MODELO DE LA INGENIERÍA DE TRÁFICO

La ingeniería de tráfico interactúa con la red mediante funciones que definen políticas y métodos para asegurar un rendimiento óptimo y una adecuada utilización de los recursos respondiendo a la demanda de servicios presente y futura como se muestra en la Figura 2.2.

Figura 2.2. Interacción entre la Ingeniería de Tráfico y la Red.

El bloque central representa la red, la cual puede tener varias arquitecturas y configuraciones. Las configuraciones abarcan redes de área metropolitana, redes nacionales y redes internacionales, que soportan estructuras jerárquicas y no jerárquicas o una combinación de ambas. En este bloque también se encuentran las tablas de enrutamiento que describen el trayecto seleccionado desde un nodo origen a un nodo destino que satisfacen un requerimiento de conexión particular. Las entradas que maneja la red son las cargas de tráfico que consisten de la demanda promedio mas las variaciones en la carga y los pronósticos de la demanda de tráfico.

INGENIERÍA DE TRÁFICO EN REDES IP

Claudia Ximena Mosquera Leyton 31 Carolina Andrea Carrascal Reyes El bloque de ingeniería de tráfico describe las funciones de gestión de tráfico, gestión de capacidad y planeación de la red. Estas funciones son bucles de realimentación interactivos cuyo objetivo es adaptar la capacidad y el enrutamiento de la red a las variaciones de carga de tráfico. Las variaciones pueden suceder en intervalos de tiempo como segundos, minutos, horas, días, semanas, etc.

Para alcanzar los objetivos de desempeño se define un modelo de TE, descrito como una secuencia de acciones que se realizan para mejorar la operación de las redes. Éste modelo es implementado dentro del bloque de ingeniería de tráfico y puede ser desarrollado explícita ó implícitamente.

El modelo de ingeniería de tráfico formula políticas de control, observa el estado de la red monitoreando el sistema, caracteriza el tráfico y aplica acciones de control para conducir la red a un estado deseado. El modelo de ingeniería de tráfico como se muestra en la Figura 2.3, es un proceso adaptativo que involucra cuatro fases interactivas.

Figura 2.3. Modelo del Proceso de Ingeniería de Tráfico.

La primera fase se ocupa de la formulación de políticas de control que gobiernan la operación de la red. Las políticas de control dependen de muchos factores incluyendo el modelo predominante de los negocios, los costo de operación y mantenimiento de la red, el modelo de ingresos ó utilidades, las restricciones de operación y criterios de optimización.

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Claudia Ximena Mosquera Leyton 32 Carolina Andrea Carrascal Reyes La segunda fase del modelo usa un conjunto de funciones para observar el estado de la red. Esta fase es un mecanismo de realimentación que involucra la adquisición de datos para evaluar la operación de la red y actividades de preprocesamiento tales como reducción y transformación de datos.

La tercera fase analiza el estado de la red y caracteriza la carga de tráfico. El análisis del desempeño puede ser preventivo y/o correctivo. El análisis preventivo identifica problemas que aún no existen, pero podrían manifestarse en el futuro. El análisis correctivo identifica los problemas presentes, determina sus causas mediante diagnósticos y evalúa alternativas para remediar el problema. Varias técnicas cualitativas y cuantitativas se aplican en el proceso de análisis y caracterización. La fase de análisis investiga la concentración y distribución del tráfico a través de la red, identificando cuellos de botella, asignación ineficiente de enlaces, puntos de fallas, etc. Los inconvenientes de la red resultan de muchos factores, como por ejemplo, la arquitectura, diseño y configuración de la infraestructura. Los resultados del análisis se usan para optimizar el desempeño, controlar, diseñar y planificar la red.

La cuarta fase del modelo corresponde a la optimización del desempeño de la red. Esta fase involucra un proceso de decisiones que selecciona e implementa un conjunto de acciones de un grupo de alternativas. Las acciones de optimización usan técnicas apropiadas para controlar el tráfico ofrecido ó para controlar la distribución del tráfico a través de la red. Las acciones de control usan un sistema de configuración para modificar las restricciones de los recursos, adicionar o incrementar la capacidad de los enlaces, modificar ó ajustar los parámetros asociados con el enrutamiento (medidas IGP, atributos BGP), manipular los parámetros de gestión, etc. La optimización del desempeño puede incluir un proceso de planeación para mejorar la arquitectura, diseño, capacidad, tecnología y configuración de los elementos de red haciendo que se adapten al crecimiento actual y futuro.

2.5.1 Componentes del Modelo de la Ingeniería de Tráfico.

El modelo contiene 3 componentes que colaboran con el proceso de la ingeniería de tráfico. Los componentes son: el subsistema de medidas, el subsistema de análisis y modelado, y el subsistema de optimización.

