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65 Comunicaciones de Telefónica I+D Número 24 · Enero 2002 Redes IP de nueva generación Aunque algunos analistas y fabricantes de equipos declaran que el crecimiento del tráfico cursado en Internet ha disminuido por primera vez en su historia en el mercado de Estados Unidos, recientes estudios han demostrado que esta afirmación no es del todo cierta y que en el periodo de abril de 2000 a abril de 2001 el tráfico se ha cuadruplicado. Este crecimiento es debido fundamentalmente al tras- vase del tráfico corporativo de redes privadas hacia Internet, con el principal objetivo de reducir costes, y del despliegue paulatino de enlaces de alto ancho de banda en la última milla (10-100-1000 Mbit/s). A nivel internacional, el crecimiento de tráfico se eva- lúa en un 280 por ciento cada año y el máximo se considera que se alcanzará en el año 2010. En este punto, es necesario puntualizar que estas cifras no han tenido en cuenta la futura provisión de servicios mul- timedia de alto ancho de banda, como la distribución de TV y el VoD de alta calidad, por lo que las previ- siones expuestas seguramente se verán desbordadas. Los estadios iniciales de Internet han solucionado fundamentalmente la conectividad vía HTTP y la situación actual está creando grandes expectativas en la provisión de servicios multimedia, las cuales aún no se han cumplido, produciendo un alto grado de frus- tración en el usuario. INTRODUCCIÓN Jesús Peña Melián, Rafael Alejandro López da Silva, Pedro Aranda Gutiérrez Telefónica Investigación y Desarrollo Está claro que para los actuales operadores de red los ingresos proporcionados por el negocio de transporte están en clara recesión, lo que a corto o medio plazo puede impedirles seguir siendo competitivos, por lo que en el futuro necesitarán ampliar el abanico de servicios ofrecidos al usuario final con el fin de generar ingresos adicionales. La tendencia actual de integrar todo tipo de servicios en una única infraestructura de red IP ha puesto de manifiesto las deficiencias que actualmente tienen las soluciones clásicas de este tipo en temas como la capacidad, la calidad de servicio, la seguridad, la fiabilidad y la capilaridad. Para solucionar estos problemas han aparecido en el mercado multitud de equipos, técnicas, tecnologías y protocolos, que combinados de una manera racional pueden permitir la realización de modelos de red que proporcionen todo tipo de servicios multimedia tanto al cliente corporativo como al cliente residencial. Estos modelos son llamados, en el mundo de las telecomunicaciones, modelos de Red de Nueva Generación (RNG). En este artículo se describe, de forma básica, una solución de RNG que permite la provisión de todo tipo de servicios con un alto índice de escalabilidad, de forma que éstos puedan ser ofrecidos al mayor número de clientes posible a un coste inferior a las soluciones clásicas, lo que le permite cumplir con los planes de negocio y de esta manera aumentar los ingresos del operador.

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  • 65Comunicaciones de Telefnica I+D Nmero 24 Enero 2002

    Redes IP de nueva generacin

    Aunque algunos analistas y fabricantes de equiposdeclaran que el crecimiento del trfico cursado enInternet ha disminuido por primera vez en su historiaen el mercado de Estados Unidos, recientes estudioshan demostrado que esta afirmacin no es del todocierta y que en el periodo de abril de 2000 a abril de2001 el trfico se ha cuadruplicado.

    Este crecimiento es debido fundamentalmente al tras-vase del trfico corporativo de redes privadas haciaInternet, con el principal objetivo de reducir costes, ydel despliegue paulatino de enlaces de alto ancho debanda en la ltima milla (10-100-1000 Mbit/s).

    A nivel internacional, el crecimiento de trfico se eva-la en un 280 por ciento cada ao y el mximo seconsidera que se alcanzar en el ao 2010. En estepunto, es necesario puntualizar que estas cifras no hantenido en cuenta la futura provisin de servicios mul-timedia de alto ancho de banda, como la distribucinde TV y el VoD de alta calidad, por lo que las previ-siones expuestas seguramente se vern desbordadas.

    Los estadios iniciales de Internet han solucionadofundamentalmente la conectividad va HTTP y lasituacin actual est creando grandes expectativas enla provisin de servicios multimedia, las cuales an nose han cumplido, produciendo un alto grado de frus-tracin en el usuario.

    INTRODUCCIN

    Jess Pea Melin, Rafael Alejandro Lpez da Silva, Pedro Aranda GutirrezTelefnica Investigacin y Desarrollo

    Est claro que para los actuales operadores de red los ingresos proporcionados por elnegocio de transporte estn en clara recesin, lo que a corto o medio plazo puedeimpedirles seguir siendo competitivos, por lo que en el futuro necesitarn ampliar elabanico de servicios ofrecidos al usuario final con el fin de generar ingresosadicionales.

    La tendencia actual de integrar todo tipo de servicios en una nica infraestructura dered IP ha puesto de manifiesto las deficiencias que actualmente tienen las solucionesclsicas de este tipo en temas como la capacidad, la calidad de servicio, la seguridad,la fiabilidad y la capilaridad. Para solucionar estos problemas han aparecido en elmercado multitud de equipos, tcnicas, tecnologas y protocolos, que combinados deuna manera racional pueden permitir la realizacin de modelos de red queproporcionen todo tipo de servicios multimedia tanto al cliente corporativo como alcliente residencial. Estos modelos son llamados, en el mundo de lastelecomunicaciones, modelos de Red de Nueva Generacin (RNG).

    En este artculo se describe, de forma bsica, una solucin de RNG que permite laprovisin de todo tipo de servicios con un alto ndice de escalabilidad, de forma questos puedan ser ofrecidos al mayor nmero de clientes posible a un coste inferior alas soluciones clsicas, lo que le permite cumplir con los planes de negocio y de estamanera aumentar los ingresos del operador.

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    El alto crecimiento del trfico y la necesidad de daruna solucin a la provisin de servicios multimedia dealta calidad, han inducido en los organismos de estan-darizacin y en los fabricantes de equipos la creacinde nuevas tcnicas, tecnologas y protocolos, que,aunque hayan sido creadas para solucionar problemasconcretos y puntuales de la red, pueden ser estructu-radas y aglutinadas convenientemente para dar unasolucin tcnica y econmica global a la provisin deservicios tanto en el escenario corporativo como resi-dencial, creando de esta manera un nuevo conceptoque en este artculo llamaremos a partir de ahora RedIP de Nueva Generacin (RNG).

