Date post: | 13-Jun-2015 |
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REDES DE ACCESO
Telefónica13 de Noviembre de 2008
Centro de Soporte de Datos2
REDES DE ACCESO
Objetivo
Analizar y comprender las diferentes alternativas tecnológicas en las redes de acceso al domicilio del usuario, para aplicaciones de banda ancha.
Acceso y Redes de Banda Ancha
— Definimos una red de telecomunicaciones como un conjunto de recursos interconectados entre sí que, gestionados de algún modo, interaccionan para satisfacer las necesidades de los usuarios que la utilizan.
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REDES DE ACCESO
— El concepto de banda ancha es mucho más extenso que el de todo aquel medio físico que soporta más de un canal de voz. Los tiempos actuales exigen un concepto de banda ancha mucho más amplio, en el cual se ponga de manifiesto la importancia de ser transparente al usuario, pues éste debe poder acceder a los servicios que tiene asignados sin problemas a través de esa red de banda ancha.
— Integración como la variedad de servicios soportados sobre un medio de transporte digital común.
— Las comunicaciones de banda ancha consisten en las tecnologías y el equipamiento adecuado para ofrecer servicios de voz, video y datos.
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REDES DE ACCESO
Pasado y presente de las redes
PASADO
— Una red especializada para cada servicio.
PRESENTE
— Tráfico de datos
— Aumento de las aplicaciones multimedia.
— Fuerte impulso hacia una red única
— Aparición de un nuevo modelo: Internet
— Integración de Servicios y Aplicaciones.
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REDES DE ACCESO
Centro de Soporte de Datos6
REDES DE ACCESO
Redes Wireline— El DSLAM (Multiplexor de Acceso a línea digital de abonado) es
un sistema diseñado para proporcionar transmisiones de datos de alta velocidad sobre una infraestructura de cables de cobre
— Los DSLAM pueden soportar distintos tipos de servicios DSL, el más común es el ADSL, que soporta hasta 8 Mbit/s.
— Algunos de los demás servicios incluyen SDSL, que pueden proporcionar dúplex completo a 2 Mbits/s, y VDSL que puede proporcionar 52 Mbit/s
— En un DSLAM, el punto de conexión al domicilio del abonado es a través de un splitter, que se instala en el edificio del mismo. El splitter sirve como punto de conexión para los cables conectados tanto a la línea telefónica como al módem ADSL. Se multiplexa la información de voz y datos (usando multiplexión por división de frecuencia) sobre las líneas de cobre, hasta la central telefónica local, donde se encuentra un DSLAM
Centro de Soporte de Datos7
REDES DE ACCESO
La tecnología xDSL de una red de acceso de nueva generación tiene una limitante que es la limitación de la zona de servicio
El servicio ADSL esta limitado a una zona de servicio de 3 o 4 Km. desde la central telefónica aunque en la actualidad las empresas operadores de servicios de voz están instalando nodos de acceso pequeños en puntos donde las centrales telefónicas principales puedan dar servicio
Centro de Soporte de Datos8
REDES DE ACCESO
WiFi
(Wireless Fidelity) es una tecnología inalámbrica, que en sus diferentes versiones (802.11a, b y g) puede ofrecer velocidades que van desde 11 Mbits/seg hasta 54 Mbits/seg, y sus distintas aplicaciones, especialmente en los hot-spots (hoteles, aeropuertos, estaciones de servicio, centro de convenciones y comerciales) en los que se ofrece acceso de Internet, en muchos casos de forma gratuita.
La cobertura de esta tecnología es pequeña, alrededor de los 200 metros pero no se necesita línea de vista. WiFi es diseñado para ambientes inalámbricos internos y capacidades sin línea de vista son posibles únicamente para unos pocos metros
A pesar de este diseño y de todas las limitaciones, existe proveedores de servicio de Internet (ISP) que implementan radios WiFi para servicio de última milla en las redes de acceso de nueva generación
En los últimos años Wifi se ha desarrollado a la par de la tecnología Ethernet en las redes de datos. Esto incluye mejor seguridad (encriptación), redes virtuales (VLAN), y soporte básico para servicios de voz (QoS).
