo protegido por ningn enlace de proteccin. Los LSPs en un enlace de este tipo estaran perdidos si el

    enlace falla.

    Compartido (Shared): Significa que hay uno o ms enlaces de tipo Trafico Extra que estn protegiendo a un enlace. Estos enlaces Trafico Extra son

    compartidos entre uno o ms enlaces de tipo compartido.

    Dedicado 1:1: Significa que hay un enlace dedicado de tipo Trafico Extra que esta protegiendo a un enlace

    Dedicado 1+1: Significa que hay un enlace dedicado que esta protegiendo a un enlace.

    Mejorado (enhanced): Indica que se debe utilizar un esquema de proteccin ms fiable que el esquema dedicado 1+1, por ejemplo, un

    esquema de proteccin de 4 fibras BLSR/MS-SPRING (Anillos

    bidireccionales de proteccin compartida)

    En la Figura 2.11, se muestra un ejemplo de proteccin. El enlace A-B-D est

    protegido por el enlace A-C-D, entonces el enlace A-C-D est definido como un

    tipo de proteccin Trfico Extra.

    FIGURA 2.11 Proteccin del enlace mediante Trafico Extra

  • 117

    2.1.1.3.5 Grupo de enlace de riesgo compartido

    Un juego de enlaces puede constituir un grupo de enlaces de riesgo compartido

    (Shared Risk Link Group, SRLG) si ellos comparten un recurso cuya falla puede

    afectar a todos los enlaces en el grupo. Mltiples fibras en el mismo ducto,

    estaran constituyendo un SRLG porque la rotura del ducto puede afectar a todas

    las fibras.68 (Figura 2.12).

    FIGURA 2.12 Grupo de enlace de riesgo compartido

    Un enlace puede pertenecer a mltiples SRLGs. As la informacin SRLG

    describe la lista de los SRLGs a los cuales el enlace pertenece. El SRLG es un

    sub-TLV de tipo 16 de un Link TLV. El valor asignado es una lista de nmeros de

    32 bits que son los SRLGs al cual el enlace pertenece.

    2.1.1.3.6 Descriptor de capacidad de conmutacin de interfaz

    El descriptor de capacidad de conmutacin de interfaz describe la capacidad de

    conmutacin de una interfaz ya que en GMPLS las interfaces pueden tener

    diferentes capacidades de conmutacin.

    El descriptor de capacidad de conmutacin es un sub-TLV definido en las

    extensiones de OSPF para GMPLS, tiene un tipo igual a 15 de un Link TLV.

    68 KOMPELLA, K, Rekhter, Y, Routing Extensions in Support of Generalized Multi-Protocol Label Switching, IETF Internet Draft, 2004.

  • 118

    Este sub-TLV lleva un campo llamado Switching Cap (Capacidad de conmutacin)

    y contiene uno de los siguientes valores:69

    1 Capaz de Conmutar paquetes-1 (PSC-1)

    2 Capaz de Conmutar paquetes -2 (PSC-2)

    3 Capaz de Conmutar paquetes -3 (PSC-3)

    4 Capaz de Conmutar paquetes -4 (PSC-4)

    51 Capaz de Conmutar en Capa 2 (L2SC)

    100 Capaz de Conmutar TDM (TDM)

    150 Capaz de Conmutar Lambda (LSC)

    200 Capaz de Conmutar Fibras (FSC)

    2.1.2 SEALIZACIN EN GMPLS

    2.1.2.1 Protocolo RSVP

    Dentro de un modelo bsico, RSVP (Resourse reServation Protocol, protocolo de

    reservacin de recursos) es un protocolo de sealizacin que para un flujo

    especfico reserva recursos a lo largo de un camino entre el nodo origen y el nodo

    destino lo que le permite garantizar la QoS. Fue desarrollado con el objetivo de

    hacer que los host comuniquen los requerimientos de servicios a la red y los

    ruteadores puedan establecer un estado de reserva a lo largo de la ruta. Este

    protocolo permite que varios generadores transmitan a grupos mltiples de

    receptores, permite que receptores individuales conmuten canales libremente y

    perfecciona el uso del ancho de banda eliminando al mismo tiempo el

    congestionamiento. RSVP opera en el nivel superior de IPv4 o IPv6 ocupando el

    lugar de un protocolo del nivel transporte segn el modelo OSI. Sin embargo,

    RSVP no transporta datos de aplicacin, solamente enva mensajes de

    sealizacin para establecer la reserva de recursos.

    69 KOMPELLA, K, Rekhter, Y, OSPF Extensions in Support of Generalized Multi-Protocol Label Switching, IETF Internet Draft, 2004.

  • 119

    RSVP define siete mensajes de sealizacin: Path, Resv, PathErr (Path Error),

    ResvErr (Reserve Error), PathTear, ResvTear, ResvConf (Reserve Confirm). Los

    mensajes Path y Resv son usados para establecer reservaciones para una

    sesin. Los mensajes PathTear y ResvTear son usados para anular el estado de

    la sesin (y la reservacin). PathErr y ResvErr son mensajes de notificacin de

    error y finalmente, ResvConf es enviado para recibir la confirmacin de una

    reservacin.

    RSVP-TE (RSVP para Ingeniera de Trfico), es una extensin del protocolo

    original RSVP diseado para ejecutar distribucin de etiquetas sobre MPLS,

    adems soporta la creacin de rutas explcitas con o sin reserva de recursos. Es

    usado para crear, mantener y anular los LSP, permitiendo el re-enrutamiento de

    los tneles LSP, con el fin de dar una solucin ante cadas de red, cogestin y

    cuellos de botella.

    Dentro de los puntos clave de RSVP-TE tenemos los siguientes: el uso de los

    mensajes Path y Resv para la peticin y asignacin de etiquetas para el

    establecimiento del LSP, la habilidad para especificar una ruta explicita al

    establecer o redireccionar un LSP, la habilidad para especificar ancho de banda y

    otros parmetros cuando se establece un LSP, la habilidad para asociar LSPs

    relacionados, un nuevo protocolo Hello para mantener la adyacencia entre pares

    RSVP.70

    Para manejar las nuevas habilidades de RSVP-TE descritas anteriormente se han

    creado unos nuevos objetos RSVP-TE contenidos dentro de los mensajes, los

    cuales son: Label request, Label, Explicit route, Record route, LSP tunnel

    identification in session, y atributos de sesin. El objeto Label Request es llevado

    en el mensaje Path y es usado por un nodo ascendente para solicitar una etiqueta

    desde un vecino descendente para el tnel LSP siendo establecido. El objeto

    Label es llevado en el mensaje Resv, este objeto indica la etiqueta que ha sido

    asignada por el vecino descendente en respuesta a la etiqueta de peticin

    recibida en el mensaje Path, el objeto Explicit Route es llevado en el mensaje 70 BERNSTEIN, Greg; RAJAGOPALAN, Bala; SAHA, Debanjan, Optical Network Control: Architecture, Protocols, and Standards, 1era. Edicin, Addison Wesley, EE UU, Julio 2003.

  • 120

    Path durante el establecimiento o re-enrutamiento de un LSP, el objeto Record

    route es llevado en el mensaje Path y es usado para grabar la actual secuencia

    de nodos (o interfaces) atravesados por un LSP siendo establecido, el LSP tunnel

    identification in session indica la direccin del nodo de destino en donde el LSP

    termina y finalmente los objetos atributos de sesin, son llevados en el mensaje

    Path y describen parmetros relacionados con la sesin y la QoS.

    En GMPLS la utilizacin del RSVP-TE involucra nuevas extensiones a este

    protocolo, estas extensiones consisten en nuevos objetos, nuevos mensajes y

    nuevos procedimientos asociados a los mismos, con el propsito del

    establecimiento, mantenimiento y terminacin de la conexin. De esta forma el

    protocolo RSVP-TE con todas las mejoras para GMPLS se llama GMPLS RSVP-

    TE.