2.5.1.1 Subsistema de medidas

El subsistema de medidas juega un papel importante dentro del modelo de la ingeniería de tráfico. El estado de operación de la red puede determinarse sólo mediante medidas, las cuales son necesarias para determinar la calidad de los servicios de red y para evaluar la eficacia de las políticas de TE. Los datos proporcionados por el sistema de medidas mejoran adaptativamente el desempeño de la red, en respuesta a eventos y estímulos originados dentro y fuera de la misma. Un subsistema de medidas es más eficaz cuando se adquiere y se aplica sistemáticamente.

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Claudia Ximena Mosquera Leyton 33 Carolina Andrea Carrascal Reyes Cuando se desarrolla un sistema de medidas que soporta las funciones de ingeniería de tráfico, se consideran las siguientes preguntas: ¿por qué las medidas son necesarias en este contexto?, ¿qué parámetros serán medidos?, ¿cómo se realizan las medidas?, ¿dónde se desarrollan las medidas?, ¿cuándo pueden desarrollarse las medidas?, ¿cómo podrían monitorearse frecuentemente las variables a ser medidas?, ¿qué nivel de precisión y seguridad se desea de las medidas?, ¿qué nivel de precisión y seguridad se alcanza realmente con las medidas?, ¿hasta que punto el sistema de medidas puede interferir con el monitoreo de los componentes y variables de la red?; las respuestas a estas preguntas determinan las metodologías y herramientas apropiadas en un contexto determinado de la ingeniería de tráfico.

Existe una diferencia importante entre el sistema de medidas y el sistema de evaluación. Las medidas entregan los datos originales relacionados a las variables y parámetros del estado de los elementos monitoreados y la evaluación toma los datos originales para hacer inferencias con respecto al sistema de monitoreo.

Las medidas pueden ocurrir a diferentes niveles de abstracción, por ejemplo, las medidas pueden usarse para manejar las características a nivel de paquetes, características a nivel de flujos, características a nivel de usuarios, características de tráfico agregado, características a nivel de componentes, etc.

2.5.1.2 Modelado, Análisis y Simulación

Un modelo de red es una representación abstracta de todas las características y atributos relevantes de los enlaces, de los nodos y de las limitaciones. Con esta representación se facilita el análisis y simulación para pronosticar y planear el comportamiento de la red cuando se enfrenta a diferentes situaciones. En general, los modelos de ingeniería de tráfico pueden dividirse en estructurales y de comportamiento. Los modelos estructurales se enfocan en la organización de la red y sus componentes y los modelos de comportamiento se enfocan en la dinámica de la red y la carga de tráfico.

Las herramientas de simulación son muy útiles en la ingeniería de tráfico, porque a través de ellas es posible visualizar e imitar el comportamiento de la red, y así identificar la manera de evolucionar para adaptarse a las futuras demandas.

Estas herramientas se emplean durante el proceso de planeación para descubrir problemas de la red (puntos de falla que pueden requerir de una redundancia adicional, cuellos de botella, congestión, etc.) y proveer ideas que den solución a estos problemas de desempeño. Los sistemas de simulación se utilizan para validar la eficacia de las soluciones planteadas por la TE sin necesidad de interferir con el funcionamiento de la red.

2.5.1.3 Optimización

La optimización trata de resolver los inconvenientes de la red transformándolos en conceptos que permitan la identificación e implementación de una solución. La optimización de la red puede ser correctiva o preventiva. En la optimización correctiva, el objetivo es solucionar un

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Claudia Ximena Mosquera Leyton 34 Carolina Andrea Carrascal Reyes problema actual o que está empezado, en la optimización preventiva la meta es mejorar el desempeño de la red anticipándose a dar soluciones a futuros problemas.

La optimización de la red es un proceso continuo y puede consistir de subprocesos de optimización en tiempo real y de subprocesos de planeación que no necesariamente deben desarrollarse en tiempo real. La diferencia entre estos dos subprocesos es la escala de tiempo y las acciones que realizan.

Uno de los objetivos principales de la optimización en tiempo real es controlar la distribución y el encaminamiento del tráfico sobre la infraestructura existente para evitar y mitigar la congestión. Cuando se presentan incidentes aleatorios tales como cambios en la demanda del tráfico se pueden ocasionar problemas de congestión que afectan la operación de la red y es función del subproceso de optimización resolver estos problemas en cuestión de microsegundos, minutos u horas.

Una de las funciones del subproceso de planeación es iniciar las acciones para evolucionar sistemáticamente en la arquitectura, tecnología, topología y en la capacidad de la red, de forma que soporte el crecimiento y los cambios en la demanda. Cuando se presenta un problema, el subproceso de optimización provee una solución inmediata, que podría no ser la mejor opción, entonces, la planeación de red es necesaria para perfeccionar la solución y mejorar la situación.

La planeación y la optimización en tiempo real son actividades complementarias. Una buena planeación hace que la optimización sea más fácil; y una correcta optimización provee varias ideas para la planeación de la red.