diseño de una red mpls
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Diseño de una red que une tres sedes de una misma universidad
Jorge Bernal – Fabián Tanco - Jose Gómez
Telefonia y Conmutacion Semestre: VII Páginas: Tiempo: 2 Horas
Ingeniero a cargo Ernesto sabogal
1. Introducción
Se plantea el diseño de una red que comunica tres sedes de una misma universidad, para ello era necesario conocer donde están ubicadas, cuál es su topología, que distancia hay entre estas sedes, que requerimientos tiene cada sede. Una de las sedes la cual esta ubicada Altos de Cazucá cuenta con unas residencias universitarias compuestas por 15 edificios, cada edificio con 8 pisos, cada piso con 10 aparta-estudios y Cada aparta-estudio debe contar con: telefonía, TV e internet 10Mbps. Otra de las sedes se localiza en el Peaje de la Autopista Norte y la última de las sedes su lugar de ubicación queda en Fontibón, un requerimiento que hay que tener muy presente es que en cada sede tiene 600 extensiones aparte del tráfico interno.
2. Metodología
1. Elegir el tipo de trasmisión a utilizar.
2. Investigar para telefonía IP, televisión IP y internet.
MOS Pb Disponibilidad
3. Escoger
MOS Disponibilidad QoS Topología Códec
4. Calcular ancho de banda
De acuerdo a la topología QoS
5. Escoger equipos que se ajusten a nuestros requerimientos
6. implementación de la red
Escoger medio físico
7. Conexión red universitaria con red publica
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3. Topología
Para poder elegir una sede como la sede principal, donde van a estar ubicados nuestros servidores necesitamos conocer la localización exacta en un mapa de las tres sedes que tenemos, a partir de esto podemos decidir cuál de estas es la principal y que beneficios tiene elegir esta sede como la sede principal. Para realizar esta tarea utilizamos el programa GOOGLE Earth.
Figura 1 imagen del programa google Earth (con las tres sedes universitarias)
Podríamos observar un mapa callejero con fotografías alusivas a el lugar, el cual nos daba una delimitación geografía de los sitios de interés lo cual facilito la búsqueda, además nos brindó información distancias en kilómetros entre las sedes. La cual será útil al momento de realizar los requerimientos del diseño.
Al estar ubicada la sede de Fontibón entre las otras dos sedes decidimos elegirla como la sede principal, por ende debemos obtener las distancias que hay entre la sede de Fontibón y la sede norte, así mismo se obtendrá la distancia entre la sede de Fontibón y la sede de Cazucá.
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Figura 2 imagen del programa google Earth (distancia entre dos de las sedes “sede norte y Fontibón”)
Figura 2,1 distancia entre dos de las sedes “sede norte y Fontibón”
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Figura 3 imagen del programa google Earth (distancia entre dos de las sedes “Cazucá y Fontibón”)
Figura 3,1 distancia entre las sedes de Cazucá y Fontibón
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Figura 4 imagen del programa google Earth (distancia entre dos de las sedes “Cazucá y Auto norte”)
Figura 4,1 distancia entre las sedes de Cazucá y Auto norte
4. tipo de trasmisión a utilizar.
Debido a que en las trasmisiones actuales se trata de realizar los diferentes tipo de información viajen por un mismos medio investigamos que se podría utilizar para esta trasmisión, la idea es convertir los datos a un estándar, el cual nos permita trasmitir telefonía, TV e internet, que sea fácil para generar futuras mejoras, que la infraestructura que existente se pueda acoplar a nuevas tecnologías y que se pueda llegar al mayor número de usuarios posibles
Multiprotocol Label Switching (MPLS) es un mecanismo de alto rendimiento de las redes de telecomunicaciones que dirige y lleva a los datos de un nodo de red a otro con la ayuda de las etiquetas. MPLS makes it easy to create "virtual links" between distant nodes.
MPLS hace que sea fácil crear "vínculos virtuales" entre nodos distantes. It can encapsulate packets of various . Se pueden encapsular los paquetes de diferentes protocolos de red. MPLS is a highly scalable, protocol agnostic, data-carrying mechanism.MPLS es un protocolo agnóstico y altamente escalable, el mecanismo de transmisión de datos. In an
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MPLS network, data packets are assigned labels. En una red MPLS, los paquetes de datos se asignan etiquetas. Packet-forwarding decisions are made solely on the contents of this label, without the need to examine the packet itself. las decisiones de reenvío de paquetes se realiza únicamente en el contenido de esta etiqueta, sin la necesidad de examinar el propio paquete.