    Dentro de las nuevas modificaciones que GMPLS RSVP-TE trae del protocolo

    RSVP-TE tenemos las siguientes:

    Separacin entre el plano de datos y el plano de datos. Nuevos procedimientos de manejo de fallos que pueden aparecer cuando

    el canal de control es independiente del canal de datos.

    Establecimiento de LSPs bidireccionales. Introduccin de mecanismos de notificacin remoto. Los mensajes de

    RSVP-TE siguen el camino de conexin, sin embargo, GMPLS introduce

    una extensin de notificacin que permite que los mensajes entre los

    nodos remotos no se aten al camino de conexin.

    2.1.2.2 Protocolo CR-LDP

    El grupo de trabajo sobre MPLS del IETF ha elaborado extensiones para que el

    protocolo LDP soporte el encaminamiento basado en restricciones. A esta

    extensin del protocolo se le denomina CR-LDP (Constraint-Based Routing Label

    Distribution Protocol).

  • 121

    Es un instrumento importante para lograr que la Ingeniera de Trfico sea un

    proceso automtico. CR-LDP es un conjunto de procedimientos mediante los

    cuales los LSRs no solo intercambian etiquetas y crean los LSP, si no tambin

    incorpora la posibilidad de realizar ruteo imponiendo ciertas restricciones: ancho

    de banda, los requisitos de calidad de servicios (QoS), retardo, variacin de

    retardo o jitter, o cualquier otro requisito asociado al trayecto que defina el

    operador de la red.

    Mediante CR-LDP, los LSP se establecen de la misma manera que con LDP. Si

    un LSR recibe un mensaje de solicitud (Label Request) y si el LSR puede soportar

    los parmetros de trfico del CR-LSP, entonces el LSR reserva los

    correspondientes recursos para el CR-LSP. Si en una negociacin de los

    parmetros del trfico el LSR no puede soportar el CR-LSP, entonces el LSR

    debe enviar un mensaje de notificacin el cual especifica el estado de recurso no

    disponible (Resource Unavailable).

    Sin embargo en el entorno MPLS las principales limitaciones de este protocolo

    son las siguientes:

    Solo soporta LSPs punto a punto Solo soporta LSPs unidireccionales Solo soporta una nica etiqueta por LSP

    CR-LDP y RSVP-TE son dos protocolos de sealizacin que realizan funciones

    similares en redes MPLS. Actualmente no hay consenso sobre si uno es superior

    tecnolgicamente al otro.

    En la siguiente seccin se describe las mejoras que se han hecho a estos dos

    protocolos de sealizacin por parte del IETF para soportar el GMPLS.

  • 122

    2.1.2.3 Mejoramiento de los protocolos de sealizacin RSVP-TE y CR-LDP para

    GMPLS

    GMPLS extiende al plano de control del MPLS tradicional para soportar

    adicionalmente diferentes clases de interfaces, como son TDM, LSC y FSC. El

    soporte de estas interfaces requiere algunos cambios en la sealizacin, como los

    que se describen a continuacin:

    Sealizacin en los LSP jerrquicos Mejoramiento de etiquetas Codificacin del ancho de banda LSPs bidireccionales Notificacin de error de etiqueta Control de etiqueta explicito Informacin de proteccin Informacin de estado administrativa Separacin del canal de control y de datos

    A continuacin se describe las diferentes mejoras para la sealizacin

    introducidas por GMPLS.

    2.1.2.3.1 Sealizacin en los LSP jerrquicos

    Como se explic en la seccin 2.1.1.3.1, GMPLS define LSPs jerrquicos en el

    enrutamiento. Es importante tambin describir como la sealizacin GMPLS usa

    los LSPs jerrquicos.

    En la Figura 2.13, se muestra el establecimiento de una serie de LSPs a lo largo

    de un camino que consiste de ruteadores (R0, R1, R8 y R9), switches SONET (S2

    y S7), switches OEO (pticos Electro ptico) WDM (O3 y O6) y switches

    fotnicos (P4 y P5). Entonces, un PATH request, path 1 necesitado para la

    formacin del LSP1 entre R0 y R9, es enviado desde R0 a R1. El ruteador R1

    activa la iniciacin del LSP2 entre R1 y R8. El LSP1 es anidado dentro del LSP0.

  • 123

    Los mensajes PATH: path1, path2, y path3 continan propagndose, y los LSPs

    continan anidndose hasta el establecimiento final del LSP0 entre R0 y R9. Un

    LSP esta establecido cuando el mensaje Path ha completado su camino dentro de

    los LPSs de orden superior y un mensaje RESV es recibido.

    FIGURA 2.13 Sealizacin en la anidacin de LSPs

    En al Figura 2.14 se muestra como el LSP4 es el LSP de ms alto nivel, y de

    acuerdo con la figura anterior es el que se establece primero, entonces el LSP3

    es establecido dentro del LSP4, el LSP2 dentro del LSP3 y el LSP1 dentro del

    LSP2.

    Figura 2.14 Anidacin de LSPs

  • 124

    Notar adems en el grfico, que los enlaces R0-R1 y R8-R9 puede ser GE (1

    Gbps), el enlace entre R1-S2 y R8-S7 un enlace SONET OC-48 (2.4 Gbps), el

    enlace S2-O3 y S7-O6 un enlace TDM OC-192 (9.6 Gbps), el enlace O3-P4 y O6-

    P5 un enlace de 16 lambdas OC-192 (10 Gbps) y el enlace P4-P5 un enlace de

    16 fibras trasportando 16 OC-192 cada lambda.

    2.1.2.3.2 Mejoramiento de etiquetas

    Para ampliar al MPLS en el dominio ptico y del tiempo, se han requerido varias

    nuevas formas de "etiqueta". Esta nueva forma de etiqueta, se la conoce

    colectivamente como etiqueta generalizada que puede identificar paquetes, slots

    de tiempo, longitudes de onda o fibra/puerto.

    Adems del concepto de etiqueta generalizada, GMPLS introduce nuevos

    conceptos relacionados a las etiquetas como son: solicitud de etiqueta

    generalizada, conjunto de etiquetas y etiqueta sugerida.

    2.1.2.3.2.1 Solicitud de etiqueta generalizada

    La filosofa utilizada en MPLS para lograr acuerdo de valores de etiquetas, previo

    al establecimiento de un LSP, bsicamente no vara en las redes pticas:

    a) El LSR superior (upstream LSR) enva una solicitud hacia el LSR inferior

    (downstream LSR), para ello se utiliza un mensaje (Path) en RSVP o

    (Label Request) en CR-LDP. Esta solicitud contiene suficiente informacin

    sobre el ancho de banda y calidad de servicio requerido, para que el LSR

    inferior haga la seleccin de etiqueta.

    b) El LSR inferior recibe esta solicitud y asigna un valor de etiqueta que

    satisfaga los requerimientos especificados en dicha solicitud.

  • 125

    c) El LSR inferior enva una respuesta al LSR superior (Resv) en RSVP o

    (Label Mapping) en CRLDP, el cual comunica el valor de etiqueta

    seleccionado.

    GMPLS generaliza este mensaje de solicitud de conexin por dos razones: 1)

    para distinguirlo de una solicitud no generalizada, y 2) para permitirle transportar

    con ms detalle los parmetros adicionales que especifican la solicitud. En RSVP

    se hace esto a travs del Objeto de Solicitud de Etiqueta Generalizada, en vez

    de una solicitud de etiqueta en el mensaje Path, y en CR-LDP aadiendo un TLV

    de Solicitud de Etiqueta Generalizada al mensaje Label Request.71

    La solicitud de etiqueta generalizada da tres caractersticas importantes

    (parmetros) necesarias para soportar el camino LSP que se est solicitando: El

    Tipo de codificacin del camino LSP, el Tipo de conmutacin que se debe usar y

    el Tipo de datos los datos del camino LSP.

    El formato de una solicitud de etiqueta generalizada es la siguiente (Figura 1.39):

    FIGURA 2.15 Formato de la solicitud de etiqueta generalizada

    LSP Enconding Type, es el tipo de codificacin LSP, este parmetro indica el tipo

    de codificacin, por ejemplo SONET/SDH, Gigabit Ethernet, etc., que se usar

    con los datos asociados con el LSP. El Tipo Codificacin LSP representa la

    naturaleza del LSP, y no la naturaleza de los enlaces que el LSP atraviesa.

