Resumen: El presente proyecto tiene como objetivo realizar el Diseño de Red de Área Local utilizando el Protocolo (Conmutación de etiquetas multiprotocolo) para la transmisión de voz, video y datos, considerando la tecnología desplegada en la actualidad y la cobertura inicial. Con el avance tecnológico, el crecimiento de la demanda y los exigentes requerimientos de l o s u s u a r i o s l a t e n d e n c i a d e l a s Telecomunicaciones gira en torno a la i n t e g r a c i ó n d e l o s s e r v i c i o s b a j o infraestructuras de redes únicas que permitan ofrecer a los clientes ofertas variadas de servicios y aplicaciones. Es i m p o r t a n t e p a r a l o s o p e r a d o r e s y proveedores de redes la implementación de nuevas tecnologías para por un lado satisfacer la demanda de los usuarios y por otro permanecer competitivos en este mercado.
Palabras clave: MPLS, NGN, IPTV, VOIP, DATOS.
Abstract: This project aims to make the design using the Local Area Networkk Protocol (Multiprotocol Label Switching) for the transmission of voice, video and data, considering the technology deployed today and coverage initial. With technological advancement, growth in demand and the demanding requirements of users of telecommunications trend revolves around the integration of services under unique infrastructure networks which provide customers varied service offerings and applications. It is important for network operators and service providers to implement new technologies on the one hand to meet the demand of users and the other to remain competitive in this market.
Keywords: MPLS, NGN, IPTV, VOIP, DATA.
1. INTRODUCCIÓN
El presente proyecto propone una a l t e r n a t i v a d e d i s e ñ o p a r a l a implementación de MPLS en la red de la institución de Ingeniería de Sistemas para el soporte de servicios voz, video y datos (Triple Play) considerando la tecnología e infraestructura. La provisión de servicios Triple Play requiere además del estudio de implementación de otras capas a nivel superior e inferior en especial para los servicios IPTV y VoIP que se ha expuesto conjuntamente con propuestas de equipos y del presupuesto necesario.
Los proveedores de red utilizan la conmutación de circuitos con la cual se establece una ruta ja entre el transmisor y el receptor para ofrecer sus servicios. Este tipo de conmutación, si bien proporciona calidad de servicio, pero no brinda la conabilidad en el enlace por valerse de una sola ruta, la cual tiene una variedad de congestión.
Por otro lado, los actuales proveedores necesitan de redes diferentes para poder ofrecer sus diversos servicios como voz, video y datos, etc. lo cual hace que el costo de mantenimiento y operación aumente. La red tradicional, cuyo nivel de transporte se basa en IP, se puede transportar los servicios mencionados anteriormente; sin embargo, este protocolo ya no cumple con las exigencias de calidad de servicio para los usuarios debido al aumento en la complejidad de las aplicaciones ya existentes y que irán apareciendo en el futuro.
DISEÑO DE RED LAN UTILIZANDO EL PROTOCOLO MPLS PARA
LA TRANSMISIÓN DE VOZ, DATO Y VIDEO
Yeny Betzabe Calcina Tuni [email protected] Universidad Nacional del Altiplano
1.1 FUNDAMENTOS TEORICOS DE LA TECNOLOGIA MPLS
MPLS es una tecnología que combina las funciones de enrutamiento de capa 3 con las funciones de envío de capa 2, por esta razón se lo denomina Multiprotocolo ya que brinda la posibilidad de trabajar con cualquier tecnología de transporte ya sea a n i v e l d e e n l a c e o f í s i c o y c o n aplicaciones que están sobre el nivel de red. La Conmutación de etiquetas (Label Switching) permite identicar una clasicación de tráco, encaminando a esta clasicación por un determinado camino virtual brindando QoS. [12]
1.2 COMPONENTES FÍSICOS DE UNA RED MPLS
Existen dos tipos de dispositivos que se diferencian por la posición que tienen dentro de un dominio MPLS:
(1) LSR (Label Switching Router): Se ubican e n e l i n t e r i o r d e u n a r e d M P L S, i m p l e m e n t a n p r o c e d i m i e n t o s d e distribución de etiquetas y principalmente se encargan del reenvío de paquetes dentro del dominio MPLS en base al análisis de la(s) etiqueta(s) adosada(s) a cada paquete, considerando hasta la capa
2.
(2) Edge LSR: Se ubican en los extremos de un dominio MPLS y se encargan de insertar etiquetas a los paquetes IP para que sean enviados dentro del dominio MPLS o de emoverlas para enviarlos fuera del mismo hacia dispositivos que no son MPLS, considerando hasta la capa 3…
1.3 FUNCIONAMIENTO DE MPLS
Para que una red MPLS consiga la convergencia y funcione correctamente, se realizan los siguientes pasos:
( 1 ) C o n s t r u c c i ó n d e l a t a b l a d e enrutamiento IP (RIB) en cada uno de los LSRs del dominio MPLS mediante los protocolos de enrutamiento.