    Algunos de los nuevos conceptos en los que se basa laRNG, como el protocolo MPLS y el transporte mul-ticast, no son totalmente nuevos, ya que fueron defi-nidos hace ms de cinco aos, pero ahora encuentransu escenario de aplicacin, debido fundamentalmentea que los equipos de conmutacin los soportan y aque el desarrollo del negocio los necesita para realizarla provisin de ciertos servicios.

    La RNG se basa en dos aspectos fundamentalesextrados de Internet: el transporte en modo datagra-ma (en concreto datagrama IP), utilizando direccio-namiento unicast y multicast, y el uso de un modelohorizontal de provisin de servicios. Por otra parte, laRNG pretende resolver los problemas que actual-mente tiene Internet en los temas de capacidad deconmutacin, calidad de servicio (QoS), seguridad,fiabilidad y capilaridad con alto ancho de banda.

    El transporte en modo datagrama permite la agrega-cin de todo tipo de trficos, independientemente deltipo de servicio. De hecho, estructura la informacinseparando perfectamente el contenido del continente,organizndose este ltimo como un datagrama que esencaminado extremo a extremo y de forma indivi-dualizada, sin necesidad de ningn procedimiento desealizacin.

    Esto proporciona una total flexibilidad en el trans-porte de la informacin, permitiendo que un deter-minado servicio pueda manejar flujos de informacinde naturaleza diferente. El enrutamiento de la infor-macin se realiza a partir de la direccin destino deldatagrama y de acuerdo a las tablas de encamina-miento de los nodos de conmutacin de la red. Estastablas son establecidas de forma automtica por losprocedimientos de encaminamiento.

    El hecho de que la informacin se transporte enmodo datagrama tiene una enorme trascendencia, ya

    que implica que la torre de comunicaciones es siem-pre extremo a extremo e igualitaria. Esto hace que laRNG corresponda a una estructura de red abierta, loque tiene un gran impacto en la estructura del nego-cio y en todos los aspectos comerciales de la provisindel servicio.

    El direccionamiento unicast permite el encamina-miento de datagramas desde el origen a un nico des-tino. Por el contrario, el direccionamiento multicastpermite el encaminamiento de datagramas desde unorigen hasta un conjunto bien definido de destinos,por lo que se adapta perfectamente a aquellos servi-cios que impliquen transporte de informacin depunto a multipunto, como en la distribucin de tele-visin, y de multipunto a multipunto, como en lamulticonferencia.

    Las redes IP clsicas slo soportan el direccionamien-to unicast, lo que supone una deficiencia crtica parasoportar servicios multimedia, ya que el direcciona-miento multicast es un elemento fundamental enestos escenarios, apareciendo en su prctica totalidad.Los resultados de los anlisis de los escenarios de pro-visin de este tipo de servicios apuntan en la direccinde que el uso del transporte multicast es fundamentalpara conseguir un alto grado de escalabilidad, el cualpermita la provisin de servicios a un nmero elevadode clientes con un coste econmico adecuado, y deesta manera facilitar a los operadores la generacin deingresos adicionales a los obtenidos por el puro trans-porte.

    El transporte multicast no slo se adapta a serviciostpicos de distribucin de contenidos como la televi-sin, tambin encuentra aplicacin en el VoD, en sumodalidad NVoD (modo broadcast u On Demand),en la multiconferencia y recientemente en ciertassoluciones de VPN.

    El direccionamiento multicast no puede ser considera-do simplemente como una prestacin de un ciertoequipamiento, ya que condiciona fuertemente laestructura de la red y de las tcnicas de transporte uti-lizadas. La implantacin del direccionamiento multi-cast exige que los recursos de la capa 3 de la red seantodos en modo datagrama y que los equipos quesoportan dicha capa integren este tipo de direcciona-miento.

    Por otra parte, la estructuracin del trfico en formade datagramas simplifica enormemente su agregacin,sacando enorme partido de la tecnologa disponible.Esto permite disponer de conmutadores de muy alta

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    capacidad y bajo precio, y por tanto la agregacin deltrfico en la capa 2 pierde su sentido tradicional eincurre en unos costes adicionales que pueden sersuperiores en ms de un orden de magnitud, si se lescompara con los anteriores.

    La estructura actual de la provisin de servicios es ver-tical, de forma que cada segmento de negocio estbasado en una infraestructura especfica, lo que limi-ta enormemente la expansin del negocio, ya que elfactor fundamental para la provisin de los serviciosmultimedia es la combinacin de informacin dediferente naturaleza.

    La RNG, al igual que Internet, propone un escenariopuro de provisin horizontal de los servicios, deacuerdo a un modelo cliente-servidor y peer-to-peer(P2P), en el cual la implantacin de los servicios notiene impacto en la red, de forma que aadir unnuevo servicio implica nicamente instalar las aplica-ciones correspondientes en los equipos del cliente ydel servidor, por lo que se preservan las inversiones dered, que son con diferencia las ms importantes, y seahorra en costes de explotacin y mantenimiento,comparando con las soluciones de red clsicas.

    En la Figura 1 se representan los modelos de provi-sin vertical y horizontal de servicios.

    Como consecuencia de lo expuesto en la introduc-cin, la estructura de la RNG es bsicamenteIP/WDM/FO, tal como se muestra en la Figura 2.sta contrasta fuertemente con la de la red clsica,sobre todo por la enorme simplificacin de equipa-mientos y, como veremos a lo largo del artculo, porlas prestaciones de la nueva red, especialmente en loreferente a la implantacin de servicios. Esto significaque la capa 3 es una capa de agregacin de datagra-mas, as como que la capa 1 est soportada por fibraptica y WDM. La capa 2 no se encuentra reflejadaen dicha denominacin, ya que queda restringida altransporte de bit en el enlace, lo cual no tiene mayortrascendencia, ya que no supone la implantacin deequipamiento. En relacin con los costes, su impor-tancia se ve, por tanto, muy reducida, existiendoactualmente dos tipos de jerarquas:

    1. La Jerarqua Digital Sncrona (JDS o SDH)

    En el mbito de la JDS existen mltiples escenariosde aplicacin, ya que sta soporta agregacin de

    trfico en capa 2. Sin embargo, en este contextoslo se aplican interfaces del tipo Packet over Sonet(PoS), por lo que las interfaces fsicas posibles sonfundamentalmente STM-16c/OC-48c, STM-64c/OC-192c y, en el futuro, STM-256c/OC-768c. Este tipo de interfaces se plantean parasoportar enlaces de red, ya que en el entorno decliente no estn desarrollados y su coste es superiora otras alternativas.