    A continuacin se muestra los valores permitidos y su significado:72

    71 MINOLI, Daniel; JOHNSON, Peter; MINOLI, Emma, SONET Based Metro Area Networks: Planning and Designing the Next-Generation Provider Network, 1era Edicin, McGraw-Hill, EE. UU. 2000. 72 BERGER, L. Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Signaling Functional Description. IETF RFC 3471, Enero 2003.

  • 126

    Valor Tipo

    1 Paquete 2 Ethernet 3 ANSI/ETSI PDH 4 Reservado 5 SDH ITU-T G.707 / SONET ANSI T1.105 6 Reservado 7 Digital Wrapper 8 Lambda (fotnico) 9 Fibra

    10 Reservado 11 Fiber Channel

    Un DS1 y DS3 son ejemplos de LSPs ANSI PDH, un E1 LSP sera ETSI PDH. El

    tipo de codificacin Lambda se refiere a un LSP que abarca un conjunto de

    longitudes de onda, el tipo de codificacin Fibra se refiere a un LSP que abarca

    todo un puerto de fibra.

    Switching Type o tipo de conmutacin, indica el tipo de conmutacin que est

    siendo solicitado en un enlace. Este campo es necesario para los enlaces que

    anuncian ms de un tipo de capacidad de conmutacin.

    Los valores actualmente definidos son los siguientes:73

    Valor Tipo

    1 Capaz de Conmutacin de Paquetes-1 (PSC-1) 2 Capaz de Conmutacin de Paquetes-2 (PSC-2) 3 Capaz de Conmutacin de Paquetes-3 (PSC-3) 4 Capaz de Conmutacin de Paquetes-4 (PSC-4)

    51 Capaz de Conmutacin de Nivel 2 (L2SC) 100 Capaz de Time-Division-Multiplex (TDM) 150 Capaz de Conmutacin de Lambda (LSC) 200 Capaz de Conmutacin de Fibra (FSC)

    G-PID o Generalized PID, significa, tipo de datos del camino LSP y es un

    identificador de los datos transportados por un LSP, por ejemplo, un identificador

    del nivel cliente de este LSP. Esto se usa por los nodos de los extremos del LSP. 73 BERGER, L. Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Signaling Functional Description. IETF RFC 3471, Enero 2003

  • 127

    Los valores definidos para este campo son establecidos en el RFC 3471 y se

    describen a continuacin:

    Valor Tipo Tecnologa 0 Desconocido Todos 1 Reservado 2 Reservado 3 Reservado 4 Reservado 5 Mapeo asncrono de E4 SDH 6 Mapeo asncrono de DS3/T3 SDH 7 Mapeo asncrono de E3 SDH 8 Mapeo de bit sncrono de E3 SDH 9 Mapeo de octeto sncrono de E3 SDH

    10 Mapeo asncrono de DS2/T2 SDH 11 Mapeo de bit sncrono de DS2/T2 SDH 12 Reservado 13 Mapeo asncrono de E1 SDH 14 Mapeo de octeto sncrono de E1 SDH 15 Mapeo de octeto sncrono de 31*DS0 SDH 16 Mapeo asncrono de DS1/T1 SDH 17 Mapeo de bit sncrono de DS1/T1 SDH 18 Mapeo de octeto sncrono de DS1/T1 SDH 19 VC-11 en VC-12 SDH 20 Reservado 21 Reservado 22 DS1 SF Asynchronous SONET 23 DS1 ESF Asynchronous SONET 24 DS3 M23 Asynchronous SONET 25 DS3 C-Bit Parity Asynchronous SONET 26 VT/LOVC SDH 27 STS SPE/HOVC SDH 28 POS - No Scrambling, 16 bit CRC SDH 29 POS - No Scrambling, 32 bit CRC SDH 30 POS - Scrambling, 16 bit CRC SDH 31 POS - Scrambling, 32 bit CRC SDH 32 Mapeo ATM SDH 33 Ethernet SDH, Lambda, Fibra34 SONET/SDH Lambda, Fibra 35 Reservado (SONET deprecated) Lambda, Fibra 36 Digital Wrapper Lambda, Fibra 37 Lambda Fibra 38 ANSI/ETSI PDH SDH

  • 128

    39 Reservado SDH 40 Link Access Protocol SDH SDH (LAPS - X.85 and X.86)

    41 FDDI SDH, Lambda, Fibra42 DQDB (ETSI ETS 300 216) SDH 43 FiberChannel-3 (Servicios) Fiber Channel 44 HDLC SDH 45 Ethernet V2/DIX (solamente) SDH, Lambda, Fibra46 Ethernet 802.3 (solamente) SDH, Lambda, Fibra

    2.1.2.3.2.2 Conjunto de etiquetas74

    El Conjunto de Etiquetas se usa para restringir los rangos de etiquetas que

    pueden ser usadas para un determinado LSP entre dos puertos. El receptor de un

    conjunto de etiquetas debe restringir su opcin de etiquetas a una que est en el

    conjunto de etiquetas. Como con una etiqueta, un conjunto de etiquetas debe

    estar presente a travs de mltiples saltos. En este caso cada nodo genera su

    propio conjunto de etiquetas de salida, posiblemente basado en el conjunto de

    etiquetas de entrada y las capacidades de hardware del nodo. A continuacin se

    describe cuatro casos donde es til un conjunto de etiquetas en el dominio ptico.

    El primer caso es donde un equipo final solo es capaz de transmitir dentro de un pequeo conjunto de longitudes de onda/bandas.

    El segundo caso es donde hay una secuencia de interfaces que no pueden soportar conversin de longitud de onda y que requiere que se use la

    misma longitud de onda extremo a extremo sobre una secuencia de saltos,

    o an un camino entero.

    El tercer caso es donde es deseable limitar la cantidad de conversin de longitud de onda a realizar para reducir la distorsin de las seales pticas.

    El ltimo caso es donde dos extremos de un enlace soportan diferentes conjuntos de longitudes de onda.

    2.1.2.3.2.3 Etiqueta sugerida

    74 BERGER, L. Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Signaling Functional Description. IETF RFC 3471, Enero 2003

  • 129

    Para reducir la latencia en el establecimiento del LSP, GMPLS introduce el

    concepto de Etiqueta Sugerida. Cada LSR selecciona una etiqueta, la cual l cree

    que ser la ms apropiada para usar en el enlace entre l y su LSR descendente

    o inferior. l sealiza esta etiqueta en su trayecto de sealizacin hacia adelante

    (descendiente), e inmediatamente comienza a programar su propio switch, bajo la

    suposicin que esta etiqueta ser la elegida.

    Cuando se recibe la respuesta (ascendente), a esta sealizacin, el mensaje ya

    lleva una etiqueta. Si esta etiqueta confirma la escogencia sugerida en la solicitud

    respectiva, no se hace ya ms nada, ya que el switch se encuentra programado.

    Cuando la programacin del switch ya est totalmente estabilizada, la respuesta

    respectiva de sealizacin puede ya seguir siendo enviada en sentido

    ascendente.

    2.1.2.3.3 Codificacin del ancho de banda

    Los LSPs de GMPLS soportan trfico basado en paquetes y tambin trfico no

    basado en paquetes. Para los caminos LSP que no son de paquetes, es til

    definir valores discretos para identificar el ancho de banda del camino LSP.

    Los valores de codificacin de ancho de banda incluyen valores para DS0 a

    OC768, E1 a STM-256, 10/100/1000/10000 Mbps Ethernet, y 133 a 1062 Mbps

    Fiber Channel. La codificacin de ancho de banda es transportada en objetos

    especficos de los protocolos GMPLS RSVP-TE y CR-LDP.