Centro de Soporte de Datos9
REDES DE ACCESO
WiMax está basado en la norma
802.16. Esta norma fue diseñada específicamente con una solución de última milla dentro de las redes de acceso de nueva generación, y enfocada en los requerimientos para prestar servicio a nivel comercial
WiMax puede entregar todos los niveles de servicio y tipos de servicio necesarios para un proveedor de Internet
Una conexión WiMax soporta servicios paquetizados como IP, voz sobre IP (VoIP), como también servicios conmutados (TDM), E1/T1 y voz tradicional; también soporta interconexiones de ATM y Frame Relay.
Centro de Soporte de Datos10
REDES DE ACCESO El estándar 802.16 puede alcanzar una velocidad de
comunicación de mas de 100 Mbit/seg en una canal con un ancho de banda de 28 MHz (en la banda de 10 a 66 MHz), mientras que el 802.16ª puede llegar a los 70 Mbit/seg.
Estas velocidades tan elevadas se consiguen gracias a utilizar la modulación OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) con 256 subportadoras
Centro de Soporte de Datos11
REDES DE ACCESO Las primeras versiones de WiMax están pensadas para
comunicaciones punto a punto o punto a multipunto, típicas de los radio enlaces por microondas
Las próximas ofrecerán total movilidad, por lo que competirán con las redes celulares
WiMax puede resultar muy adecuado para unir hot-spots WiFi a las redes de los operadores, sin la necesidad de establecer un enlace fijo
FO
— Las redes de acceso con una última milla de fibra óptica es una solución eficiente frente al par de cobre en temas de seguridad, confiabilidad, interferencia, ruido, atenuación, alcance, etc.
— Pero la fibra óptica se ve limitada a difundirse como solución de acceso de última milla debido al costo que implica su instalación y los equipos ópticos tanto en la central telefónica como en el cliente.
— Hoy en día se está tratando de implementar fibra óptica no en base de vidrio que encarece su costo sino en base de plástico que es mucho más económico
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REDES DE ACCESO
Centro de Soporte de Datos13
REDES DE ACCESO
Par de cobre Fibra óptica WiFi WiMax
Calidad de Servicio Permite video dependiendo de la distancia
Permite tráfico de voz , datos y video
No permite tráfico de video Permite tráfico de voz, datos y video
Rango Pocos kilómetros Varios cientos de kilómetros
Hasta 100 metros Hasta 50 kilómetros
Cobertura Exterior e Interior Exterior e Interior Interior Exterior
Inter- ferencia Si No Si No
Velocidad 50Mbps Tera bps 54 Mbps 100 Mbps
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Backbone Internacional: Sistema Sudamérica 1 (Sam-1)
Localización de la avería
¿Cuando?
¿Donde?
¿Causa?
ARICA
VALPARAISO
LURIN
PUERTOSAN JOSE
BOCA RATON
PUERTOBARRIOS
SAN JUAN
FORTALEZA
LAS TONINAS
SANTOS
SALVADOR
RIO
TIWS - Telefónica International Wholesale Services
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Red Internacional de Telefónica
Centro de Soporte de Datos16
MPLS
TELEFONICA ECUADORFecha: -Agosto -2007
Centro de Soporte de Datos17
Como Transportar la información
Centro de Soporte de Datos18
Como Transportar la información
Centro de Soporte de Datos19
El objetivo: Múltiples Servicios en una Infraestructura Convergente
Frame Relay
ATM
Frame Relay
Ethernet
ATM
Ethernet
PPP/HDLC
MPLS
CE
CE
CE
CE
CE
CE
CE
CE
Frame Relay
Es un nuevo mecanismo de envío de paquetes basados en etiquetas
Las etiquetas están relacionadas con las redes IP destino
Fue diseñado para soportar el envío de varios protocolos no solamente IP (multi-protocolo)
Centro de Soporte de Datos20
MPLS VPNs – Cualquier tipo de acceso
Internet
PSTN
Class 5
HFC
Cable Head-End
HFC
MPLS-VPN 1
MPLS-VPN 2
Wireless Pto-Pto
DSLATM
METROEthernet
Wireless Multi-Pto
TDM/FOHDSL
InternetVPN IPSEC
ATM/FRTDM
SDH
V3PN
MPLS
Centro de Soporte de Datos21
Características técnicas de MPLS
• MPLS permite a los proveedores de servicio (SP) ofrecer garantías de servicio avanzado (SLA) y garantizar la calidad de servicio en una red IP tradicional
• MPLS es un efectivamente un multi-protocolo ("multi-protocol")
— Trabaja sobre casi todas las tecnologías de nivel 2 en el backbone
— Permite la interconexión de redes de nivel 2
— Soporta múltiples protocolos de nivel 3 (IPv4, IPv6, IPsec)
• MPLS provee un mecanismo para implementar redes virtuales privadas de nivel 2 y 3 (VPN)
— Permite la fácil separación lógica por cliente
— Permite la separación por nivel de seguridad
• MPLS provee un mecanismo para implementar ingeniería de trafico ( Traffic Engineering (TE))
— Acomodando el trafico de acuerdo a los recursos de la red, mejorando la utilización de la misma.