    Es importante destacar que, debido a que la laten-cia producida en los nodos de conmutacin en eltroncal (al estar ocupados los transmisores de lospuertos de salida por paquetes de menor niveljerrquico) puede superar valores que no permitanla provisin de servicios sensibles a este parmetro(como la VoIP), la velocidad mnima de las inter-faces de red es de 1 Gbit/s, por lo que el resto delas interfaces de la jerarqua (por ejemplo, STM-1c/OC-12c) no puede ser aplicada.

    DESCRIPCIN DE LA RNG

    TELEFONA TV RADIO WEB CORREO

    b) Modelo de provisin horizontal de servicios

    RNG

    a) Modelo de provisin vertical de servicios

    REDCONMUTADA

    ACCESORADIO CABLE SATLITE RADIODIFUSIN

    TELEFONA INTERNET TV RADIO

    a) Estructura de Red de NuevaGeneracin (RNG)

    b) Estructura de red clsica

    ATM

    IP

    SDH

    FO,WDM

    DATOSVOZDISTRIBUCINSERVICIOS MULTIMEDIA

    SERVICIOS MULTIMEDIACLIENTES/ SERVIDORES

    CAPA DE RED: ENCAMINAMIENTODE DATAGRAMAS (IP SUITE)

    CAPA DE TRANSMISIN: FO, WDM

    Figura 1. Comparacin de los modelos de provisin de servicios

    Figura 2. Estructura de la RNG

  • 2. La Jerarqua Digital Ethernet (JDE)

    JDE es un trmino de nuevo cuo que viene aexpresar la consolidacin de las diferentes interfa-ces desarrolladas en el entorno de red privada comosoluciones de WAN. Estas interfaces se adaptanperfectamente a los requisitos de una red de data-gramas, permitiendo su implantacin a unos costessin competencia. Sin embargo, su funcionalidadestaba constreida al entorno privado, ya que,entre otras cosas, eran interfaces de medio compar-tido, lo que supone la prctica imposibilidad deestablecer criterios de calidad de servicio.

    El problema descrito para la JDE est totalmentesuperado en la actualidad, disponindose de las inter-faces 100Base (100 Mbit/s) y 1000Base (1000Mbit/s), esta ltima conocida tambin como GigaBitEthernet (GBE). La utilidad de estas interfaces seplantea fundamentalmente en el acceso del cliente, yaque su implantacin en este entorno es muy alta, conms del 90 por ciento de penetracin en redes dedatos, y con un desarrollo muy optimizado que lashace extraordinariamente competitivas.

    Actualmente est en desarrollo la interfaz 10 GBEcon una velocidad de 10 Gbit/s. Esta previsto que elestndar est finalizado en el primer cuarto del ao2002, aunque ya existen fabricantes que lo imple-mentan en sus equipos. Se definen dos tipos diferen-tes de medio fsico:

    1. El LAN PHY, que utiliza fibra ptica punto apunto y que puede alcanzar distancias de 300metros, 10 y 40 kilmetros.

    2. El WAN PHY, que introduce una trama simplifica-da de JDS/SDH, de forma que se pueda utilizarpara su transporte la infraestructura de ADMJDS/SDH que soporte agregacin de interfacesSTM-64/OC-192.

    Por razones de velocidad, las nicas interfaces de redposibles, dentro de la JDE, son 1000Base y 10 GBE.De hecho, la interfaz 10 GBE puede ser, por precio yprestaciones, la opcin con ms futuro de todas laexistentes, ya que adems encaja perfectamente con laestructura de transmisin planteada por WDM.

    En el acceso de cliente las opciones ms eficaces porprecio y prestaciones son 100Base y 1000Base, exis-tiendo diferentes modalidades en funcin del tipo deportador (cable o fibra) y de la longitud del acceso.No obstante, se pueden considerar otras alternativascomo xDSL, en cualquiera de sus variantes. En gene-ral, lo ms aconsejable sera seguir alguno de losmtodos recogidos dentro del futuro estndar delIEEE, Ethernet in the First Mile (EFM).

    EFM pretende acercar ethernet al cliente residencial ycorporativo disperso (por ejemplo, oficinas pequeasde un banco o Pymes), consiguiendo con ello una altacapilaridad, con un ancho de banda superior a lassoluciones actuales de xDSL, aadiendo adems sime-tra en la comunicacin, de forma que se facilite laimplementacin de servicios del tipo P2P. Entre lasmltiples aportaciones y propuestas que se estn rea-lizando, tres de ellas, representadas en la Figura 3,aparecen como las ms claras candidatas a ser estan-darizadas:

    1. EFM sobre par de cobre.

    2. EFM sobre fibra ptica punto a punto.

    3. EFM sobre fibra ptica punto a multipunto(EPON).

    El objetivo de EFM sobre par de cobre es transportarethernet sobre un nico par de cobre del tipo voicegrade, a una velocidad mxima de al menos 10 Mbit/sbidireccional y con un bucle de longitud mximaalcanzable de al menos 800 metros. El trmino voicegrade se refiere al tpico par de abonado instalado enla planta exterior de categora 1 3, que transportavoz en el rango de frecuencias de 300 a 3400 kHz y

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    {{{ EFM SOBRE PAR DE COBRE

    EFM SOBRE FIBRA PTICA PUNTO A PUNTO

    EFM SOBRE FIBRA PTICA PUNTO A MULTIPUNTO

    Splitter pticoPasivo >= 1 : 16

    Una fibra pticaEthernet 1000 Mbit/s Una fibra ptica por cliente

    Ethernet

    >= 10.000 metrosBroadcast

    Time Slicing

    Una fibra ptica por clienteEthernet Full Duplex 1000 Mbit/s >= 10.000 metros

    Un par de cobre del tipo Voice Grade por cliente Ethernet Full Duplex 100BASE-CU, EoVDSL >=10 Mbit/s >= 800 metros

    ClientesPE (Provider Edge)

    PE

    PE

    PE

    igura 3. Interfaces EFM

  • que se encuentra en un ambiente ruidoso y con dia-fona Near-End (NEXT), Far-End (FEXT) y Equal-Level Far End (ELFEXT).

    Las soluciones candidatas son dos: 100Base-CU, pro-puesta por Elastic Networks, y Ethernet sobre VDSL(EoVDSL), basado en el estndar ANSI T1E1.4 yque en una versin preliminar Extreme Networkstiene implementado en alguno de sus equipos.