    2.1.2.3.4 LSPs Bidireccionales

    En las especificaciones originales de MPLS, las conexiones bidireccionales

    requeran el establecimiento de dos LSPs unidireccionales, y esto implica una

    cierta coordinacin entre los dos puntos en cuestin. Temas relacionados con (la

    gestin de los mensajes y protocolos de sealizacin, el hecho de construir las

    dos direcciones utilizando trayectos totalmente diferentes, as como la

  • 130

    coordinacin de estos dos LSPs unidireccionales, que de hecho, conformaban un

    circuito), son muy delicados.75

    Se logr, a tal efecto, algunas mejoras, pero an exista el tema pendiente de que

    se necesitaban 4 mensajes de sealizacin (solicitud y respuesta en cada

    sentido) para el establecimiento del LSP. GMPLS extendi y mejor este

    concepto, necesitando un slo mensaje para el establecimiento de este LSP

    bidireccional. Esto trae obviamente como beneficio el requerir menos sealizacin

    y mejor coordinacin entre las dos direcciones de flujo.

    El GMPLS permite el establecimiento de caminos LSP bidireccionales simtricos

    (no caminos LSP asimtricos). Un camino LSP bidireccional simtrico tiene los

    mismos requerimientos de ingeniera de trfico incluidos los requerimientos de

    destino compartido, proteccin y restauracin, LSR, y recursos (por ejemplo,

    latencia y jitter) en cada direccin.

    En los LSPs bidireccionales, GMPLS introduce un nuevo objeto en la solicitud de

    establecimiento de un LSP, el cual es la Etiqueta Ascendente (Upstream Label).

    sta permite que un LSR superior o ascendente sealice la etiqueta que sera

    usada por el LSR adyacente inferior o descendiente para enviar datos en la

    direccin del nodo terminador hacia el nodo iniciador.

    En este caso se define iniciador al nodo de ingreso para referirse al nodo que

    inicia el establecimiento del un camino LSP, y terminador al nodo de egreso,

    para referirse al nodo que es el destino del camino LSP. Para un camino LSP

    bidireccional, solo hay un iniciador y un terminador.

    2.1.2.3.5 Notificacin de error de etiqueta76

    75 FUENMAYOR, Carlos, Conmutacin de etiquetas multiprotocolo generalizada en redes pticas. www.ahciet.net/comun/portales/1000/10002/10007/10378/docs/08.pdf

  • 131

    El GMPLS define varias extensiones de sealizacin que permiten una

    notificacin rpida de los fallos y otros eventos a los nodos responsables de la

    restauracin de los caminos LSP con fallos, y la gestin del error.

    Es as que en el MPLS tradicional y en el GMPLS se generan un mensaje de error

    que contiene la indicacin Valor de etiqueta inaceptable". Cuando ocurren estos

    casos, puede ser til para el nodo que genera el mensaje de error indicar que

    etiquetas seran aceptables. Para cubrir este caso, GMPLS introduce la

    posibilidad de transportar esta informacin via el "Conjunto de Etiquetas

    Aceptables". Un Conjunto de Etiquetas Aceptables se transporta en los

    apropiados mensajes de error especficos de protocolo.

    2.1.2.3.6 Control de etiqueta explicito77

    GMPLS tambin introduce el concepto de Control de Etiquetas Explcitas. Esto

    mejora el concepto tradicional usado en MPLS, permitiendo ahora que el LSR de

    ingreso especifique la(s) etiqueta(s) a ser usada(s) sobre uno, algunos o todos los

    enlaces enrutados explcitamente, para los trayectos en ambos sentidos.

    Esto puede ser til, por ejemplo, cuando el LSR de ingreso insiste que la longitud

    de onda a ser usada es la misma a travs de todo el LSP. Tambin puede ser til

    en Ingeniera de Trfico (TE), donde el sistema que procesa los trayectos tiene

    conocimiento de las etiquetas en uso en la red, as como las capacidades de

    conmutacin de los LSRs. En este caso, el trayecto puede ser computado para

    incluir las etiquetas especficas a ser usadas en cada salto. Las etiquetas

    explcitas son especificadas por el LSR de ingreso, como parte de la ruta explcita.

    2.1.2.3.7 Informacin de proteccin

    76 MANNIE, Eric. Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Architecture. IETF RFC 3945, Octubre 2004 77 FUENMAYOR, Carlos, Conmutacin de etiquetas multiprotocolo generalizada en redes pticas. www.ahciet.net/comun/portales/1000/10002/10007/10378/docs/08.pdf

  • 132

    La Informacin de Proteccin es transportada en un nuevo objeto/TLV. Se usa

    para indicar los atributos de proteccin relacionados con el enlace de un LSP

    solicitado. El uso de la informacin de proteccin para un determinado LSP es

    opcional. Normalmente la informacin de proteccin indica el tipo de proteccin

    del enlace deseado para el LSP. Si se solicita un tipo de proteccin determinado,

    por ejemplo, 1+1 o 1:N, entonces se procesa una solicitud de conexin solo si el

    tipo de proteccin deseado puede ser realizado.

    Las capacidades de proteccin de un enlace se pueden anunciar en el

    encaminamiento, tal como se vio anteriormente. En consecuencia se haba

    definido seis tipos de proteccin individuales y que pueden ser combinados:

    mejorado, dedicado 1+1, dedicado 1:1, compartido, sin proteccin y trfico extra.

    2.1.2.3.8 Informacin de Estado Administrativa

    La informacin de estado administrativa es transportada en un nuevo objeto/TLV.

    Normalmente se la usa de dos formas:

    La informacin indica el estado administrativo con respecto a un determinado LSP. Las indicaciones de estado incluyen up o down, si est

    en un modo de testing, y si esta en proceso de eliminacin.

    La informacin indica una solicitud de establecimiento de un estado administrativo de un LSP. Esta informacin siempre es retransmitida al

    nodo de entrada que contesta a la solicitud.

    2.1.2.3.9 Separacin de los canales de datos y control

    En el MPLS tradicional hay una asociacin implcita uno a uno de un canal de

    control a un canal de datos. Cuando esta asociacin est presente, no se requiere

    informacin adicional o especial para asociar una determinada transaccin de

    establecimiento del camino LSP con un determinado canal de datos.

  • 133

    En GMPLS el canal de control y el de datos necesitan ser separados por las

    siguientes razones:

    Mltiples enlaces pueden ser agrupados. Los canales de datos no pueden transportar in-band (en banda)

    informacin de control.

    La integridad de una canal de datos no tiene que afectar la integridad de un canal de control.

    FIGURA 2.16 Separacin del plano de control y de datos

    De sta manera el plano de control implementa los procesos de control con la

    sealizacin y enrutamiento basados en IP. El plano de datos consiste de OXC,

    longitudes de onda, fibras, tramas SONET, etc.

    2.2 GESTIN DEL ENLACE EN GMPLS 2.2.1 PROTOCOLO LMP

    En las redes GMPLS, un par de nodos, por ejemplo, un OXC se puede conectar

    por decenas de fibras y cada fibra se puede usar para transmitir centenares de

    longitudes de onda si se usa DWDM. Mltiple fibras y/o mltiples longitudes de

    onda tambin se pueden combinar en uno o ms enlaces agrupados con fines de

    enrutamiento. Para permitir la comunicacin entre nodos se debe establecer

    mecanismos de enrutamiento, sealizacin y adems la gestin del enlace que

  • 134

    consiste en un conjunto de procedimientos tiles entre nodos adyacentes que

    proveen servicios locales tales como:

    Gestin del Canal de Control: Describe el establecimiento, configuracin y

    mantenimiento de un canal de control entre un par de nodos vecinos.

    Verificacin del Enlace: Describe la verificacin de la conectividad de los enlaces

    de datos, junto con la determinacin dinmica del mapeo entre las IDs de la

    interface local y remota.

    Correlacin de la Propiedad del Enlace: Esto es la confirmacin entre nodos

    vecinos que los mapeos entre las IDs de las interfaces local y remota, y la

    agregacin de mltiples enlaces de datos en enlaces de Ingeniera de Trfico (TE)

    es consistente.