Esto permite crear circuitos de extremo a extremo a través de cualquier tipo de medio de transporte, utilizando cualquier protocolo. The primary benefit is to eliminate dependence on a particular technology, such as , , or , and eliminate the need for multiple Layer 2 networks to satisfy different types of traffic.El beneficio principal es eliminar la dependencia de un determinado enlace de datos Capa de tecnología, tales como ATM , Frame Relay, SONET o Ethernet, y eliminar la necesidad de múltiples redes de nivel 2 para satisfacer los diferentes tipos de tráfico.
MPLS es un estándar emergente del IETF2 que surgió para consensuar diferentes soluciones de conmutación multinivel, propuestas por distintos fabricantes a mitad de los 90. MPLS es el avance más reciente en la evolución de las tecnologías de routing y forwarding en las redes IP, lo que implica una evolución en la manera de construir y gestionar estas redes.
Los problemas que presentan las soluciones actuales de IP sobre ATM, tales como la expansión sobre una topología virtual superpuesta, así como la complejidad de gestión de dos redes separadas y tecnológicamente diferentes, quedan resueltos con MPLS. Al combinar en uno solo lo mejor de cada nivel, en pocas palabras la inteligencia del routing con la rapidez del switching, MPLS ofrece nuevas posibilidades en la gestión de backbones, así como en la provisión de nuevos servicios de valor añadido.
Los objetivos establecidos por MPLS como estándar son:
1. MPLS debía funcionar sobre cualquier tecnología de transporte, no sólo ATM.2. MPLS debía soportar el envío de paquetes tanto unicast como multicast.3. MPLS debía ser compatible con el Modelo de Servicios Integrados del IETF,
incluyendo el protocolo RSVP8.4. MPLS debía permitir el crecimiento constante de la Internet.5. MPLS debía ser compatible con los procedimientos de operación, administración y
mantenimiento de las actuales redes IP.
MPLS belongs to the family of .MPLS pertenece a la familia de redes de paquetes conmutados, es por esto que utilizamos este mecanismo para transmitir telefonía, televisión e internet en el diseño de la red para la universidad
5. Elección y Porque se Escogió
Para poder desarrollar el diseño tenemos que tener en cuenta los parámetros de alta calidad, de disponibilidad y un códec. Pero para esto hay que conocer cómo funciona la MPLS, para esto hay que conocer cómo funciona y que requerimientos tiene para el funcionamiento.
La base del MPLS está en la asignación e intercambio de etiquetas ya expuesto, que permiten el establecimiento de los caminos LSP por la red. Los LSPs son simplex por naturaleza; para el tráfico dúplex requiere dos LSPs, uno en cada sentido. Cada LSP se crea a base de concatenar uno o más saltos (hops) en los que se intercambian las
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etiquetas, de modo que cada paquete se envía de un "conmutador de etiquetas" (Label-Swiching Router) a otro, a través del dominio MPLS.
Un LSR es como un router que funciona a base de intercambiar etiquetas según una tabla de envío. Esta tabla se construye a partir de la información de encaminamiento que proporciona la componente de control.
Los 32 bits de la cabecera MPLS se reparten en: 20 bits para la etiqueta MPLS, 3 bits para identificar la clase de servicio en el campo EXP (experimental), 1 bit de stack para poder apilar etiquetas de forma jerárquica (S) y 8 bits para indicar el TTL (time-to-live) que sustenta la funcionalidad estándar TTL de las redes IP.
De este modo, las cabeceras MPLS permiten cualquier tecnología o combinación de tecnologías de transporte, con la flexibilidad que esto supone para un proveedor IP a la hora de extender su red.
Por esta razón nos permite generar cualquier tipo de acople con cualquier tecnología de la red pública sin generar inconvenientes de perdida de la información, esto genera la facilidad de conexión de la red pública y la red universitaria manejándose como un estándar de comunicación.
Imagen 2 de una cabecera genérica MPLS
Una vez vistos todos los componentes funcionales, donde quedan reflejadas las diversas funciones en cada uno de los elementos que integran la red MPLS. Es importante destacar que en el borde de la nube MPLS tenemos una red convencional de routers IP. El núcleo MPLS proporciona una arquitectura de transporte que hace aparecer a cada par de routers a una distancia de un sólo salto.