    EFM sobre fibra ptica punto a punto propone ni-camente cambiar el transceiver ptico de la interfaz1000Base-LX, de forma que la longitud mximaalcanzable pase de 5 km a un valor mayor que 10 kmy el nmero de fibras utilizadas pasen de 2 a 1, man-teniendo la bidireccionalidad de la comunicacin (1Gbit/s en cada sentido de transmisin).

    EPON propone una solucin para transportar ether-net sobre Passive Optical Network (PON) con unatopologa en estrella desde un splitter ptico pasivoque tiene una cobertura de 16 o ms clientes. Laconexin entre el splitter pasivo y la CO (Central Offi-ce) se realiza con una nica fibra a una velocidad de1000 Mbit/s, y la distancia mxima alcanzable entreel cliente y la CO es de al menos 10 km.

    El flujo de informacin de bajada (hacia los clientes)es compartido y se realiza en modo broadcast, demodo que los clientes filtran localmente los datagra-mas basndose en su direccin MAC. En el sentidoopuesto (hacia la red), el ancho de banda de 1 Gbit/stambin es compartido, utilizndose tcnicas de timeslicing con el objetivo de que no existan colisionesentre los datagramas generados por los diferentesclientes. De todo lo dicho, se desprende que sta esuna solucin especialmente adaptada a servicios dedistribucin de informacin, como la de canales detelevisin.

    Todo lo expuesto hasta ahora sobre JDE se materiali-za en una corriente de opinin que actualmente estaapareciendo en la industria llamada Ethernet extremoa extremo. Esta corriente de opinin propone quetodas las interfaces de nivel 2 entre los clientes finalessean ethernet, o dicho en otras palabras, ethernet en elequipo del cliente y servidor, ethernet en la ltimamilla, ethernet en la red de acceso y ethernet en el tron-cal.

    En definitiva, la JDE se perfila como una seria aspi-rante para soportar la capa 2, tanto por precio comopor prestaciones. De hecho, las previsiones de merca-do indican que, en un plazo de 2 aos, aproximada-

    mente, el coste de las interfaces recientemente apare-cidas en el mercado como 10Base/100Base/1000Baseser similar al actual de 10Base/100Base.

    Este creciente predominio de Ethernet como proto-colo de enlace de nivel 2, ha propiciado que se plan-tee la posibilidad de proveer servicios de LAN trans-parente, en los que el cliente utiliza la red del opera-dor como soporte para construir una LAN con unmbito geogrfico, habitualmente metropolitano,ms extenso del tradicional disponible con la tecnolo-ga LAN. Hay que mencionar los problemas de esca-labilidad que hasta el momento tienen este tipo desoluciones, pero es probable que la RNG d soporte adespliegues de este tipo de servicios con las limitacio-nes de escalabilidad apuntadas.

    Esto es posible gracias a que los equipos utilizados enla construccin de la RNG en el mbito metropolita-no pueden funcionar como conmutadores Ethernetde nivel 2, basndose en mecanismos de encamina-miento de nivel 2 como el Spanning Tree Protocol o enextensiones propietarias de los diferentes fabricantesque tratan de superar estas limitaciones. Incluso desdelos organismos de estandarizacin se estn desarro-llando nuevos estndares para el trfico de nivel 2 entopologas en anillo, como es el caso de Resilient Pac-ket Ring (RPR) que es objeto de estudio del grupo detrabajo 802.17.

    Posiblemente sea necesario implementar MPLS en eltroncal, principalmente para proveer de manera esca-lable y eficaz el servicio de VPN, y para proporcionarsoluciones de ingeniera de trfico. Asimismo, actual-mente se propone la extensin de MPLS como planode control de un emergente nivel de conmutacinptica, es lo que se conoce como Generalised MPLS.Sin embargo, GMPLS se encuentra todava en unestado incipiente, por lo que es difcil determinarhasta qu punto es viable esta extensin, no slo a lacapa ptica, sino a la capa SDH, en aquellos casos enlos que por condicionantes econmicos se mantengala capa de conmutacin SDH.

    Como conclusin, se puede resumir que la torre deniveles ISO tiene la siguiente estructura:

    IP en el nivel 3.

    Ethernet o PoS en el nivel 2.

    Fibra ptica (con o sin WDM) o pares de cobre(con o sin xDSL) en el nivel 1.

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  • MPLS en el nivel 2,5, en los casos que se hancomentado en el prrafo anterior.

    De acuerdo a los criterios expuestos, la RNG estarformada por conmutadores de datagramas de altacapacidad, interconectados por medio de WDM ofibra ptica oscura.

    Los conmutadores de datagramas corresponden a unanueva generacin denominada GigaSwitch Router(GSR) o TeraSwitch Router (TSR). Su denominacinse corresponde con la capacidad de conmutacin delequipo, existiendo diferencias de implementacinentre ambos, si bien funcionalmente son similares.Los GSR son conmutadores de datagramas con capa-cidad entre 2 Gbit/s y varios cientos de Gbit/s, mien-tras que los TSR no son slo conmutadores con unacapacidad desde cientos de Gbit/s hasta varios Tbit/s,sino que, y esto es lo fundamental, estn diseadosdesde un principio como equipos altamente escala-bles.

    Tanto los GSR como los TSR se caracterizan por sucapacidad de conmutacin y procesado de datagramasa velocidad de hilo (wire speed), soportando, adems,los requisitos de calidad de servicio y seguridad reque-ridos por la red. Estos equipos son capaces de con-mutar en tiempo real todos los flujos de los datagra-mas sin congestin. Estas caractersticas unidas a suelevada relacin capacidad/coste los hace fundamen-talmente diferentes de los routers clsicos.

    Como consecuencia, la red estar formada por unconjunto de conmutadores unidos por enlaces puntoa punto. La agregacin de trfico, la conmutacin y elencaminamiento de informacin se realiza en la capa3 exclusivamente. Esto hace que el contexto de laslambdas () de WDM est constreido a un enlacepunto a punto, siendo, por tanto, la estructura de lacapa de transmisin muy simple y a la vez muy poten-te. El resultado final es una enorme simplicidad de lared, lo cual, como consecuencia aadida, supone lasimplificacin de la explotacin de la misma.

    Todo ello es posible gracias a la capacidad de conmu-tacin de los GSR y TSR, dando como resultado unared de gran capacidad y flexibilidad a unos costesreducidos. Esta situacin contrasta con las estructurasclsicas en las que existe un esquema de agregacinmuy complejo, en el que intervienen las diferentescapas de red.

