fasciculo 1

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Semestre 8

Fascículo

1

Redes de Alta

Velocidad

Electiva de Formación - B1

Semestre 8

Redes de alta velocidad

Universidad Abierta, Distancia y Virtual Fundación Universitaria San Martín



Semestre 8 Universidad Abierta, Distancia y Virtual

Fundación Universitaria San Martín

Universidad Abierta, Distancia y Virtual Fundación Universitaria San Martín Tabla de contenido Página

Presentación general de la asignatura 1

Competencias generales de la asignatura 2

Contenido mínimo de la asignatura 5

Introducción 7

Conceptos previos 8

Mapa conceptual fascículo 1 9

Logros 9

Redes WAN 9

Orientado y no orientado a la conexión 9

Ejemplo de redes de datos WAN 11

X.25 11

Frame Relay 12

ATM 15

MPLS 18

Redes MPLS 20

Actividad de trabajo colaborativo 21

Resumen 21

Bibliografía recomendada 22

Nexo 22

Seguimiento de autoaprendizaje 25

Créditos: 2 Tipo de asignatura: Teórico - Práctica

Semestre 8




Copyright©2008 FUNDACIÓN UNIVERSITARIA SAN MARTÍN FUSM

Universidad Abierta, Distancia y Virtual – UADV

Bogotá, D.C.

Prohibida la reproducción total o parcial sin autorización

por escrito del Presidente de la Fundación.

La elaboración de este fascículo estuvo a cargo de

JOSHEFF DAVID CÉSPEDES

Tutor docente Programa Ingeniería de Sistemas

Sede Bogotá, D.C.

Corrección de estilo:

ADRIANA RODRÍGUEZ VALENCIA..

Directora Nacional de Material Educativo.

ESPERANZA MARTÍNEZ GONZÁLEZ

Diseño gráfico y diagramación a cargo de

SANTIAGO BECERRA SÁENZ

ORLANDO DÍAZ CÁRDENAS

Impreso en: GRÁFICAS SAN MARTÍN

Calle 61A No. 14-18 - Tels.: 2350298 - 2359825

Bogotá, D.C., Abril de 2013

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Fascículo No. 1

Semestre 8


Redes de alta

velocidad



Presentación de la asignatura Este curso va orientado hacia la revisión de lo que actualmente se conoce

como las Redes de Alta Velocidad, las cuales comprenden tanto las Redes

de Área Amplia (WAN) como las Redes de Área Local (LAN). Para el caso

de las Redes WAN, desde sus inicios -a mediados de la década de los 70-

las denominadas Redes X.25 actúan en las tres primeras capas del Modelo

OSI (Capa Física, Capa Enlace de Datos y Capa de Red), originando un

sobre procesamiento de la información resultado de la baja tasa de trasmi-

sión la cual apenas si llegaba hasta un máximo de 1Mbps; luego con el

surgimiento de las Redes Frame Relay y ATM -a mediados de la década de

los 80-, en las primeras, aumentó la tasa de transferencia a 2Mbps lo que

representó enlaces punto a punto y multi-punto, y un menor procesamien-

to de la información, ya que actúa en las dos primeras capas del modelo

OSI (Capa Física y Capa Enlace de Datos); caso similar ocurre con las

Redes ATM, las cuales trabajan en la filosofía de Conmutación de Celdas,

la cuales permiten una mayor tasa de transferencia, gracias al medio físico

que utilizan como lo es la fibra óptica y tasas de transferencias máximas de

9.6Gb.

Pero, en cuanto a las de Alta Velocidad su máximo desarrollo se logró con

la implementación de las Redes MPLS, las cuales trabajan bajo la conmu-

tación de etiquetas, adicionalmente, son redes extremo a extremo, lo que

les permite ser redes de Core, Borde y Última Milla bajo una misma solu-

ción. Todos estos temas serán estudiados en los Fascículos 1,2, y 3 de

este curso, a partir de una revisión bibliográfica en la que se muestran las

ventajas y desventajas de cada una de estas tecnologías y la influencia que

tuvieron en la época.

Todos estos desarrollos atendieron las necesidades de los clientes, en-

focándose básicamente en los servicios de voz, datos y, video en tiempo

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Fascículo No. 1

Semestre 8 Redes de alta

velocidad



real, lo que representa las principales demandas de los usuarios, para

quienes lo que cuenta es disponer de una red en la cual se trasmita infor-

mación sin tener que depender de una infraestructura física capaz de so-

portar las diferentes tasas de transferencias. De estos temas tratan los

fascículos 4 y 5.

