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luis-luxini-ibarra
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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
![E_LH-DWDM-KillerSlide2005V5 DWDM Plus IP Over DCC-Application [Compatibility Mode]](https://img.pdfslide.net/doc/110x75/5532f4ae4a795936578b473f/elh-dwdm-killerslide2005v5-dwdm-plus-ip-over-dcc-application-compatibility-mode.jpg?t=1674867348)