    La disponibilidad de enlaces de muy alta capacidadhace que la estructura de rutas sea muy compacta, conlo que el ncleo o troncal de red est compuesto porun nmero reducido de conmutadores, unidos porenlaces de muy alta capacidad.

    Hay que mencionar que se estn produciendo avancesen el campo de la ptica, los cuales han dado lugar alos primeros conmutadores totalmente pticos delongitudes de onda. Aunque todava cuentan con unalto grado de inestabilidad, lo que hace muy difciltodava su operacin, es previsible que con el paso deltiempo este nivel de conmutacin ptica se desarrolle.Actualmente se estudia la posibilidad de utilizar Gene-ralized MPLS (GMPLS) como plano de control deeste nivel ptico, que tradicionalmente ha contadocon unos tiempos de provisin demasiado elevadospara acomodar la imprevisible demanda de ancho debanda. La relacin existente entre el nivel ptico y elnivel IP puede ser segn dos modelos:

    1. El modelo peer (igual a igual), en el que los con-mutadores pticos y los GSR intercambian infor-macin de encaminamiento

    2. El modelo overlay, similar al actual pero con unmayor dinamismo, en el que los GSR solicitan elestablecimiento de una al nivel ptico, pero sinque exista ese intercambio de informacin.

    Un factor crucial de la estructura de red es su capila-ridad, la cual determina su capacidad de penetracinhasta los clientes residenciales y corporativos disper-sos. Las estructuras de las redes clsicas se basan, fun-damentalmente, en estructura de acceso en estrella orbol. Sin embargo, la disponibilidad de conmutado-res y enlaces de muy alta capacidad cambia totalmen-te dicho escenario, siendo mucho ms adecuada unaestructura de acceso en anillo. Esto permite reducir lacomplejidad de la infraestructura del acceso, mejo-rando sustancialmente prestaciones tales como tole-rancia a fallos, costes y capacidad de ancho de bandaen la interfaz con el cliente. La concentracin declientes en el anillo permite, adems, que el trata-miento de ciertos servicios como el VoD se haga conuna distribucin de Erlang.

    En las situaciones en que la estructura de acceso seaestrella o rbol y las inversiones necesarias para imple-mentar la topologa en anillo excedan de lo previstoen el plan de negocio, ser necesario mantener dichaestructura a costa de perder fiabilidad.

    La Figura 4 representa esquemticamente las dos

    Arquitectura

    70Nmero 24 Enero 2002 Comunicaciones de Telefnica I+D

  • posibles estructuras de red resultante. En ella se puedever cada uno de los niveles en que est organizada lared:

    Troncal. Su funcin es la interconexin de nodos deacceso y, por tanto, tiene un contexto geogrficoamplio.

    Nodos de acceso. Su funcin es la agregacin de tr-fico en un contexto geogrfico local.

    PEs (Provider Edge). Su funcin es proveer una ele-vada capilaridad de la red hacia los clientes, por loque su contexto es vecinal.

    Los nodos de acceso y los PEs concentrados por stosconforman lo que se denominan Redes Metropolitanas.

    Interfaces de red de acceso y cliente

    La capacidad y funcionalidad de los nuevos sistemaspermite configurar el rea de acceso en anillo. Estopermite simplificar la infraestructura de red, especial-mente en lo relativo al acceso fsico de cliente, quepuede tener una longitud reducida y una elevadacapacidad y funcionalidad.

    Los PEs estn conectados formando un anillo, lo quepermite una gran cobertura geogrfica. Las interfacesde red ms adecuadas del PE son:

    1000Base-LX, con una longitud mxima de enlacede 5 km.

    1000Base-LH, con una longitud mxima de enlacede 50 a 100 km, dependiendo en todo caso de laimplementacin particular de cada fabricante.

    Es importante considerar que el flujo de informacinen el anillo es balanceado, independientemente deldesbalance en los accesos de cliente, adems, la estruc-tura en anillo proporciona tolerancia a un fallo sim-ple. Esto es posible, ya que las funciones de encami-namiento de los PEs balancean el trfico en los dossentidos del anillo, y en caso de fallo en uno de lossentidos, stos son capaces de redirigir de forma auto-mtica todo el trfico sobre el otro sentido.

    El acceso de cliente puede ser equipado de acuerdo alas alternativas siguientes:

    Un par de cobre del tipo voice grade, con una inter-faz EoVDSL a 10 Mbit/s simtrico y con un alcan-ce superior a los 800 metros.

    Dos pares de cobre de categora 5 6, con una lon-gitud de bucle de hasta 150 metros, con una inter-faz fsica 100Base-TX. Existe otra alternativa lla-mada 100C5, que permite alcanzar longitudes de800 metros manteniendo la misma velocidad y lacomunicacin full duplex, pero a costa de utilizarcuatro pares en vez de dos.

    Cuatro pares de cobre de categora 5 6, con unalongitud de bucle hasta 150 metros y con unainterfaz fsica 1000Base-T.

    Dos fibras pticas, con una longitud de bucle que

    71Comunicaciones de Telefnica I+D Nmero 24 Enero 2002

    Clientes

    Anillo de PEs PE

    PE

    Clientes

    RED TRONCAL DE BANDA ANCHA

    NODO DE ACCESO

    Topologa enestrella o rbol

    GSR

    GSR

    GSR

    GSR o TSR

    NODO DE ACCESO

    Figura 4. Arquitectura de la RNG

  • depende del tipo de la interfaz fsica utilizada,pudiendo ser stas las siguientes:

    100Base-FX. Longitud de bucle 2 km, utilizandofibra ptica multimodo.

    1000Base-SX. Longitud de bucle 550 metros,utilizando fibra ptica multimodo.

    1000Base-LX. Longitud de bucle 5 km, utilizan-do fibra ptica monomodo.

    Los accesos fsicos de cliente son soportados por losPEs, cuyas funciones son:

    Agregacin y encaminamiento unicast y multicastde datagramas, con reparto de carga y rutas alter-nativas sobre los enlaces de red.

    Funciones de calidad de servicio: limitacin del tr-fico ofrecido a la red (rate limiting), conformado detrfico (traffic shaping), funciones de control sobreel tipo y cantidad de trfico (policing) y control decalidad de servicio. Esta ltima agrupa todos loscriterios que definen un perfil de calidad de servi-cio (como son tratamiento de jerarqua de trfico,protocolos, etc.) y se le conoce como Service LevelAgreement (SLA).