En la última parte del curso, se trabajará la denominada Red de Redes, es

decir, Internet, lo que incluirá aspectos como la infraestructura que se re-

quiere para proveerlo hacia los clientes, de igual forma la relacionado con

las Redes de Última Milla serán temas de los Fascículos 6 y 7. Para finalizar

con una breve descripción de los componentes que conforman la Red,

que se estudiará en el Fascículo 8.

Competencias generales de la asignatura

Los estudiantes a través del contenido deben alcanzar el desarrollo de las

siguientes habilidades, actitudes y aptitudes:

Competencia Cognitiva:

Comprender el concepto de red WAN, y su funcionalidad dentro de un

esquema corporativo.

Identificar los tipos de Redes WAN, y sus diferentes aplicaciones.

Describe de manera clara y concisa las principales características de

las redes WAN.

Competencia Contextual:

Relacionar los conceptos obtenidos en Redes, Seguridad y Nuevas

Tecnologías. permitiendo extrapolar los conceptos de Redes WAN con

sus aplicaciones y diferentes topologías.

Competencia Valorativa:

Apropia la información con el fin de generar inquietudes sobre la

temática vista.

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Fascículo No. 1


velocidad



Aclara las dudas e investiga con el fin de profundizar los conocimientos

adquiridos.

Competencia Comunicativa:

Plantea cuestionamiento sobre cada una de las principales tecnologías

WAN y de acceso, argumentando las diferencias y aplicaciones de

cada una de estas.

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Fascículo No. 1


velocidad



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Fascículo No. 1


velocidad



Contenido mínimo de la asignatura Fascículo 1

Redes WAN

Orientado y no orientado a la onexión

Ejemplo de Redes de Datos WAN

X.25

Frame Relay

ATM

MPLS

Redes MPLS Fascículo 2

Redes MPLS

Funcionamiento de las Redes MPLS

Arquitectura de las Redes MPLS

Topología de las Redes MPLS Fascículo 3

Aplicación de la redes MPLS

Reenrutamiento en redes MPLS

Ingeniería de Tráfico

VPN en MPLS Fascículo 4

Servicios

Definición

Clasificación de los servicios en Internet

Voz sobre IP

Servicios en tiempo real

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Fascículo No. 1


velocidad



Fascículo 5

Redes SIP

Topología de redes SIP

Configuración de redes SIP

Aplicaciones de redes SIP Fascículo 6

Redes de Acceso /Última Milla

Definición de redes de UM

Clases de Redes de UM

Redes cableadas de UM

xDSL

Cable modem.

Redes de Fibra Óptica Fascículo 7

Redes de UM inalámbricas

Redes Wifi

Redes Wimax

Redes 4G Fascículo 8

Internet

Aplicaciones de Internet

Topología de Internet

Infraestructura de Internet

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Fascículo No. 1


velocidad



Introducción

Las Redes de Área Amplia (WAN) abarcan una gran geografía; inicialmen-

te fueron concebidas para desarrollar comunicaciones dentro de un país o

un continente a partir de un conjunto de hosts conectados. Así las Redes

WAN, conectan dos o más Redes de Área local (LAN), lo que les supone

contar con características que les permitan soportar altas tasas de transmi-

sión y redundancia en los canales, a fin de evitar fallos de disponibilidad.

Este tipo de redes son transparentes al usuario final, al punto en que en

ocasiones los usuarios ni se enteran del tipo de Red WAN por el que ac-

cesan a Internet, por ejemplo.

El desarrollo de este tipo de redes se ha dado de manera escalonada y

como respuesta a las necesidades del usuario para quienes les es necesa-

rio comunicarse por medio de una llamada de un lugar a otro o, realizar

transferencias de archivos a través de la red, fue así como a mediados de

la década de los 70 aparecieron las Redes X.25.

A medida que las necesidades de los usuarios fueron cambiando, apare-

cieron otros servicios, como es el caso del video que con las redes de la

época no se podían atender. A mediados de los 80 se diseñaron las Re-

des Frame Relay y ATM, onceptos claves como los circuitos virtuales, per-

manentes y conmutados, al igual que una serie de cambios en cuanto al

procesamiento de la información y las capacidades de capa física.