    Gestin de Fallos: Los caminos de luz normalmente atraviesan mltiples enlaces

    de datos que van de la entrada a la salida. Cuando este camino de luz falla, el

    LMP suministra una manera de localizar que enlace de datos ha fallado.

    Autenticacin: Esta suministra confirmacin criptogrfica de la identidad del nodo

    vecino.

    Todas estas operaciones las realiza el protocolo LMP (Link Management Protocol)

    creado por el IETF. A continuacin se describe cada uno de los puntos citados

    anteriormente asociados al LMP.

    2.2.1.1 Gestin del canal de control

    La gestin del canal de control por el protocolo LMP se usa para establecer y

    mantener los canales de control entre dos nodos. Los canales de control existen

    independientemente de los enlaces de ingeniera de trfico (TE), y se pueden

  • 135

    usar para intercambiar la informacin del plano de control del MPLS como por

    ejemplo la informacin de sealizacin, de enrutamiento y de gestin del enlace.78

    Cada canal de control negocia individualmente sus parmetros y mantiene la

    conectividad usando un rpido protocolo llamado Hello.

    El protocolo Hello del LMP es un mecanismo ligero que reacciona rpidamente a

    los fallos del canal de control de forma que los Hellos no se pierdan y las

    adyacencias asociadas del estado de enlace se borren innecesariamente.

    Este protocolo consta de dos fases: una fase de negociacin y una fase de keep-

    alive. La fase de negociacin permite la negociacin de algunos parmetros

    bsicos del protocolo Hello, como la frecuencia Hello. La fase keep-alive consta

    de un intercambio rpido, ligero y bidireccional de mensajes Hello.

    2.2.1.2 Verificacin del enlace

    La verificacin de la conectividad del enlace es un procedimiento opcional que se

    puede usar para verificar la conectividad fsica de los enlaces de datos as como

    intercambiar los identificadores del enlace que se usan en la sealizacin

    GMPLS.

    El procedimiento de verificacin consiste en enviar mensajes Test in-band sobre

    los enlaces de datos. De esta manera, para iniciar el procedimiento de verificacin

    del enlace, primero un nodo debe notificar al nodo adyacente que empezar a

    enviar mensajes Test sobre un determinado enlace de datos. El nodo tambin

    debe indicar el nmero de enlaces de datos que se van a verificar; el intervalo en

    el que sern enviados los mensajes Test; el esquema de codificacin, el

    mecanismo de transporte que se soporta, la velocidad de transmisin de los

    78 MANNIE, Eric. Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Architecture. IETF RFC 3945, Octubre 2004

  • 136

    mensajes Test; y en el caso donde los enlaces de datos correspondan a fibras, la

    longitud de onda sobre la que los mensajes Test sern transmitidos.79

    2.2.1.3 Correlacin de la propiedad del enlace

    El principal propsito de esta funcin es descubrir y acordar entre dos nodos LMP

    adyacentes los mapeos de las IDs de interfaces y adems define el intercambio

    de correlacin de propiedad del enlace. Este intercambio se usa para agregar

    mltiples enlaces de datos en un enlace agrupado e intercambiar, correlacionar o

    cambiar los parmetros de ingeniera de trfico del enlace.

    2.2.1.4 Gestin de fallos

    La gestin de fallos incluye la deteccin del fallo, localizacin del fallo y

    notificacin del fallo. La localizacin del fallo que se maneja aqu, puede usarse

    para soportar algunos mecanismos especficos y locales de proteccin y

    restauracin.

    En las nuevas tecnologas tales como la conmutacin todo ptica, muchos

    conmutadores pticos son transparentes, en el sentido de que propagan la seal

    de la luz sin ninguna interferencia. Estos pueden conmutar datos por fibra,

    longitud de onda o ranura de tiempo sin necesidad de examinar en absoluto la

    seal actual. Consecuentemente, si la seal desaparece debido a un fallo de

    algn sitio ascendente, el conmutador puede simplemente no enterarse.

    El protocolo LMP provee un procedimiento de localizacin de un fallo que se

    puede usar para localizar rpidamente los fallos de enlace, mediante la

    notificacin del fallo al nodo ascendente de este fallo. De esta forma, un vecino

    descendente del protocolo LMP que detecta fallos del enlace de datos enviar un

    mensaje LMP al vecino ascendente notificndole el fallo. Cuando el nodo

    ascendente recibe la notificacin del fallo, puede correlacionar el fallo con los

    79 MANNIE, Eric. Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Architecture. IETF RFC 3945, Octubre 2004

  • 137

    puertos de entrada correspondientes para determinar si el fallo est entre dos

    nodos. Una vez se ha localizado el fallo, se pueden usar los protocolos de

    sealizacin para iniciar los procedimientos de proteccin/restauracin del enlace

    o camino.

    2.2.1.5 Autenticacin

    Dado que el canal de control entre un par de nodos LMP puede pasar a travs de

    una nube arbitraria IP, incluso Internet, (Figura 2.17), es importante poder

    autenticar los mensajes que son recibidos por este canal.

    FIGURA 2.17 Autenticacin de la informacin enviada out of band (va plano de control)

    2.3 MECANISMOS DE PROTECCIN Y RESTAURACIN EN GMPLS

    Las tcnicas de Proteccin y Restauracin (P&R) de red se pueden dividir en

    proteccin y restauracin. En la proteccin, los recursos entre los extremos a

    proteger se establece antes del fallo, la conectividad despus del fallo se

    consigue simplemente por conmutacin realizada en los extremos de la

    proteccin. Por el contrario, la restauracin usa sealizacin despus del fallo

    para asignar recursos a lo largo del camino de recuperacin, es decir, los

    mecanismos de restauracin relacionan los protocolos de sealizacin para

    coordinar las acciones de conmutacin durante la recuperacin.

  • 138

    Adems podemos decir que la proteccin y restauracin puede ser aplicada en

    una base local o en base extremo a extremo (Figura 2.18). En la propuesta local,

    la proteccin y restauracin se enfoca en la proximidad local del fallo con el fin de

    reducir el retardo en el servicio de restauracin. En la propuesta extremo a

    extremo, los nodos origen y destino del camino LSP controlan la recuperacin.

    FIGURA 2.18 Proteccin y restauracin en una red

    Durante la proteccin y restauracin se va produciendo diferentes etapas, estos

    incluyen: la deteccin del fallo, la localizacin del fallo, la notificacin, la

    recuperacin (por ejemplo, la misma proteccin y restauracin) y la restauracin

    (por ejemplo, volviendo el trfico al camino LSP de trabajo original o a uno nuevo)

    del trfico.

    La deteccin del fallo depende de la tecnologa y su implementacin. En general,

    los fallos son detectados por mecanismos de nivel ms bajos (por ejemplo,

    SONET/SDH, Loss-of-Light (LOL)). De esta manera cuando un nodo detecta un

    fallo, se puede enviar una alarma hasta una entidad GMPLS quien tomar las

    acciones apropiadas.

    La localizacin del fallo se puede hacer con la ayuda del GMPLS, por ejemplo,

    usando el LMP (Protocolo de gestin del enlace) para la localizacin del fallo. La

    notificacin del fallo tambin se puede conseguir a travs del GMPLS, por

    ejemplo, usando la notificacin RSVP-TE/CR-LDP.

  • 139

    En los mecanismos de recuperacin podemos tener: Esquemas de proteccin y

    esquemas de restauracin. Estos mecanismos se aplican cuando ya se ha

    detectado el fallo, su localizacin y ya se lo ha notificado.

    2.3.1 ESQUEMAS DE PROTECCIN DEL ENLACE80

    Los diferentes tipos de proteccin del enlace ya fueron definidos atrs en el

    enrutamiento y la sealizacin. Sin embargo, se incluye informacin adicional con

    respecto a los esquemas de proteccin:

    Proteccin de Enlace 1+1: Se usan dos recursos pre-provisionados en paralelo.

    Por ejemplo, los datos se transmiten simultneamente por dos enlaces paralelos y

    se usa un selector en el nodo de recepcin para elegir la mejor fuente.