    Funciones de seguridad de red: filtros y listas decontrol de acceso (Access Control Lists, ACL).

    A corto plazo, la interfaz de acceso ms econmica esla 100Base-TX, cuyo precio actualmente se encuentraen el entorno de 30.000 a 40.000 pesetas por interfaz(este precio incluye los costes fijos de PE). De hecho,estos costes son determinantes en la viabilidad de lasolucin, ya que si se consideran las longitudes de losaccesos de cliente se puede deducir el equipamientode un PE, el cual deber soportar una modularidadalta, que deber oscilar entre 16 y 100 clientes/PE.Para dar una idea aproximada de los costes, se dispo-ne de PEs con un equipamiento de 24 puertos con uncoste aproximado de 850.000 pesetas, incluyendo lasinterfaces de red, alimentacin duplicada, etc.

    En el futuro, la interfaz que se presenta con mayorfuerza es la 1000Base-SX 1000Base-LX. Sin embar-go, actualmente slo es accesible al segmento de nego-cios, ya que el coste de equipamiento de la interfaz eselevado (del orden de 350.000 a 400.000 pesetas).Las previsiones indican que su coste ser idntico al100Base en un plazo de 2 aos.

    No obstante, no deben perderse de vista los trabajosrecientemente realizados de cara a la estadarizacin deun acceso basado en Ethernet hasta el cliente final (elestndar EFM del IEEE). De acuerdo a los primerosestudios llevados a cabo, existira la posibilidad deespecificar un acceso sobre un nico par de cobre,usando tecnologas xDSL. Este escenario sera espe-cialmente ventajoso para operadores establecidos, sinembargo, an es un poco prematuro afirmar que va apoder usarse el par existente; es conveniente, portanto, esperar a que los trabajos avancen un poco ms.

    Dentro del estndar EFM tambin se plantean otrasalternativas basadas tanto en cobre como en fibraptica, que merecen una detallada consideracin yestudio, conforme avancen los trabajos del grupo.

    Esta situacin plantea un dilema que debe ser resuel-to: el portador fsico del acceso de cliente es de nuevainstalacin en casi todos los supuestos, por tanto esnecesario decidir si va a ser cable o fibra. El cable pre-senta mejor comportamiento econmico a cortoplazo, como consecuencia del coste de la interfaz fsi-ca; sin embargo, la fibra est mejor posicionada decara al futuro, como consecuencia de que su coste esya adecuado y, adems, en el futuro las interfaces afibra van a presentar un buen comportamiento decostes.

    Quiz la mejor solucin, siempre que tcnica y eco-nmicamente sea factible y que exista una disponibi-lidad real en el momento de la implantacin, seradesplegar los accesos de acuerdo al incipiente estndarEFM sobre xDSL. No obstante, de cara al futuro,parece una realidad admitida por todos la necesidadde actualizar, sino todas, al menos gran parte de laslneas de acceso. Si se opta por instalar slo cable, esposible que en una segunda fase de negocio sea nece-sario realizar una inversin extraordinaria para adap-tar la planta exterior a los nuevos requisitos.

    La instalacin del portador fsico tiene unos costesmuy similares, independientemente de que ste sea decable o fibra, por lo que quiz la mejor estrategia serainstalar ambos tipos de portadores, o sea un cablemixto con 2 4 pares y 2 fibras. De sta manera, secubren todos los escenarios temporales del negocio,as como los aspectos regulatorios y de evolucin tec-nolgica, utilizndose el portador ms adecuado encada momento.

    La renovacin de las interfaces de cliente tiene unamenor transcendencia, ya que las interfaces con velo-cidades de 100 Mbit/s permiten soportar todo tipo de

    72Nmero 24 Enero 2002 Comunicaciones de Telefnica I+D

  • servicios multimedia, y sin limitaciones aparentes, enuna ventana temporal muy amplia. Por esta razn, lamigracin desde las interfaces de 100 Mbit/s a las de1 Gbit/s vendr determinada por otros aspectos, talescomo explotacin, renovacin de equipamiento, etc.Esta renovacin estar bien sustentada por los planesde negocio y por tanto no ser un aspecto perturba-dor desde el punto de vista de las inversiones.

    La capacidad de un anillo soportado por interfaces1000Base es de unos 300 a 600 clientes, disponiendostos de todos los servicios multimedia. Dado elmbito geogrfico que cubre un anillo de acceso, estacapacidad es adecuada, por lo que no es necesarioampliarla utilizando otro tipo de interfaces. Tampocoes necesario utilizar WDM en el anillo de acceso, porlo que su estructura de equipamiento es IP sobrefibra. En el futuro podr ser ampliada, utilizandointerfaces 10 GBE o WDM, dependiendo de las solu-ciones aportadas por los fabricantes de equipos GSR.

    Es habitual que las operadoras desplieguen la infraes-tructura de fibra ptica en la ltima milla utilizandotopologa en rbol, por lo que la reconversin a unanillo obligara a realizar actividades de corte y solda-dura de la misma en las cmaras de registro. El anilloas construido adolece de un problema grave de fiabi-lidad, ya que si se corta el mazo de fibras ms cercanoa donde se ubica el nodo de acceso, todos los clientesse quedaran sin servicio. Por esta razn, es recomen-dable realizar el anillo comenzndolo por un mazo yterminndolo por otro ubicado en una canalizacindiferente.

    De todas maneras, no hay que olvidar la importanciaque puede tener el despliegue de ADSL utilizando elpar de cobre del que dispone actualmente el cliente,como una situacin intermedia en el proceso de evo-lucin hacia un modelo de red del tipo RNG. Estaestrategia de evolucin puede aumentar el nmero deservicios que se proveen a los clientes y mejorar losactuales, de forma que se consiga una fidelizacin delcliente frente al actual desarrollo de la competencia.Recientes avances tcnicos en los DSLAM prometenincorporar conmutacin pura de datagramas IP, QoSy multicast en dichos dispositivos. Esta nueva genera-cin de DSLAM, llamada DSLAM IP, puede sopor-tar cualquier servicio multimedia, con la restriccin,claro est, del ancho de banda innato y de la asimetrade las interfaces ADSL.