Todas las bondades de estos desarrollos fueron implementando en el di-

seño de la Tecnología MPLS, conocida en la actualidad como la Red WAN

que soporta la mayoría de las conexiones de host en el mundo, en razón a

sus características de calidad de servicio, altas tasas de transferencia, to-

pología escalable y demás funcionalidades que han permitido realizar co-

nexiones de altas velocidades.

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Fascículo No. 1


velocidad



Conceptos previos

A continuación, se describen algunos de los términos y/o definiciones a

tener en cuenta durante el desarrollo de este fascículo:

ATM: red orientada a la conexión que utiliza la conmutación de celdas,

donde la información es dividida en pequeñas celdas de 53 bytes para

realizar la trasmisión.

Frame Relay: red orientada a la conexión, que realiza la comunicación

de nodos punto a punto o multipuntos por medio de circuitos virtuales,

asignándoles unos parámetros de tráficos.

MPLS: red orientada a la conexión, que utiliza la conmutación de

etiqueta la cual es asignada a los paquetes que lleguen al router MPLS.

Orientado a la Conexión: son aquellos que antes de realizar la

transmisión de los Datos se debe haber establecido el canal de manera

previa.

No Orientado a la Conexión: consiste en que envían dos mensajes al

mismo destino, donde se encuentra la dirección de destino y la

información del mensaje.

X.25: red orientada a la conexión, que trabaja en la capa de red del

modelo OSI, la cual fue utilizada ha mediado de la década de los 70, en

la trasmisión de llamadas telefónicas.

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Fascículo No. 1


velocidad



Mapa conceptual fascículo 1

Al finalizar el estudio de este fascículo, el estudiante estará en

capacidad de:

Comprender el concepto de Redes WAN.

Identificar los tipos de Redes WAN.

Interpretar cómo es el proceso de conexión a Internet.

Redes WAN

Orientado y no orientado a la conexión

Dentro de la conceptualización de las redes, pueden existir los servicios

y/o tecnologías orientadas a la conexión y las no orientadas a la conexión.

Una tecnología y/o servicio orientado a la conexión son aquellos que antes

de realizar la transmisión de los datos se debe haber establecido el canal

de manera previa, es decir, que en este tipo de tecnologías y/o servicios,

LogrosLogrosLogros

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Fascículo No. 1


velocidad



funcionan en tres pasos básicos, que son, establecer el canal y/o co-

nexión, luego realizar la transmisión, y por último cerrar el canal y/o co-

nexión. Un claro ejemplo, es una llamada dentro de las Redes de Telefonía

Pública Conmutada (PSTN). (TANENBAUM, 2011)

Figura 1.1. Ejemplo de servicios Orientados y No Orientados a la Conexión. Tomado de: (TANENBAUM, 2011)

Un ejemplo de servicio orientado a la conexión sería TCP, el cual envía el datagrama a su destino esperando un mensaje de confirmación de la llegada.

Por otro lado, se encuentran las tecnologías y/o servicios no orientados a

la conexión, los cuales consisten en que envían dos mensajes al mismo

destino, donde se encuentra la dirección de destino y la información del

mensaje. Es decir, que este tipo de tecnologías y/o servicios, son análogos

al sistema postal, en el cual se pueden enviar mensajes (cartas) donde se

lleva completa la dirección destina y cada una se en ruta a través del sis-

tema independientemente de las demás. (TANENBAUM, 2011)

Un ejemplo de servicio no orientado a la conexión sería UDP, el cual envía los datagramas a su destino, confiando siempre en el medio de trasmisión.

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Fascículo No. 1


velocidad



El concepto de confiable, se refiere a la certeza de que el paquete si llega a su destino.

Dentro de las dos clasificaciones anteriores, son incluidos los servicios

confiables, en los cuales se aseguran la entrega de la información, como

sucede con las tecnologías y/o servicios orientados a la conexión, es decir,

existe una confirmación al momento de recibir el paquete por lo que son

adecuados para la transferencia de archivos que se requieren asegurar

que lleguen a su destino. (TANENBAUM, 2011)

En contraste, los servicios y/o tecnologías no orientadas a la conexión, no

ofrecen una confiabilidad en la entrega de la información, por lo que no

hay una confirmación de la recepción, además, son conocidas como servi-

cio de datagramas, como analogía al servicio de telegramas que tampoco

da una confirmación de recibo al emisor. (TANENBAUM, 2011)

1.1.

Investigue sobre los servicios y/o protocolos que trabajan orientados a la conexión y no orientados a la conexión.