— Permite implementar mecanismos de ruteo diverso, balanceo de carga, y otros esquemas de protección de trafico
• GMPLS (Generalized MPLS) extiende el control plane de MPLS a traves de redes legacy y opticas tradicionales.
Centro de Soporte de Datos22
Desventajas del enrutamiento IP tradicional
— Routing protocols son usados para distribuir la información de enrutamiento en la capa 3.
— El envío es basado solo sobre la dirección de destino.
— Routing lookups son realizados sobre cada salto.
Centro de Soporte de Datos23
Desventajas del enrutamiento tradicional IP
— Cada router podría necesitar la información completa de enrutamiento del Internet.
— La búsqueda del enrutamiento basado en el destino debe hacerse en cada salto.
Centro de Soporte de Datos24
Desventajas del enrutamiento tradicional IP :
— Equipos de capa 2 no tienen conocimiento de la información de ruteo de la capa—circuitos virtuales deben ser manualmente establecidos.
— Topología de capa 2 debe ser diferente de la topología de capa 3, lo que provoca un inadecuado uso del enlace.
— Aunque las dos topologías se sobreponen, la topología hub-and-spoke es más usada para facilitar la administración.
Centro de Soporte de Datos25
— La mayor cantidad de tráfico va entre los sitios más grandes A y B, y usa solo el enlace primario.
— Ruteo basado en el destino no provee los mecanismos suficientes para balancear carga a través de caminos desiguales.
— Policy-based routing puede ser usado para enviar paquetes basados en otros parámetros, pero no es una solución escalable.
Desventajas del enrutamiento tradicional IP : Ingeniería de Tráfico
Centro de Soporte de Datos26
MPLS Conceptos
MPLS es un nuevo mecanismo de envío en el cual los paquetes son enviados basados en etiquetas
Las etiquetas pueden corresponder a redes de destino IP
El Multiprotocolo de conmutación por etiquetas MPLS es una solución versátil que surge de la conmutación de multicapas
Confronta los principales problemas velocidad, escalabilidad, manejo de calidad de servicio QoS e ingeniería de tráfico
Centro de Soporte de Datos27
MPLS Conceptos
Integra el manejo de BW con los requerimientos de servicio para redes IP
Combina capacidades de performance de la conmutación de capa 2 con la escalabilidad de ruteo de la capa 3
Es trabajo desarrollado por la IETF (Internet Engineering Task Force, Grupo de Trabajo en Ingeniería de Internet) que da los parámetros para eficiente designación ruteo envío y conmutación de tráfico que fluye por la red
Centro de Soporte de Datos28
Conceptos Básicos de MPLS: Ejemplo
• Solo los edge routers deben realizar un routing lookup.
• Los Core routers switchean los paquetes basados en un simple label lookups y cambian las etiquetas.
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Ingeniería de Tráfico con MPLS
— El tráfico puede ser enviado basado en otros parámetros (QoS).
— Es posible la compartición de carga a través de caminos desiguales.