    Nodos de acceso y troncal

    La estructura del troncal y de los nodos de acceso es

    la mostrada en la Figura 5. En sta se puede observarque el troncal y los nodos de acceso estn organizadosen dos planos de conmutacin, lo que proporcionauna elevada disponibilidad y tolerancia a fallos de lared, facilitando adems la ingeniera de trfico. As,un nodo, ya sea de troncal o de acceso, est formadopor dos unidades funcionales independientes desde elpunto de vista de conmutacin. Desde el punto devista de explotacin, como se ver, forman un nicoequipo, pudindose decir con propiedad que formanun nodo de red.

    Un aspecto que debe destacarse es que la funcionali-dad de los nodos de acceso y troncal responde a losmismos requisitos. La diferenciacin entre nodos detroncal y nodos de acceso responde a la existencia dediferencias en el equipamiento. As, los nodos detroncal se caracterizarn tanto por una mayor capaci-dad como por el hecho de que los enlaces entre nodosutilizarn WDM. Estos nodos podrn estar soporta-dos por GSRs de alta capacidad o bien por TSRsmnimamente equipados, dejando as abierta una fcilevolucin en el futuro.

    En el caso de los nodos de acceso su capacidad ser,en general, inferior, pudiendo estar soportados entodos los casos por GSRs de mediana capacidad. Lautilizacin de WDM en los enlaces con el troncal noes necesaria, aunque en el futuro pudiera estar acon-sejado en casos puntuales.

    La fiabilidad y disponibilidad de red pueden ser obte-nidas con otras estructuras de red. Por ejemplo, laduplicidad de rutas puede proporcionarse por mediodel concepto de doblete; en este caso, un nodo deacceso est conectado a dos nodos primarios del tron-cal. Esta solucin es adecuada para redes pequeas, yaque sus costes fijos son bajos.

    73Comunicaciones de Telefnica I+D Nmero 24 Enero 2002

    Clientes

    GSR

    Nodode acceso

    ClientesTroncal

    Nodode troncal

    Anillode PEs

    Trunk

    GSRGSR o TSR

    Mecanismos de tolerancia a fallos:Dos planos, reparto de carga, trunking

    Nodode acceso

    Figura 5. Estructura del troncal y de los nodos de acceso

  • En una red que tiene las caractersticas descritas, y querealiza el transporte de los diferentes trficos multi-media de la operadora, el factor de costes fijos tienepoco impacto en el coste total, ya que por razones decapacidad es, en general, necesario disponer de ms deuna en los enlaces WDM del troncal.

    La estrategia ms adecuada es comenzar la implanta-cin con una red de un plano con dobletes, para pasara una red estructurada en dos planos cuando adquie-ra una dimensin importante. Esto no slo es posible,sino que adems no produce coste sobrevenido.

    Un aspecto fundamental que debe ser considerado esque los nodos de troncal o de acceso debern ser capa-ces de soportar interfaces con servidores de alta capa-cidad, ubicados en el centro de datos (datacenter).

    Adicionalmente, debern soportar la funcin de trun-king, que permite repartir la carga uniformementesobre dos o ms enlaces situados entre dos nodos dered y que forman un nico trunk.

    Datacenter

    El concepto de Datacenter nace de la integracin deservidores web y de aplicaciones en los centros de pro-ceso de datos tradicionales. Un Datacenter es una ubi-cacin en la red con recursos de comunicaciones com-partidos y servidores dedicados a usuarios, a los que seles garantiza muy alta disponibilidad y los niveles decontrol de acceso inherentes al tipo de aplicacinespecfica (servidor pblico web, servidor web corpo-rativo para intranet, punto de contacto B2B extranet,etc.).

    En la actualidad, los Datacenters se componen de unaserie de bloques funcionales (ver la Figura 6) conredundancia integrada para garantizar alta disponibi-

    lidad. En el proceso de nacimiento del concepto deredes de nueva generacin se ha ido observando unatendencia a la integracin del mximo nmero defunciones en el mnimo nmero posible de equipos.El Datacenter no escapa a esa tendencia general y as,se observa como un nmero cada vez mayor de fabri-cantes de equipos de conmutacin local (de tramasEthernet) integran en sus equipos las funciones delbloque de conectividad externa (ver la Figura 6). Estatendencia va ms all del mero soporte de las tecnolo-gas actuales y llega a la integracin de MPLS. Entrelos fabricantes de soluciones de seguridad se estobservando una tendencia a la produccin de paque-tes software que son independientes de la plataformahardware. Sirva como ejemplo el paquete "Firewall-1", que se est integrando en multitud de plataformasheterogneas, entre las que no faltan conmutadoresEthernet.

    Aparece, pues, un Datacenter en la red de nueva gene-racin con un alto nivel de integracin, dado quetodas las funciones entre la red troncal y los servido-res se ven concentradas en un nico equipo. Ademsde este altsimo nivel de integracin, nos encontramoscon un nivel de flexibilidad sin precedentes, pudien-do ofrecer desde los clsicos servicios de presencia enInternet (web hosting) hasta servicios de web y ASPpara intranets corporativas (ver la Figura 7) y serviciosB2B en modalidad de extranet (ver la Figura 8).

    La agregacin de trfico en la capa 3 por medio dedatagramas es ideal para soportar todo tipo de servi-cios y, sobre todo, para combinar en los servicios losdiferentes ingredientes que forman un escenario mul-timedia. Sin embargo, esto no es suficiente, ya que noexiste estructura en la utilizacin de los recursos, que

    Calidad de servicio

    74Nmero 24 Enero 2002 Comunicaciones de Telefnica I+D

    RED TRONCAL

    Conectividadexterna

    Seguridad Ncleo deconmutacin

    Servidores

    Figura 6. Estructura funcional de un Datacenter tradicional

  • estn disponibles a todos los usuarios y a todos los ser-vicios de forma igualitaria. En definitiva, en las redesIP clsicas no existen mecanismos que permitan pro-veer servicios con calidad de servicio independiente-mente de la capacidad de red implantada.

    El nuevo concepto de red incluye estos mecanismos,los cuales estn recogidos en el estndar de calidad deservicio DiffServ, ste es muy amplio y recoge las par-ticularidades de mltiples escenarios. El modelo decalidad definido en este apartado utiliza un subcon-junto de los criterios de calidad propuestos por Diff-Serv y por tanto es un modelo estndar soportado porlos equipos comerciales. Es importante destacar queDiffServ es una especificacin reciente, por lo que sloes contemplada por los GSR de ltima generacin y,en algn caso, de una forma parcial. Sin embargo, loscriterios de calidad utilizados por el modelo son losinherentes a un escenario de conmutacin de datagra-

    mas, por lo que la prctica totalidad de los equiposcomerciales lo contemplan.