Ejemplo de Redes de Datos WAN

En esta sección se estudiarán los aspectos claves de las Redes WAN X.25,

Frame Relay, ATM y los inicios de MPLS, incluyendo referencias de como

la evolución de éstas ha permitido las redes WAN que se conocen hoy en

día.

X.25

Las Redes WAN X.25, fueron las primeras redes de datos pública. Fueron

desarrolladas hacia la década de los 70, cuando el servicio telefónico era

un monopolio en todas partes y la compañía telefónica de cada país espe-

raba que hubiera una red de datos por país. (TANENBAUM, 2011)

Para utilizar X.25, una computadora se establecía primero una conexión

con la computadora remota, es decir, hacía una llamada telefónica. Esta

conexión daba un número de conexión para utilizarlo en los paquetes de

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Fascículo No. 1


velocidad



transferencia de datos (ya que se podían abrir muchas conexiones al mis-

mo tiempo). Los paquetes de datos eran muy sencillos, consistían en un

encabezado de 3 bytes y hasta 128 bytes de datos. (TANENBAUM, 2011)

El encabezado constaba de un número de conexión de 12 bits, un número

de secuencia de paquete, un número de confirmación de recepción y al-

gunos bits diversos. Las redes X.25 funcionaron por casi diez años con

resultados mixtos. (TANENBAUM, 2011)

Figura 1.2. Ejemplo de la infraestructura X.25. Tomado de: (CISCO SYSTEMS INC, 2011)

Las Redes X.25, podían implementar Circuitos Virtuales Permanentes

(PVC), el cual es equivalente a una línea dedicada, y es definido de manera

estática y siempre está disponible, mientras la red lo este. Por su parte, se

tenían los Circuitos Virtuales Conmutados (SVC), que eran equivalentes a

una llamada. La red establece una conexión en un circuito virtual, transfiere

paquetes y libera la conexión. (TANENBAUM, 2011).

Siempre las Redes Orientadas a la Conexión, ofrecen los tres básicos para realizar la transmisión de los datos que son: 1. Establecer el Canal y/o Conexión. 2. Realizar la Transmisión. 3. Cerrar el Canal y/o Conexión.

Frame Relay

Frame Relay es un protocolo de redes de alto desempeño que se funda-

menta en la conmutación de paquetes o tramas sobre una misma interfaz

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Fascículo No. 1


velocidad



para la transmisión de datos sobre una Red WAN. Además, provee un

método eficiente para transmitir información desde un dispositivo de usua-

rio hacia puentes LAN o enrutadores. (STALLINGS, Redes e Internet de

Alta Velocidad, 2003)

Surgió como respuesta a las altas demandas y la necesidad de los usua-

rios por la transmisión de datos a través de áreas extensas de manera más

rápida. Varias fueron las tendencias tecnológicas y en redes que nacieron

en los 80’s que hicieron precisa la aparición de Frame Relay. Una de ellas

fue el crecimiento de la interacción gráfica y relegación del texto en las

comunicaciones, lo que originó una primera necesidad de un incremento

en el ancho de banda y en la tasa de transferencia, ya que dada la cos-

tumbre de los usuarios en las transmisiones rápidas de datos basados en

texto, estos esperaban una respuesta similar al momento de transferir imá-

genes y aplicaciones interactivas. (STALLINGS, Redes e Internet de Alta

Velocidad, 2003)

Con las Redes Frame Relay, se alcanzaban Tasas de Trasmisión máximas de 2Mbps, permitiendo enviar video sobre estas.

De la misma manera, el crecimiento del tipo de aplicaciones de transmisión

en tráfico de ráfagas, así como las aplicaciones cliente-servidor, originó la

necesidad por una tecnología que pudiera tener un manejo del ancho de

banda de manera dinámica.

Los dispositivos que comprenden las Redes Frame Relay, se enuncian a

continuación:

Equipo terminal de datos (Data Terminal Equipment -DTE): son aque-

llos dispositivos que se encuentran del lado del usuario.

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Fascículo No. 1


velocidad



Un circuito virtual es un camino lógico que comuni-ca bidireccionalmente dos nodos terminales o DTEs en una red Frame Relay sin importar la cantidad de DCEs que se deban reco-rrer.

Equipo terminal de circuitos de datos (Data Circuit-Terminating Equip-

ment -DCE): son aquellos dispositivos que movilizan los paquetes por

la red, es decir, los encargados de temporizar y enrutar las tramas que

circulan por ella.