(2) Asignación independiente (por cada LSR) de etiquetas a cada una de las redes destino que se encuentran en la tabla de enrutamiento IP (RIB).
(3) Publicación de las etiquetas asignadas a cada una de las redes destino a todos los vecinos (LSRs) adyacentes, mediante el protocolo LDP.
(4) Construcción de las tablas de intercambio de etiquetas (LIB, FIB, LFIB) en base a las etiquetas recibidas de los LSRs vecinos.
Fuente: [Rosen E. (2001)]
1.4 APLICACIONES DE MPLS
La arquitectura de una VPN MPLS está conformada por dos porciones
a) Ingeniería de Tráco
Mediante la ingeniería de tráco se puede trasladar parte del tráco del enlace
congestionado (elegido como mejor ruta por el protocolo IGP) a otros menos congestionados o subutilizados, aunque estén fuera de la ruta más corta.
b) La Calidad de Servicio o QoS
Se dene por la UIT como “el efecto global de la calidad del funcionamiento de un servicio que determina el grado de
satisfacción de un usuario de dicho servicio”
c) Clase de Servicio (CoS)
La Clase de Servicio (CoS) es un término que se usa para diferenciar el tipo de tráco de una red. Gracias a esta diferenciación se pueden agrupar ujos de paquetes con requisitos semejantes, permitiendo la gestión de diferentes clases de ujos de datos de forma ecaz. La Clase de Servicio (CoS) permite solicitar prioridades para los distintos ujos en base a su importancia.
d) Redes Privadas Virtuales (VPN) Una VPN es una red privada que se puede extender a sitios remotos sobre una infraestructura pública, como Internet. L a i n t e r c o n e x i ó n a t r a v é s d e l a infraestructura pública es transparente para el usuario, aparentando una conexión dentro de un mismo segmento de red por usuarios que en realidad se encuentran en redes distintas
2. MATERIALES Y METODOS
2.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN
Para el proceso de investigación se basó en un enfoque descriptivo, para esta propuesta tecnológica de diseñar la red LAN en MPLS para la transmisión de voz, video y datos, que permita integrar de manera técnica, económica y factible en todo tipo de plataformas de una misma red o micro red.
2.2 DISEÑO DE INVESTIGACION
El diseño es una investigación de campo tiene alcance no experimental en el s e n t i d o d e q u e l a s v a r i a b l e s independientes en ella contenida, no se manipulan intencionalmente porque ya sucedieron.
2.3 MATERIALES Y METODOS a) Población
En el presente caso, relacionado con diseñar una red para la transmisión de voz, video y datos, para optimizar calidad
de servicio se considera un total de 250 personas entre estudiantes, docentes y personal administrativo.
b) Muestra
Se consideró para el estudio un total de (36) informantes. 3. RESULTADOS 3.1 ESTUDIO DE ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE SEÑALIZACIÓN a) Arquitectura y protocolos B a s á n d o s e e n e l m o d e l o O S I y c a r a c t e r i z á n d o l o c o n e l e s q u e m a referencial del modelo NGN se tiene principalmente los siguientes protocolos: Protocolos de control de gateways: H.248 (Megaco), MGCP, S IP, H.323
Protocolos de señalización del servicio de acceso: S IP, H.323
Protocolos de señalización del servicio de red: SIP, S IP-T, BICC, SIGTRAN, S CTP
Protocolos de gestión: SNMP
b) Consideraciones para la migración A continuación se describe el esquema general del procedimiento que se siguió para incorporar la infraestructura NGN en la red.
i. Implementación en el core
Lo primero que se realiza para la m i g r a c i ó n d e l a s r e d e s e s l a implementación y fortalecimiento del core a n i v e l d e s o f t w a r e y h a r d w a r e i n c o r p o r a n d o d i s p o s i t i v o s d e enrutamiento y de conmutación capa 3 para el soporte de nuevas tecnologías c o m o M P L S ( M u l t i p r o t o c o l L a b e l Switching) para ofrecer los servicios tradicionales con Calidad de Servicio y la posibilidad de aplicar técnicas de Ingeniería de Tráco.
ii. Incorporación del softswitch
Para las aplicaciones de voz, uno de los dispositivos más importantes en NGN es un Softswitch, dispositivo programable
que controla las llamadas de voz sobre IP (VoIP).