    Proteccin de Enlace 1:N: Se pre-provisionan recursos de trabajo y proteccin (N

    de trabajo, 1 de reserva). Si falla un recurso de trabajo, los datos se conmutan al

    recurso de proteccin, usando un mecanismo de coordinacin (p.e. en octetos de

    cabecera). Ms general, N recursos de trabajo y M recursos de proteccin se

    pueden asignar a una proteccin de enlace M:N.

    Proteccin Mejorada: Varios mecanismos tales como anillos de proteccin, se

    pueden usar para mejorar el nivel de proteccin ms all del fallo simple

    incluyendo la posibilidad de conmutar alrededor del fallo de un nodo o mltiples

    fallos de un enlace en un vano, basado en una topologa preestablecida de

    recursos de proteccin.

    Proteccin 1+1 del camino LSP: Se puede aplicar la transmisin de datos

    simultnea en los caminos LSP de trabajo y proteccin y la seleccin extremo

    final.

    80 MANNIE, Eric. Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Architecture. IETF RFC 3945, Octubre 2004.

  • 140

    2.3.2 ESQUEMAS DE RESTAURACIN DEL ENLACE

    Los mecanismos de restauracin son posibles gracias al uso de un plano de

    control distribuido como el GMPLS. A continuacin se describe algunos

    mecanismos de restauracin que se pueden utilizar.

    Restauracin de un camino LSP extremo a extremo con reaprovisionamiento: En

    este caso, la restauracin de un camino extremo a extremo se establece despus

    de un fallo. De esta manera, el camino de restauracin se puede calcular

    dinmicamente despus del fallo o tambin se podra precalcularlo antes del fallo

    (que puede ser durante el establecimiento del camino LSP). Algo importante para

    destacar es que no se usa sealizacin a lo largo del camino de restauracin

    antes del fallo, ni se le reserva ancho de banda de restauracin; debido a esto no

    hay garanta de que un camino de restauracin dado sea el adecuado en caso de

    producirse un fallo.

    Restauracin de un camino LSP extremo a extremo con reserva de ancho de

    banda de restauracin presealizada y sin preseleccin de etiqueta: En este caso,

    un camino de restauracin extremo a extremo se precalcula antes del fallo y se

    enva un mensaje de sealizacin se enva a lo largo del camino preseleccionado

    para reservar ancho de banda, sin embargo, las etiquetas no son seleccionadas.

    Restauracin del camino LSP extremo a extremo con reserva de ancho de banda

    de restauracin presealizado y preseleccin de etiqueta: Aqu, un camino de

    restauracin extremo a extremo se precalcula antes del fallo y un procedimiento

    de sealizacin se inicia a lo largo del camino preseleccionado en el que se

    reserva el ancho de banda y se seleccionan las etiquetas. Tanto aqu, como en el

    punto anterior, los recursos reservados en cada enlace se pueden compartir a

    travs de diferentes caminos LSP de trabajo que no se espera que fallen

    simultneamente.

  • 141

    Restauracin local del camino LSP: Para la restauracin local del camino LSP se

    pueden aplicar las propuestas anteriores, esto, con el fin de reducir el tiempo de

    recuperacin.

    2.4 GESTIN DE RED

    Los proveedores de servicios de telecomunicaciones usan extensamente la

    gestin de la red para configurar, monitorear y aprovisionar los distintos

    dispositivos de su red. Entonces, se pueden utilizar los siguientes recursos:

    Un sistema NMS (Network Management Systems). Protocolos de gestin de red estndar tales como el SNMP y sus

    asociadas MIBs (Management Information Base) como interfaces estndar

    para configurar, monitorear y aprovisionar dispositivos en distintas

    ubicaciones.

    El CLI (Command Line Interface) suministrado por los fabricantes con sus dispositivos.

    En lo que respecta al NMS o sistema de administracin de red, es un sistema que

    tiene la responsabilidad de administrar al menos parte de una red. El NMS

    generalmente es una computadora razonablemente poderosa y bien equipada

    como, por ejemplo, una estacin de trabajo de ingeniera. Los NMS se comunican

    con los agentes para ayudar a mantener un registro de las estadsticas y los

    recursos de red.

    El sistema NMS mantendr la informacin colectiva de cada dispositivo del

    sistema. El sistema NMS puede estar compuesto por varias aplicaciones

    distribuidas (por ejemplo, agregadores de alarmas, consolas de configuracin,

    aplicaciones de polling, etc) que colectivamente comprenden los NMS de los

    proveedores de servicios de telecomunicaciones. De esta forma, se pueden tomar

    decisiones de aprovisionamiento y mantenimiento con un conocimiento completo

    de toda la red del proveedor.

  • 142

    El protocolo de Administracin Simple para redes (SNMP) es el que rige todo lo

    relacionado a la administracin y el monitoreo de los dispositivos de redes y sus

    funciones, adems, se usa para administrar configuraciones, recopilacin de

    estadsticas, rendimiento y seguridad.

    Las MIB, son la base de informacin de administracin. Es una base de datos de

    informacin de administracin de red que se usa y mantiene mediante un

    protocolo de administracin de red como, por ejemplo, SNMP. El valor de un

    objeto MIB se puede cambiar o recuperar usando comandos SNMP. Los objetos

    MIB se organizan en una estructura de rbol que incluye ramificaciones pblicas

    (estndar) y privadas (propietarias).

    Ya que GMPLS comprende muchos distintos niveles de tecnologa del plano de

    control, es importante que las MIB del SNMP sean lo suficientemente flexibles

    para permitir al administrador gestionar todo el plano de control. Para este

    propsito las MIBs existentes pueden necesitar ser ampliadas para facilitar

    algunas nuevas funcionalidades deseadas por el GMPLS. Actualmente los grupos

    de trabajo como el IETF estn trabajando en nuevas versiones de las MIBs con el

    fin de que se puedan aadir nuevas extensiones.

    La interfaz de lnea de comando (Command Line Interface, CLI) permite

    administrar dispositivos mediante la ejecucin de comandos de configuracin,

    monitoreo, etc.

    Dentro de la gestin de la red, podemos aadir herramientas estandar de

    administracin como el ping y el traceroute. El ping usa los mensajes ICMP

    (Internet Control Messaje Protocol) de envo y respuesta para determinar si un

    host es alcanzable. El traceroute enva datagramas IP con bajos TTLs para que

    expiren durante la ruta que les dirige al destino y as va construyendo la ruta hasta

    el host de destino. A estas herramientas se las puede utilizar tambin para la

    correccin de errores, el monitoreo del rendimiento de las redes GMPLS y

    proveen informacin de acceso a la red.

  • 143

    2.5 CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD

    El GMPLS define una nueva arquitectura del plano de control para mltiples tipos

    de elementos de red. En general, dado que los caminos LSP establecidos usando

    GMPLS transportan altos volmenes de datos y consumen significativos recursos

    de red, se requieren mecanismos de seguridad para salvaguardarla contra

    ataques en el plano de control y/o el uso no autorizado de recursos de transporte

    de datos.

    Los mecanismos de seguridad puede proveer dos propiedades principales:

    autenticacin y confidencialidad. La autenticacin puede proveer verificacin del

    origen, integridad del mensaje y proteccin de la respuesta, mientras que la

    confidencialidad asegura que una tercera persona no puede descifrar el contenido

    de un mensaje. En situaciones donde el despliegue del GMPLS requiere

    primariamente autenticacin, se pueden usar los respectivos mecanismos de

    autenticacin de los protocolos de componente GMPLS como el LMP.

    Adicionalmente, el conjunto de protocolos IPSEC se puede usar para proveer

    autenticacin, confidencialidad o ambas, para el canal de control GMPLS.

    2.6 COMPONENTES PTICOS DE UNA RED GMPLS/DWDM

    Los componentes pticos de una red DWDM ya fueron definidos en el captulo

    anterior, en donde hacamos referencia a los multiplexores y demultiplexores

    DWDM, la fibra ptica, los amplificadores pticos como los EDFA y los

    multiplexores pticos add/drop (OADM). En esta seccin lo ms importante

    dentro de los componentes pticos en la red GMPLS-DWDM es la descripcin del

    OXC o conmutador ptico.