Figura 1.3. Topología de las Redes Frame RElay. Tomado de: http://www.tccsecure.com/products/images/cipherone-diagram.jpg. Consultado el 10 de mayo del 2013.

Las redes Frame Relay se caracterizan porque al momento de establecer

los circuitos virtuales, se realiza por medio de DTE, primero deben estable-

cer con seguridad una conexión entre las dos partes que tenga identifica-

ción propia, denominada circuito virtual, que es propio de las Redes Orien-

tadas a la Conexión. (STALLINGS, Redes e Internet de Alta Velocidad,

2003)

Cada circuito virtual, se identifica por medio de un DLCI (Data-Link Con-

nection Identifier) que es un número que obtiene cada DTE cuando quiere

comunicarse con otro DTE remoto a través de un determinado circuito vir-

tual. (STALLINGS, Redes e Internet de Alta Velocidad, 2003)

Los Circuitos Virtuales pueden ser permanentes o conmutados. Los Circui-

tos Virtuales Permanentes (PVC), son canales virtuales fijos entre dos pun-

tos que son establecidos por el operador de la red, debido a que requieren

http://www.tccsecure.com/products/images/cipherone-diagram.jpg

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Fascículo No. 1


velocidad



conocimiento de los patrones de tráfico de la red, la03tilización del ancho

de banda y gran planificación. (STALLINGS, Redes e Internet de Alta

Velocidad, 2003)

Por su parte, los Circuitos Virtuales Conmutados (Switched Virtual Circuits

–SVC), son conexiones virtuales temporales que se establecen cada vez

que dos DTEs desean comunicarse, pero no necesitan mantener un enlace

permanente ya que la transferencia de datos entre ellos es sólo transitoria.

En las Redes Frame Relay, las tramas son encaminadas por cada conmu-

tador hacia su próximo destino, sea este un nuevo conmutador o el destino

de la misma. Para que la rama siga su trayectoria una vez se encuentre

con un conmutador, este dispositivo debe tener configurada una tabla de

referencia en donde relaciona los DLCI de los paquetes entrantes con la

interfaz por la que llegan, y de la misma forma, le da salida hacia una nue-

va interfaz con un nuevo DLCI. Y, así, se hará sucesivamente cada vez que

la trama se tope con un conmutador hasta que llegue a su destino final.

Modo de Transferencia Asíncrona (Asynchronous Transfer Mode ATM)

ATM, es una tecnología de conmutación y multiplexación de celdas de alta

velocidad y gran desempeño, diseñada para transportar diferentes clases

de información tomando en cuenta los propios requerimientos del tipo de

tráfico que circula por la red. En sí, ATM combina los beneficios de la con-

mutación de circuitos (capacidad garantizada y retardo de transmisión

constante) con aquellos de la conmutación de paquetes (flexibilidad y efi-

ciencia para el tráfico intermitente). (STALLINGS, Redes e Internet de Alta

Velocidad, 2003)

La transmisión de datos en ATM se lleva a cabo a través de paquetes de-

nominados celdas. Estas celdas tienen un tamaño fijo, consistente cada

una en 53 octetos o bytes, de los cuales 5 de ellos – los primeros- consti-

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Fascículo No. 1


velocidad



tuyen el encabezado y los 48 restantes corresponden a la carga real de

datos. Con esta estructura establecida, todas las partes de la información a

transmitir serán encauzadas dentro de estas celdas con igual capacidad y

características establecidas. (STALLINGS, Redes e Internet de Alta

Velocidad, 2003)

Posteriormente, esta celda de información se encamina dentro de lo de-

nominado como una red ATM la cual está conformada por un switch ATM y

nodos terminales ATM. Un switch ATM es responsable del tránsito de la

celda a través de la red ATM. El trabajo de un switch ATM está bien defini-

do: Este acepta la celda proveniente de un nodo terminal ATM u otro

switch ATM. Luego, lee y actualiza la información de la cabecera de la cel-

da y rápidamente conmuta la celda hacia otra interfaz de salida hacia su

destino. Un nodo terminal ATM (o sistema terminal) contiene un adaptador

de interfaz de red ATM. Ejemplos de nodos terminales ATM son las esta-

ciones de trabajo, enrutadores, unidades de servicio digitales (DSUs), swit-

ches LAN, y codificadores y decodificadores de video (CODECs).