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LSRs (Label Switching Routers) y LERs(Label Edge Routers)
Los dispositivos que participan en MPLS son LSRs y LERs o ELSR
LSR es un dispositivo ruteador de alta velocidad y participa en el establecimiento de las LSPs
LER es un dispositivo que opera en el borde de una red de acceso soporta múltiples puertos conectados a diferentes redes FR, ATM, Ethernet
El LER en el ingreso de tráfico establece una LSP y envía el tráfico hacia la red MPLS a través de etiquetas
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Componentes
Core
Edge
CPE
EdgeLSR
En el Edge:Se clasifican paquetes etiquetados En el Core:
Se enruta usa etiquetas
Label Switch Router(LSR) or Provider Router (P)
Edge Label Switch Router (ELSR) or Previder Edge Router (PE)
Label Distribution Protocol
10.1.1.110.1.1.1
L=25L=23
Conmutación de EtiquetasL=25 a L=23
Revisión de enrutamiento y asignación de etiquetas10.0.0.0/8 –> L=25
Retiro de etiqueta y revisión de enrutamiento L=23
Centro de Soporte de Datos32
Etiquetas
Identifica la trayectoria que un paquete debe seguir
Es encapsulada dentro de un encabezado de capa 2
El router recibe el paquete examina el contenido de la etiqueta para estimar el siguiente hop
El resto del viaje lo hace por la conmutación de etiquetas
La etiqueta tiene significado local
Centro de Soporte de Datos33
Frame-Mode MPLS
FrameHeader
IP Header Payload
FrameHeader
IP Header PayloadLabel
Routing lookup and label assigment
Layer 2 Layer 3
Layer 2 Layer 21/2 Layer 3
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Formato de etiqueta MPLS
LABEL EXP S TTL
0 19 20 22 23 24 31
MPLS usa una etiqueta de 32-bit que contiene los siguientes campos:• 20-bits ETIQUETA• 3-bit EXP es un campo experimental para consideraciones de QoS• 1-bit S para indicar si esta presente una pila de etiquetas (1) y si la etiqueta es la única (0)• 8-bit TTL (Time to live) para indicar el número de nodos MPLS que el paquete ha viajado hasta alcanzar su destino
Centro de Soporte de Datos35
Operación de MPLS
Centro de Soporte de Datos36
Operación de MPLS
Centro de Soporte de Datos37
Operación de MPLS
1a.Existe un protocolo de ruteo para alcanzar a la red de destino
Centro de Soporte de Datos38
Operación de MPLS
1a. Existe un protocolo de ruteo para alcanzar a la red de destino
1b. Label Distribution Protocol (LDP)Establece las etiquetas a la red de destino mapeando y crea LFIB
Centro de Soporte de Datos39
Operación de MPLS
1a. Existe un protocolo de ruteo para alcanzar a la red de destino
1b. Label Distribution Protocol (LDP)Establece las etiquetas a la red de destino mapeando y crea LFIB
2.El paquete ingresa al Edge LSR o LER,Sobre capa 3 con servicios adicionales,y “etiqueta” los paquetes
Centro de Soporte de Datos40
Operación de MPLS
1a. Existe un protocolo de ruteo para alcanzar a la red de destino
1b. Label Distribution Protocol (LDP)Establece las etiquetas a la red de destino mapeando y crea LFIB
2. El paquete ingresa al Edge LSR o LER, sobre capa 3 con servicios adicionales, y “etiqueta” los paquetes
3.Los LSR switchean los paquetes usando las etiquetas
Centro de Soporte de Datos41
Operación de MPLS
1a. Existe un protocolo de ruteo para alcanzar a la red de destino
1b. Label Distribution Protocol (LDP)Establece las etiquetas a la red de destino mapeando y crea LFIB
2. El paquete ingresa al Edge LSR o LER, sobre capa 3 con servicios adicionales, y “etiqueta” los paquetes
3. Los LSR switchean los paquetes usando las etiquetas
4. El LER a la salida remueve la etiqueta y entrega el paquete
CPE
CPELER (PE)
LER (PE)
LSR (P)
Core
Centro de Soporte de Datos42
MPLS principal Arquitectura
Separación del Forwarding y Control plane:• Control Plane