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3. Imagen funcionamiento de una red MPLS
Este modelo define una variedad de mecanismos para poder clasificar el tráfico en un reducido número de clases de servicio, con diferentes prioridades. Según los requisitos de los usuarios, DiffServ permite diferenciar servicios tradicionales tales como el WWW, el correo electrónico o la transferencia de ficheros, de otras aplicaciones mucho más dependientes del retardo y de la variación del mismo, como son las de video y voz interactiva. Para ello se emplea el campo ToS (Type of Service), rebautizado en DiffServ como el octeto DS. Esta es la técnica QoS de marcar los paquetes que se envían a la red.MPLS se adapta perfectamente a ese modelo, ya que las etiquetas MPLS tienen el campo EXP para poder propagar la clase de servicio CoS en el correspondiente LSP. De este modo, una red MPLS puede transportar distintas clases de tráfico, ya que:
El tráfico que fluye a través de un determinado LSP se puede asignar a diferentes colas de salida en los diferentes saltos LSR, de acuerdo con la información contenida en los bits del campo EXP.
Entre cada par de LSR exteriores se pueden provisionar múltiples LSPs, cada uno de ellos con distintas prestaciones y con diferentes garantías de ancho de banda.
Para la trasmisión MPLS hay que tener un ancho de banda total que es el que se va a manejar por toda la red por ende hay que manejar un códec, en este caso se utilizara el códec G723, debido a que se utiliza misma calidad por con menor ancho de banda, es pertinente, porque con este códec podremos calcular el ancho de banda, que se requiere para trasmitir todos los servicios que necesitamos lleguen a nuestras tres sedes.
6. Calcular ancho de banda
Se diseña un circuito como el siguiente para dar a conocer como se establecería la red para dicha universidad
Para el tráfico entre centrales se realizan los pertinentes cálculos
Sabiendo que En la sede Altos de Cazucá cuenta con unas residencias universitarias compuestas por
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15 edificios, 8 pisos cada edificio y 10 aparta-estudios por piso
Es decir que manejan 1200 usuarios la sede Altos de Cazucá, aparte de 600 extensiones extra
En la sede Altos de Cazucá maneja 1800 extensiones
En la sede Auto-Norte maneja 600 extensiones
En la sede Fontibón maneja 600 extensiones
Conociendo que el tráfico entre sedes, en términos de telefonía únicamente, es de 441 earlangs y el tráfico saliente es de 215 earlangs y el tráfico en la sede Altos de Cazucá es de 75 earlangs
El tráfico total es de 731 earlangs, es decir 759 circuitos, estableciendo una probabilidad de bloqueo de 1%
En nuestra elección de códec G723 utiliza un ancho de banda de 40 Kbps Y teniendo el número de circuitos calculamos el ancho de banda total que se ba utilizar en toda la red.
BW=759∗40Kbps=30360Kbps
El ancho de banda total será de 30360Kbps
7. Escoger equipos que se ajusten a nuestros requerimientos
Conociendo esto podemos establecer los routers para llevar el servicio de Internet, Telefonía y TV, pero teniendo en cuenta que la red entre centrales es de 10Gbps para datos es decir que se necesita una transmisión por fibra óptica a mínimo 10Gbps
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Una vez conocidos todos los requerimientos se establece
Una F.O LEAF de Corning para el trafico entre centrales la cual permite un trafico de hasta 40Gbps,
Para el trafico interno dentro de cada una de las sedes se utilizo GORE Low Profi le 0.170" Cable on CX4 Assembly
Un Cisco 12410 Router, un enrutador que da soluciones de enrutamiento a la perfección, a escalas de 2.5Gbps hasta 40Gbps capacidad para prestar servicios y dar soporte de IP /
MPLS
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Se escoge un router Cisco 3945E Integrated Services Router,
un enrutador que pertenece a la serie Cisco 3900 Series Integrated Services Routers la cual ofrece la seguridad, voz, alta disponibilidad, enrutamiento IP y multicast, calidad de servicio (QoS), movilidad IP, conmutación de etiquetas multiprotocolo (MPLS), VPN y de gestión integrados
Con estos equipos garantizamos, calidad del servicio, disponibilidad, expansión y mejoramiento de la red
8. Implementación del diseño de la red
Con el previo conocimiento de cómo funciona una red MPLS y con el pleno conociendo de los equipos que son necesarios, se pretende diseñar la red con los servicios que va a tener, y como se van a ir distribuidos estos servicios.
Anexo en la carpeta TYC Telefonia MPLS se puede observar mejor de como es el diseño esta como imagen “diseño.png”
Bibliografía
Anexos
Cisco 12410 Routerhttp://www.cisco.com/en/US/products/hw/routers/ps167/index.html
http://www.cisco.com/en/US/products/hw/routers/ps167/ps200/index.html
Cisco 3945E Integrated Services Routerhttp://www.cisco.com/en/US/products/ps10749/index.htmlhttp://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/routers/ps10536/data_sheet_c78_553924.html