iii. Agregación de la plataforma de video y contenido
Para implementar servicios de IPTV es necesario agregar una plataforma de video y contenido en el nivel de Gestión y Servicio
de la red para brindar a los usuarios una programación por demanda por medio de una conexión banda ancha y un dispositivo q u e p e r m i t a e n v i a r y r e c i b i r l o s requerimientos hacia el proveedor…[10] Figura 02 Plataforma de Video y contenido
Fuente: Elaboración propia 3.2 SIMULACIÓN DE RED
a) Requerimientos De Ancho De Banda Para Triple Play
Se indican los requerimientos para un plan básico de Triple Play
b) Dimensionamiento del backbone mpls
Para el soporte de servicios Triple Play y sobre todo por el requerimiento de ancho de banda de las aplicaciones de video la propuesta de la capacidad del backbone MPLS requiere de un incremento inicial en el Core de 10 Gbps y 1 Gbps en los nodos
d e d i s t r i b u c i ó n e n b a s e a l o s requerimientos analizados en la tabla tomando un valor promedio de ancho de banda de los servicios Triple Play de 16 Mbps para usuarios.
c) Backbone MPLS y servicios Triple Play
d) Presupuesto Referencial Del Diseño e) Backbone Mpls En Gns3
Para la simulación de la red propuesta se utilizará el software GNS3 el cual permite interactuar con los sistemas operativos de los equipos, que se puede congurar de acuerdo al IOS que se instale.
3.3 PRUEBAS DE DESEMPEÑO Y CONTROL DE ERRORES
a) Pruebas de la red con MPLS b) Tráco de la red
GNS3 también hace uso de Wireshark al efectuar las simulaciones para capturar el tráco de la red, con esto se verica que el tráco que cursa por la interfaz del LER1 hacia el LSR1 es etiquetado y su campo EXP ha sido seteado por el valor de 5 por pertenecer a la clase 5 (AF32 o Premium) como se presenta en la gura.
c) Benecios de la implementación Para los usuarios
P o s i b i l i t a u n s e r v i c i o m á s personalizado ya que el cliente elige los servicios y contenidos en el momento en que desee utilizarlos.
Para la institución
· Un dominio MPLS haciendo las labores de troncal posibilita la Calidad de Servicio manteniendo la infraestructura existente y si a futuro las tecnologías i m p l e m e n t a d a s e n l o s n o d o s d e d i s t r i b u c i ó n y a c c e s o c a m b i a n independientemente la red troncal o dominio MPLS no necesita cambiar ya que soporta cualquier tecnología a nivel físico y enlace.
4. DISCUSIÓN
Se ha expuesto un procedimiento general para la migración de las redes actuales de los proveedores a una red NGN, pero en su diseño e implementación hay muchos factores que inuyen como la situación económica, la infraestructura actual, la gestión comercial del operador, los objetivos en cuanto a la expansión y cuán modernizada tecnológicamente quiera ser a futuro, estos denirán la estrategia más adecuada para la migración.
Los equipos seleccionados para conformar el backbone MPLS ofrecen escalabilidad y e x i b i l i d a d p a r a s o p o r t a r l o s requerimientos más exigentes, crecimiento de la demanda y migración a NGN además
de adaptarse fácilmente a la red actual por ser de la marca CISCO.
La implementación de la tecnología MPLS en el backbone de una red prácticamente no tiene costos excesivos por su fácil adaptación a cualquier tecnología de red lo que si resulta un costo alto es la incorporación de la plataforma de IPTV y elementos de la capa de Control como el Softswitch y sus componentes, estos últimos p a r a e l d i s e ñ o p r e s e n t a d o n o s e consideraron estrictamente necesarios por el número de usuarios estimados para los dos primeros años ya que se mantendrá el mismo mecanismo de interconexión para la distribución de los servicios de voz a los usuarios nales.
5. CONCLUSIONES
S e l o g r ó e s t u d i a r, a n a l i z a r l o s requerimientos como su arquitectura y protocolos de señalización para la convergencia de servicios que es posible con la implementación de la tecnología MPLS en el backbone de la red ya que permite unicar la rapidez del reenvío del tráco con las funciones de enrutamiento además de brindar Calidad de Servicio con la utilización de DiffServ, mejorando la transmisión y priorizando el tráco de las aplicaciones de voz, datos y video.
Se simuló el diseño de red LAN utilizando el protocolo MPLS para la transmisión de voz, video y datos, utilizando el simulador GNS3 con sus respectivos ios image de cisco.
E n l a p r u e b a d e d e s e m p e ñ o l a implementación de MPLS también se mejora notablemente el rendimiento de la red ya que los paquetes son conmutados en base a etiquetas obviando la lectura de las cabeceras IP, además facilita la adopción de mecanismos de balanceo de carga para evitar la congestión con la Ingeniería de Tráco y posibilidad de ofrecer servicios de VPNs a través de túneles virtuales eliminando las dicultades de las VPNs tradicionales.