• Varias aplicaciones dependen de mecanismos para intercambiar etiquetas
• Forwarding Plane• Simple “label swapping” mecanismo de
intercambio de etiquetas para enviar paquetes a los largo de un “Label Switched Path” (LSP)
• Mapeo de tráfico hacia la LSP
Centro de Soporte de Datos43
Arquitectura MPLS
OSPF: 10.0.0.0/8
LDP: 10.0.0.0/8Label 17
OSPF
LDP
Control PlaneOSPF: 10.0.0.0/8
LDP: 10.0.0.0/8Label 4
LFIB4 - 17
Data Plane
Labeled packetLabel 4
Labeled packetLabel 17
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Centro de Soporte de Datos44
LSR
Data Plane
Control Plane
Arquitectura de un LSR (P)
Routing Protocol
IP Routing Table
Label Distribution Protocol
Label Forwarding Table
Exchange ofrouting information
Exchange oflabels
Incominglabeled packets
Outgoinglabeled packets
LIB
LFIB
09
Centro de Soporte de Datos45
Edge LSR
Data Plane
Control Plane
Routing Protocol
IP Routing Table
Label Distribution Protocol
Label Forwarding Table
Exchange ofrouting information
Exchange oflabels
Incominglabeled packets
Outgoinglabeled packets
IncomingIP packets
OutgoingIP packets
Arquitectura de un Edge LSR (PE)
IP Forwarding Table
LIB
LFIB
FIB
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Centro de Soporte de Datos46
MPLS Servicios de Valor Agragado
ProviderProvisioned
VPNs
TrafficEngineering
IP + ATMIP + Optical
GMPLSAny Transport
Over MPLS
MPLS
Network Infrastructure
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Centro de Soporte de Datos47
MPLS VPN Modelo de Conexión
P routers están en el Core de la nube MPLS
PE routers usan MPLS con el core e IP con los los routers CE
P and PE routers comparten un común IGP
PE routers están conectados entre todos con MP-iBGP
PE
VPN Red
CE Router
PE
P Router
VPN Red
CE Router
VPN Red
CE Router
VPN Red
CE Router
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Centro de Soporte de Datos48
VPN Routing & Forwarding Instance (VRF)
VRF
Routing & Forwarding asociado con una tabla con uno o más sitios conectados a los CE routers
VRF esta asociada con un tipo de interface , que puede ser lógica o física (e.g. Sub/Virtual/Tunnel)
09
Centro de Soporte de Datos49
VPN Routing & Forwarding Instance (VRF)09
Centro de Soporte de Datos50
VPN Routing & Forwarding Instance (VRF)
Multiples instancias de VRFs proveen la separación entre diferentes clientes
VPN A
CE Paris
VPN A
CE London
VPN B
CE Munich
VRF for VPNA
VRF for VPNBIGP & nonVPN BGP
VPN Routing Table
Global RoutingTable
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Centro de Soporte de Datos51
VRF Route Distribution
PE routers distribuyen la VPN local a través del backbone MPLS
PE PE
P Router
VPN Red
CE Router
VPN Red
CE Router
MP-iBGP
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Centro de Soporte de Datos52
VRF Route Distribution09
Centro de Soporte de Datos53
Aplicaciones
Centro de Soporte de Datos
Ingeniería de Tráfico
IP/MPLS
VPN Site AVPN Site B
Physical Links Primary PathBackup Tunnel (link protection)Backup Tunnel (node protection)
MPLS TE Fast Re-Route
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Centro de Soporte de Datos55
IP Class of Service (CoS)
Telnet FTP TCP Video
Clase de Servicio Extrema a Extremo
VideoTráfico
Telnet FTP TCP
Clasificación estándar según CoS
Las CoS IP se mapean a la QoS del Backbone a través de ATM VCCs, FR DLCIs or MPLS LSPs (cada una con distinto QoS)
Se determina prioridad de egreso según CoS
Etiquetado customizado para el cliente
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Centro de Soporte de Datos56
Redes Privadas Virtuales en MPLS10
Sin MPLSSin MPLS Con MPLSCon MPLSCentral Site
Remote Sites
Central Site
Remote Sites
Central site
Central site
MPLS Backbone
Centro de Soporte de Datos57