    El OXC es un elemento clave de la red ptica. ste permite lograr una red ptica

    interconectada, dotada de una inteligencia que establece un plano de control

    como GMPLS, que posibilita integrar la sealizacin con otras redes de

    transporte. De este modo, se hace factible la provisin automtica de circuitos

    pticos extremo a extremo y la reconfiguracin de stos ante fallos de ndole

  • 144

    diversa, (Figura 2.19). As, se pueden suministrar en tiempos realmente bajos

    circuitos pticos a los clientes que los demanden, dejando atrs los plazos

    elevados en las tareas de provisin.

    FIGURA 2.19 OXC en las redes pticas

    Un OXC tiene un procesador del plano de control que implementa los protocolos

    de sealizacin y enrutamiento necesarios para computar e iniciar la conectividad

    del canal ptico en el dominio ptico. En la Figura 2.20 se muestra la arquitectura

    de un OXC.

    Figura 2.20. Arquitectura de un OXC

  • 145

    Un OXC es un conmutador de divisin en el espacio que puede conmutar un flujo

    tico de datos desde un puerto de entrada a un puerto de salida. De esta forma

    un conmutador puede utilizar la conversin ptica-elctrica en el puerto de

    entrada y conversin elctrica-ptica en el puerto de salida (OEO), o puede ser

    todo ptico (OOO), (Figura 2.21).

    FIGURA 2.21 OXC: conmutacin OEO y OOO

    Los OXC estn dentro del dominio GMPLS y stos pueden prestar servicios

    desde la capa 1 hasta la capa 3 dependiendo del uso y aplicaciones. Su flexible

    arquitectura puede soportar servicios experimentales y con su gran capacidad

    puede ser dinmicamente utilizado con los dispositivos del cliente y los diferentes

    servicios de red. En la Figura 2.22, se muestra lo dicho anteriormente.

    FIGURA 2.22 El OXC con su gran capacidad incorpora mltiples dispositivos de usuario y

    servicios de red

  • 146

    Desde el punto de vista funcional, una descripcin del nodo GMPLS se describe

    en la Figura 2.23, mediante un diagrama de bloques.

    FIGURA 2.23 Diagrama de bloques de un nodo GMPLS

    Controlador de Conexin GMPLS. ste bloque se encarga de iniciar, mantener y

    terminar las conexiones GMPLS. Por ejemplo, en un nodo de ingreso

    (responsable de iniciar una nueva conexin), ste usa el controlador de

    enrutamiento para la seleccin del camino y luego el controlador del protocolo de

    sealizacin (RSVP-TE) para la sealizacin de la conexin.

    Controlador del Protocolo de Sealizacin. ste bloque se encarga de la

    sealizacin RSVP-TE, mediante los mensajes (PATH y RESV, etc). Los

    mensajes son enviados mediante IP por un canal dedicado o fuera de banda. Por

    ejemplo, un segmento dedicado Ethernet, como se muestra en la Figura 2.23.

    Controlador de Enrutamiento. Este bloque est encargado de la computacin de

    la ruta mediante un algoritmo de estado de enlace. La seleccin de la ruta est

  • 147

    basada en una base de datos de la topologa e Ingeniera de Trfico que es

    mantenida por el Controlador del Protocolo de Enrutamiento (OSPF-TE).

    Controlador del Protocolo de Enrutamiento. Este bloque est encargado del

    descubrimiento de los ruteadores vecinos y del intercambio de informacin de

    enrutamiento entre ellos. Este bloque implementa el protocolo OSPF-TE para

    mantener actualizada la base de datos en cada nodo.

    Controlador de la Gestin del Enlace. Este bloque implementa el protocolo LMP.

    Se relaciona con los controladores de enrutamiento y conexin y su funcin es la

    gestin del canal de control, verificacin del enlace, correlacin de la propiedad

    del enlace, gestin de fallos y autenticacin.

    2.7 APLICACIONES DE GMPLS EN LAS REDES PTICAS

    Entre las aplicaciones que actualmente se tiene al utilizar GMPLS en las redes

    pticas tenemos las siguientes:

    Ingeniera de trfico.- El objetivo bsico de la ingeniera de trfico es adaptar los

    flujos de trfico a los recursos fsicos de la red. La idea es equilibrar de forma

    ptima la utilizacin de esos recursos, de manera que no haya algunos que estn

    demasiado utilizados, con posibles puntos calientes y cuellos de botella, mientras

    otros puedan estar poco utilizados. A comienzos de los 90 los esquemas para

    adaptar de forma efectiva los flujos de trfico a la topologa fsica de las redes IP

    eran bastante rudimentarios. Los flujos de trfico siguen el camino ms corto

    calculado por el algoritmo IGP correspondiente. En casos de congestin de

    algunos enlaces, el problema se resolva a base de aadir ms capacidad a los

    enlaces. La ingeniera de trfico consiste en trasladar determinados flujos

    seleccionados por el algoritmo IGP sobre enlaces ms congestionados, a otros

    enlaces ms descargados, aunque estn fuera de la ruta ms corta (con menos

    saltos).

    Redes Privadas Virtuales.- Una red privada virtual (Virtual Private Networks,

    VPN) se construye a base de conexiones realizadas sobre una infraestructura

  • 148

    compartida, con funcionalidades de red y de seguridad equivalentes a las que se

    obtienen con una red privada. El objetivo de las VPNs es el soporte de

    aplicaciones intra/extranet, integrando aplicaciones multimedia de voz, datos y

    vdeo sobre infraestructuras de comunicaciones eficaces y rentables. La

    seguridad supone aislamiento, y "privada" indica que el usuario "cree" que posee

    los enlaces.

    Las principales caractersticas de una VPN son:

    Escalabilidad: debe ser capaz de asumir cambios de conectividad y capacidad de forma muy gil.

    Seguridad: debe asegurar que el trfico de cada cliente es confidencial; ningn usuario ajeno a la VPN debe ser capaz de acceder a la informacin

    que viaja por sta.

    Gestin: una VPN con una gestin gil y eficiente resulta imprescindible para poder cumplir con los objetivos anteriores y alcanzar unos SLAs

    (Service Level Agreements) competitivos.

    Fiabilidad: es indispensable para poder prever y garantizar una gran disponibilidad del servicio.

    Servicios de lambda () oscura.- Consiste en que el operador alquila al usuario

    una determinada dentro de la fibra y esto permite al operador alquilar varias

    veces la misma fibra, adems el operador puede ofrecer una para proteccin en

    caso de averas.

    Adems podemos mencionar que las redes actuales estn diseadas para dar

    servicio a las necesidades ms tradicionales como generalmente es: e-mail,

    transferencia de archivos, internet, voz. Pero nuevas aplicaciones con necesidad

    de mayor capacidad y menor retardo asociadas a la investigacin e industria de

    valor aadido requieren nuevas soluciones. Principalmente aplicaciones de

    visualizacin y computacin distribuida (grid computing ):

    Industria aerospacial, automovilstica, farmacutica.

  • 149

    Bioinformtica, imagen clnica, oncologa. Previsin meteorolgica. Geofsica (simulacin y prediccin de terremotos). Fsica de Partculas y Astronoma.

    En los casos anteriores la solucin GMPLS/DWDM es muy conveniente ya que

    permite transportar y gestionar grandes velocidades (unidades y decenas de

    Gbps), establecer mecanismos de proteccin y restauracin muy ptimos y

    seguridades de red.

    2.8 ESTUDIO DE LAS TECNOLOGAS DWDM Y GMPLS EN LOS

    PROVEEDORES DE TELECOMUNICACIONES A continuacin se realiza un breve estudio descriptivo de las tecnologas DWDM y

    GMPLS para su aplicacin en los proveedores de servicios de

    telecomunicaciones.