(STALLINGS, Redes e Internet de Alta Velocidad, 2003)

En medio de estas interfaces existe toda una arquitectura de conexión que

facilita la transmisión de los datos: para que exista una conexión entre dos

nodos finales ATM debe haber de por medio una trayectoria de transmisión

(TPs – Transmission Paths), trayectorias virtuales (VPs – Virtual Paths) y

circuitos virtuales (VCs – Virtual Circuits).

Figura 1.4. Representación de los Circuitos Virtuales de las Redes ATM. Tomado de: (CISCO SYSTEMS INC, 2011)

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Fascículo No. 1


velocidad



Los identificadores están representados por un combinado de números

que van de la mano denominados Identificador de Trayectoria Virtual (VPI –

Virtual Path Identifier) e Identificador de Circuito Virtual (VCI – Virtual Circuit

Identifier) respectivamente. El primero de ellos define la trayectoria virtual

por la que va a transitar la celda y el segundo, define el circuito virtual es-

pecífico dentro de la trayectoria señalada en el VPI. (STALLINGS, Redes e

Internet de Alta Velocidad, 2003).

Este combinado de números se especifica en un campo específico del en-

cabezado dentro de las celdas ATM, las cuales, dada la trayectoria que

tengan que seguir (ruta de conexión entre switches -NNI o ruta de co-

nexión entre un nodo terminal y un switch -UNI), se modificarán en el con-

tenido de su cabecera.

En la Tecnología ATM, los Circuitos Virtuales pueden ser de tipo PVC: Co-

nexión de Circuito Virtual Permanente (Permanent Virtual-Circuit Connec-

tion), cuando se establece manualmente por el proveedor de servicio o el

administrador de red entre dos nodos terminales. En este tipo de conexión

es donde son usados los VPIs y VCIs y permanece activa por un período

largo de tiempo. (STALLINGS, Redes e Internet de Alta Velocidad, 2003)

Otro tipo de Circuitos Virtuales, son los denominados de Conexión de Cir-

cuito Virtual Conmutado (Switched Virtual-Circuit Connection), donde cada

vez que se quiera comunicar dos nodos terminales se debe establecer un

nuevo circuito virtual en tiempo real, sin embargo, esto tiene que hacerse

con ayuda de las direcciones de la capa de red y de los procedimientos de

señalización de algún protocolo de la misma, como IP. (STALLINGS,

Redes e Internet de Alta Velocidad, 2003)

ATM que es conocida como la Red de auténtica Calidad de Servicio, se

destaca porque en su época implementó seis categorías a las que se pue-

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Fascículo No. 1


velocidad



de asociar cualquier conexión. Entonces, en seguida, se enumeran las ca-

tegorías de Calidad de Servicio de las Redes ATM:

Tasa Constante de Bits (Constant Bit Rate -CBR): Para las aplicaciones

en tiempo real que tienen una tasa de transmisión constante.

Tasa Variable de Tiempo Real (Real-Time Variable Bit Rate –RT-VBR):

para las aplicaciones en tiempo real que tienen una tasa de transmisión

variable.

Variable de Tiempo no Real (Non-Real-Time Variable Bit Rate –NRT-

VBR): para las aplicaciones sensibles a retardos que transmiten a una

tasa variable pero sin restricciones de tiempo real.

Tasa de Bits Disponible (Available Bit Rate -ABR): para aplicaciones que

pueden variar su tasa de transmisión dependiendo de cuanta capacidad

libre hay en la red.

Tasa de Bits Sin Especificar: (Unspecified Bit Rate -UBR): para aplica-

ciones tolerantes al retardo.

Tasa de Tramas Garantizada (Guaranteed Frame Rate -GFR): para apli-

caciones que no sean en tiempo real que puedan requerir una tasa

mínima garantizada.

1.2.

Mencione cinco diferencias y semejanzas de las Redes Frame Relay y ATM.

MPLS

Cuando se aplican las distintas clases de servicios en una red IP, para pro-

veer las características necesarias para que estos logren trabajar con los

requerimientos mínimos, es necesario que la arquitectura tradicional sufra

modificaciones, es por tal razón, que surge la necesidad de diseñar un pro-

tocolo que sea capaz de integrar los servicios de la capa 2 y capa 3 del

modelo OSI.

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Fascículo No. 1


velocidad



Lo complejo de crear un protocolo que sea capaz de realizar esta función

es de lograr separar dos topologías de red, espacios de direcciones de

red, protocolos de enrutamientos distintos, protocolos de señalización y

sistemas de asignación de recursos. Por tal razón, se diseñó un protocolo

que sea capaz de integrar la funcionalidad de conmutación y enrutamiento

manteniendo un solo protocolo IP, este protocolo fue denominado MPLS

(Multi-Protocol Label Switching).