    En primer lugar, los proveedores de servicios de telecomunicaciones a nivel de

    portador (carrier) deben adherirse a un estndar extraordinariamente alto de

    disponibilidad de servicios y desempeo para satisfacer las cambiantes

    necesidades de los clientes en el dinmico mercado de telecomunicaciones.

    En segundo lugar, la demanda de servicios de telecomunicaciones crece y se

    diversifica. El trfico cursado no para de incrementarse. El mercado demanda la

    extensin de las Redes de rea Local. Los servicios de almacenamiento

    distribuido irrumpen con fuerza. Sin embargo, son tiempos difciles para las

    operadoras, hay fuertes recortes de presupuestos que dificultan los nuevos

    despliegues, hay que rentabilizar las cuantiosas inversiones realizadas y los

    precios de los servicios cada vez son ms bajos. El gran problema es que las

    redes existentes no estn orientadas a los nuevos servicios ni a las grandes

    capacidades de transmisin de datos. Entonces viene la pregunta: Cmo

    evolucionarn las redes para satisfacer la demanda con estos condicionantes?.

    La solucin es adoptar nuevas tecnologas con el fin de cubrir tanto la demanda

  • 150

    creciente de capacidad como el mercado emergente de servicios puramente

    pticos, se desarrollar la capa ptica ofreciendo funcionalidades de conmutacin

    adems de las de transmisin. De manera que se pueda llegar a tener una red

    ptica inteligente que se adapte a las demandas presentes y futuras.

    Las soluciones actuales: POS (Packet Over Sonet), Gigabit Ethernet sobre , etc.,

    son ineficientes en uso de ancho de banda y no garantizan todos los parmetros

    de calidad de servicio. Se impone actualizar las redes. Una solucin conveniente

    es GMPLS/DWDM ya que es escalable, garantiza la calidad de servicio, soporta

    grandes velocidades de transmisin, incorpora una gran variedad de tipos de

    trfico y presenta ptimos mecanismos de proteccin y restauracin.

    Si bien es cierto que estas tecnologas an no existen en el Ecuador, es

    conveniente que los Proveedores de Servicios de Telecomunicaciones vayan

    pensando en adoptar este tipo de tecnologas de manera que puedan asegurar a

    mediano y largo plazo un cumplimiento total de todas las expectativas referentes

    a la demanda, la competitividad, satisfaccin de los clientes y los rditos

    econmicos.

    En algunos pases como Estados Unidos, Japn, pases europeos y otros, ya

    manejan este tipo de tecnologas. Uno de los factores que han impulsado a su

    implementacin es el gran crecimiento del trfico de datos como consecuencia,

    principalmente, de la generalizacin del uso de internet. Este aumento de trfico

    no viene slo determinado por el cada vez mayor nmero de personas

    conectadas a la red, sino que tambin influye el hecho de que cada vez los

    usuarios acceden a ella con mayor frecuencia y transmiten un mayor volumen de

    informacin.

    En los orgenes de Internet, la mayora de los ficheros se transmitan codificados

    en modo texto, por lo que el volumen de informacin transportada no era

    demasiado elevado. Hoy en da, por el contrario, se ha generalizado la

    transmisin de unidades mayores de informacin, como pginas web, ficheros de

  • 151

    video o msica MP3, voz y video conferencia va Internet, que tanto auge ha

    tenido en los ltimos tiempos.

    Para ver cuantitativamente el crecimiento del trfico de informacin, veamos por

    ejemplo el crecimiento de trfico IP en Europa. Figura 2.24.

    FIGURA 2.24 Crecimiento del trfico IP en Europa81

    Como se puede observar el crecimiento de trfico del ao 2004 al 2005 es del

    242.85 % y con seguridad podemos decir que esta tendencia se ir

    incrementando cada vez ms.

    Como se indic anteriormente las tecnologas DWDM y GMPLS an no se las ha

    implementado en los portadores del Ecuador, sin embargo, a continuacin se

    describe aspectos importantes que pueden llevar a dichos portadores a

    implementarlas y el porque otras operadoras internacionales ya las han

    implementado.

    En general, los operadores o carries buscan servicios flexibles, abiertos y

    administrables. Es as que los principales intereses de los operadores son:

    Posibilidades de escalamiento Control de sus servicios

    81 TELEFNICA , La red de trnsito, www.telefonica.es.

  • 152

    Independencia de la tecnologa de transporte Confiabilidad Concentrarse en el desarrollo de su negocio

    Haciendo uso de DWDM se evitan proyectos y operaciones complejas, por

    ejemplo: La instalacin de nuevos cables de fibra ptica que implican grandes

    costos, riesgos de retrasos, dificultades de instalacin, intensivos gastos en

    mantenimiento. Adems si se quiere aumentar el alcance y capacidades de

    transmisin, se evitan los costos de enlaces de largas distancias, tender nuevas

    fibras para aumentar la capacidad, puntos de falla en etapas de potencia. Si

    existe aumento del volumen de trfico o crecimiento de tecnologas existentes se

    evita comprar nuevos equipos para cubrir las necesidades, y con DWDM hay una

    inmediata adaptacin a las nuevas tecnologas.

    En resumen podemos decir que la implementacin de las tecnologas DWDM y

    GMPLS en las redes pticas de los carriers traen las siguientes ventajas:

    Incremento de la capacidad de red. Se evitan grandes inversiones en fibras. Una red escalable y flexible y entrega de respuesta rpida, con ganancias

    casi inmediatas.

    Como una opcin, especialmente para redes de largo alcance (long haul), ofrece mayores distancias entre trayectos.

    Transparencia en las conexiones (rata de bits y protocolos). Se puede transmitir diferentes velocidades y protocolos simultneamente por una

    misma fibra.

    Se puede arrendar canales, permitiendo abrir nuevos mercados a nuevos servicios.

    Menor costo por bit. Disminucin de los equipos. Inicio de una red completamente ptica ms confiable. Un sistema generalizado de control y gestin de red Mecanismos de proteccin y restauracin ptimos y confiables.

  • 153

    Una red apta para nuevas tecnologas y aplicaciones complejas.

    2.9 FUTURO DE DWDM Y GMPLS EN LAS REDES PTICAS El futuro de las tecnologas DWDM y GMPLS en las redes pticas est asegurado

    por todo lo que se ha dicho a lo largo de este captulo. Se ha visto las ventajas

    que stas tecnologas ofrecen y que pueden proporcionar a los portadores a

    corto, mediano y largo plazo si las implementan. Sin embargo, se describe

    algunos aspectos importantes de estas tecnologas relacionados a su futuro.

    En muy pocas ocasiones una tecnologa logra generar a su alrededor la

    unanimidad que est consiguiendo DWDM como el claro camino del futuro. Con

    escasos aos en escena, esta nueva tcnica ptica se est configurando como

    una de las opciones ms ventajosas para lograr grandes anchos de banda. Algo

    que interesa muy especialmente a operadores, proveedores de servicio y grandes

    usuarios. El auge de esta alternativa parece haber roto definitivamente el

    maleficio que recaa sobre la fibra ptica y la tecnologa fotnica, cuyo despliegue

    no ha alcanzado hasta ahora niveles masivos. La cada constante de precios y,

    sobre todo, el progresivo crecimiento de las demandas de ancho de banda lo han

    hecho posible.

    Pero, adems, esta nueva posibilidad, no slo pone en entredicho la utilidad de

    los productos actuales con capacidad de terabits. Todo el debate de la

    convergencia IP/ATM se vuelve irrelevante en el sentido de que DWDM puede

    multiplexar diferentes protocolos de red conjuntamente al nivel lambda, Entonces

    dejara de tener sentido la convergencia en un solo protocolo si, con la misma

    eficacia, la red puede soportar cualquier tipo de ellos a nivel ptico. Es decir,

    DWDM prcticamente convierte los conmutadores y ruteadores de terabit actuales

    en verdaderos dinosaurios. No en vano, cada vez son ms las firmas que, como

    Cisco, Nortel, Alcatel, Huayey, etc., invierten dinero en la investigacin, desarrollo

    y fabricacin de estos equipos.

  • 154