Este protocolo define una nueva señalización y distribución de los protoco-

los de etiquetado soportándose en los protocolos y arquitecturas existen-

tes. MPLS utiliza etiquetas cortas de longitud fija que son añadidas a los

paquetes de datos en el momento en que éstos ingresan. Estas etiquetas

son añadidas a cada paquete y determinan las decisiones de enrutamien-

to.

Al aplicar QoS sobre redes MPLS, y al realizar el etiquetado este asigna

diversos valores dependiendo de las características por donde ingresa el

paquete o del nivel de QoS que se desea aplicar.

Figura 1.5. Etiquetado MPLS. Tomado de: http://infrastructureadventures.files.wordpress.com/2011/02/mpls-label.png?w=482&h=285. Consultado el 10 de mayo del 2013.

La etiqueta MPLS tiene una longitud de 32 bits que se encuentran divididos

en cuatro secciones. Los primeros 20 bits corresponden a la etiqueta en

http://infrastructureadventures.files.wordpress.com/2011/02/mpls-label.png?w=482&h=285

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Fascículo No. 1


velocidad



sí. Los 3 bits que siguen son considerados de uso experimental. El siguien-

te bit es utilizado para denotar la presencia de "stack" y, finalmente, los 8

bits restantes indican el tiempo de vida del paquete, es decir, un parámetro

que resta su valor por cada nodo recorrido hasta llegar a cero.

Redes MPLS

El crecimiento acelerado de los datos y debido al aumento de la Internet,

es necesario desarrollar modelos para optimizar con el fin de poder contro-

lar el tráfico que se encuentra por la red. Es por esto que las redes hete-

rogéneas tengan un papel muy importante en la calidad de servicio bajo

una misma jerarquía de red se encuentra distintas tecnologías como ATM

o SONET/SDH, tales que estas redes de transporte tienden a ser estáticas,

donde las conexiones fijas de la administración del ancho de banda se es-

tablecen manualmente.

Ahora al combinar IP con MPLS se maximiza las ventajas con respecto a

otras tecnologías de transporte, ya que con esta combinación se consi-

guen tasas de trasmisión insuperables y la escalabilidad que se obtiene;

pues, este tipo de tecnología es compatible con otras tecnologías de capa

2, como ATM, Frame Relay, PPP, Ethernet. Es por esto que la tendencia de

hoy en día es que IP/MPLS sobre WDM sea una tecnología del ““núcleo””

de la red y hacia las fronteras se encuentren otros protocolos de capa 2

por la escalabilidad que anteriormente se explicó. En los Fascículos 2 y 3

se detallarán las características principales de las Redes MPLS.

1.3.

Realice un cuadro comparativo donde exponga las ventajas y desventajas de las Redes WAN estudiadas en este fascículo.

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Fascículo No. 1


velocidad



En grupos de trabajo desarrolle las siguientes actividades: 1. Realice una Línea del tiempo donde detalle el desarrollo de las Redes WAN

con sus principales hitos. 2. Investigue sobre otros tipos de Redes WAN y analice cuál fue el aporte de

estas al desarrollo actual. 3. Investigue sobre la aplicación de ATM sobre Redes IP.

El desarrollo de las Redes WAN se ha enmarcado por las capacidades de

transmisión de estas, donde sobresalen aspectos como la construcción de

circuitos virtuales que le dan mayor capacidad según las necesidades.

Como primera red WAN, se conoció, las Redes X.25, las cuales podían

alcanzar tasas de transferencias hasta 1Mbps, ideales para la generación

de llamadas telefónicas y transmisión de archivos pequeños.

Luego se desarrollaron las Redes Frame Relay como evolución de las

Redes X.25, las cuales eran también Orientadas a la Conexión y utilizaban

el concepto de conmutación de paquetes. Este tipo de redes, manejaban

tasas hasta de 2Mbps, gracias a mejoras en cuanto a la utilización de

protocolos de capa de Enlace de Datos y Capa Física.

Paralelamente a las Redes Frame Relay, se desarrollaron las Redes ATM,

las cuales incluyeron una nueva filosofía como la conmutación de celdas,

donde la información era segmentada en celdas de 53 bytes, logrando una

mayor velocidad de transmisión. Adicional, en estas redes se dio inicio con

la implementación de calidad de servicio, como método de optimizar los

recursos sobre la red.

22


Fascículo No. 1


velocidad



Como último desarrollo, se encuentran las recientes Redes MPLS, que

lograron combinar la conmutación de etiquetas con capacidades de

calidad de servicio, que utilizando como Capa Física la Fibra Óptica, han

logrado satisfacer las necesidades actuales de los usuarios.

CISCO SYSTEMS INC. (2011). Internetworking Technologies Handbook.

Indianápolis, USA: Cisco Press.

STALLINGS, W. (2003). Redes e Internet de Alta Velocidad. México:

Pearson educación.

STALLINGS, W. (2010). Data and Computer Communications . EEUU:

Pearson educación.

TANENBAUM, A. (2011). Computer Networks. EEUU: Prentice Hall.

Luego de haber revisado los conceptos de las Redes WAN, incluyendo

aspectos como las Redes Orientadas o No a la Conexión, con ejemplos de

tecnologías como X.25, Frame Relay, ATM y MPLS se profundizará en el

siguiente fascículo los conceptos sobre la topología, estructura y funcio-

namiento de las redes MPLS.

La evolución de las Redes WAN, se puede entender dentro de una línea

del tiempo, ubicando sus inicios las Redes X.25 como precursora de las

Redes Orientadas a la Conexión, donde se incluían funcionalidades claves

a nivel de Capa de Enlace, que permitieron la detección y corrección de

errores por medio de mensajes de señalización. Luego, y de manera para-

lela, a mediados de los 80, se desarrollarían las Redes Frame Relay y ATM,

las cuales aumentar las Tasas de Transferencias hasta el punto de, las Re-

des ATM, 9.6Gbps que para la época era casi imposible de imaginar.

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velocidad



MPLS trabaja bajo el principio de conmutación de etiquetas permitiendo

ser integradora de redes, con beneficios como su compatibilidad con el

protocolo IP y cualquier otro protocolo a nivel WAN, puede también ser

una tecnología tanto de core, borde y última milla de la Red, fue estandari-

zada bajo el RFC 3301 en el 2001.

La inclusión de MPLS en el mercado, supuso una revolución de las Redes

WAN, teniendo en cuenta que adicional a las características anteriormente

descritas, trabaja en su capa Física con Fibra Óptica que puede manejar

tasas en orden de los cientos de Gbps.

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velocidad



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velocidad



Seguimiento al autoaprendizajeSeguimiento al autoaprendizajeSeguimiento al autoaprendizaje

Redes de alta velocidad - Fascículo No. 1

Nombre_________________________________________________________

Apellidos ________________________________ Fecha: ________________

Ciudad___________________________________ Semestre: ____________ Preguntas de selección múltiple con única respuesta 1. Una diferencia entre las Redes Orientadas a la Conexión y las No Orientadas

es: a. Antes de enviar los mensajes en las Redes Orientadas a la Conexión, se

debe haber establecido el canal previamente, y en las Redes No Orientadas a la Conexión los mensajes.

b. Las Redes Orientadas a la conexión siempre aseguran el envío de los paquetes, en cambio las Redes No Orientadas a la conexión no lo aseguran.

c. Las Redes No Orientadas a la Conexión no establecen la conexión de manera directa, en cambio las Redes orientadas a la Conexión lo hacen por medio del envío de paquetes de señalización.

d. Ninguna de las anteriores 2. Las Redes X.25, trabajan en la Capa del Modelo OSI:

a) Red. b) Enlace de Datos c) Transporte d) Ninguna de las anteriores.

3. Un Circuito Virtual se puede definir como:

a) Una trayectoria que conecta dos puntos y se realiza sobre el cable físico. b) Un dispositivo que permite la conexión de dos puntos. c) Un protocolo de Capa de Red. d) Ninguna de las anteriores.

4. Una ventaja de Frame Relay sobre X.25 es:

a) Frame Relay por ser una tecnología que trabaja en las dos primeras capas

del modelo OSI tiene un menor procesamiento en la Red, lo cual da una mayor rapidez, en cambio las Redes X.25 trabajan en las 3 primeras capas del modelo OSI.

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b) Frame Relay utiliza Circuitos Virtuales, los cuales permiten establecer una trayectoria entre dos nodos, permitiendo asignar una Tasa de Acceso Comprometida (CAR).

c) Frame Relay, presenta Tasas de Transferencias mayores que X.25, gracias a que a su capa física utiliza Fibra Óptica.

d) Ninguna de las anteriores.

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