    El modelo se ha definido de acuerdo a los siguientescriterios:

    Orientar la estructura de calidad al mercado: clien-tes y servicios.

    Preservar la eficacia de la red.

    Disponer de un modelo sencillo de ingeniera dered.

    La calidad de servicio de la red se fundamenta en dosconceptos:

    1. Jerarquizacin de trfico.

    75Comunicaciones de Telefnica I+D Nmero 24 Enero 2002

    VPN1

    VPN2

    RedMPLS

    PE

    PE

    CPE1bCPE1a

    CPE2a CPE2b

    Figura 7. Servicios corporativos en un Datacenter de nueva generacin

    Figura 8. Servicios de "extranet" en un Datacenter de nueva generacin

    VPN1

    VPN2 ServidorB2B

    RedMPLS

    PE

    PE

    CPE1bCPE1a

    CPE2a CPE2b

    El trfico Extranet puede fluir entre ambas RPVs

    El cortafuegos bloquea el resto del trfico

  • 2. Existencia de clases de calidad de servicio definidasen los contratos de servicio o Service Level Agree-ment (SLA).

    Jerarquizacin de trfico

    Los datagramas son marcados con una prioridad queindica a los conmutadores como deben ser tratados encomparacin con el resto de los datagramas. Para ello,la cabecera del datagrama dispone de un campo espe-cfico, que en el caso de IPv4 corresponde bien a los3 bit del subcampo de precedence incluido en elcampo de ToS, en las soluciones clsicas, o bien alcampo de 6 bits DS, en los casos en que se use elestndar DiffServ. En IPv6 existe un campo de 4 bitsdenominado traffic class ms otro de 20 bits denomi-nado flow label, mientras que en MPLS pueden ser los3 bits del campo EXP.

    Cuando un datagrama es recibido por un enlace dellegada, despus del correspondiente proceso de enru-tado, es encaminado hacia el enlace de salida, dondese analiza el campo de prioridad. Como consecuencia,el datagrama es colocado en la correspondiente colade salida; estando estas colas jerarquizadas de talforma que, cuando la retransmisin de un datagramaes concluida, el transmisor elige el primer datagramaestacionado en la cola ms prioritaria que no estvaca. Existen diferentes modalidades de configura-cin y tratamiento de las colas de salida, que permiti-rn controlar su tamao, gestin y tratamiento, ascomo la operacin ante situaciones de congestin rea-les o previstas. Las diferentes variantes de estos proce-dimientos dependen fundamentalmente de los fabri-cantes de los equipos.

    Esta estrategia tiene como resultado que el trfico deuna cierta jerarqua no se ve perturbado por ningunode los trficos de prioridad inferior, independiente-mente de su caudal. Esto se refleja en la Figura 9donde Qi,j es la cola de la ruta de salida i y prioridadj.

    Los criterios de jerarquizacin de trfico se realizarnde acuerdo a los requisitos de red, existiendo lassiguientes prioridades bsicas, ordenadas de mayor amenor:

    NJ4-Monitorizacin de red. Corresponde al trficogenerado por las funciones de explotacin de redque tienen prioridad absoluta para garantizar suoperatividad, as como a los protocolos de red(encaminamiento, etc.).

    NJ3-Servicios bidireccionales de tiempo real. Sonaquellos que tienen unos requisitos de retardoextremo a extremo inferior a 50 ms, o a 200 mscuando se utilizan canceladores de eco. Adicional-mente, la variabilidad del retardo (jitter) deber serbaja y relacionada con el tamao del buffer derecepcin (valores en el entorno de 5 a 10 ms).Tambin ser necesario asignar esta prioridad al ser-vicio de VPN, ya que un requisito importante queel cliente de este tipo de servicio exige es que todosu trfico, independientemente de su naturaleza,no se vea perturbado por el del resto de clientes queutilizan la red.

    NJ2-Servicios unidireccionales de tiempo real.Requieren que el jitter sea inferior a 100 ms, perosu retardo extremo a extremo puede ser de varioscientos de milisegundos.

    NJ1-Servicios de informacin con calidad garantiza-da. En ellos el retardo extremo a extremo puede serde varios cientos de milisegundos, pero requierenque el flujo de informacin no se vea alterado porla sobrecarga de la red.

    NJ0-Servicios de informacin con calidad de serviciono garantizada. Este nivel corresponde al Best Effortde las redes IP clsicas. El retardo y la garanta detransporte no est asegurada.

    A cada uno de estos tipos de trfico se le asignar unaprioridad, de tal forma que cada una de las aplicacio-nes de servicio elegir la prioridad en funcin de cri-terios de calidad. Estos criterios podrn asignarse porcontrato o dinmicamente por el cliente, de acuerdoa otros de comercializacin. As, un mismo tipo de

    76Nmero 24 Enero 2002 Comunicaciones de Telefnica I+D

    Figura 9. Jerarquizacin del trfico

    TIEMPO

    TIEMPO

    RETARDO

    CARGANivel de saturacin del enlace

    Intervalo de congestinen la cola Q i, 1

    Cola Q i, 1

    Cola Q i, 2

    Cola Q i, 3

    Cola Q i, 1

    Cola Q i, 2

    Cola Q i, 3

  • servicio podr ser provisto con diferentes calidades ypor tanto a precios diferentes.

    Service Level Agreement (SLA)

    La provisin de un paquete de servicios lleva apareja-do un nivel de calidad de servicio que tcnicamente setraduce en un SLA. Sus caractersticas podrn serespecificadas de forma explcita en el contrato, aun-que, en general, puede que esto no sea as, sino que elcontrato especificar una calidad orientada al servicioy no al transporte de la informacin que lo soporta.

    La provisin del paquete de servicios requerir deunas determinadas capacidades de transporte en cadauno de los niveles jerrquicos, as como de unos atri-butos de acceso. Un conjunto especfico de caracters-ticas determina un SLA y el cumplimiento de ste esresponsabilidad de la red, y especficamente del equi-po que soporta la interfaz de cliente. Las funcionesrealizadas por la red son:

    Monitorizacin (metering) de los caudales en lasinterfaces de cliente, con objeto de comprobar quese ajustan al SLA.

    Conformado (shaping). En el caso de que los cauda-les de trfico se ajusten al SLA, los datagramas sonencaminados, realizando la red la funcin de sha-ping o conformado con objeto de que los trficossean uniformes.

    Limitacin de la tasa (rate-limiting, policing). En elcaso de que el caudal no se ajuste al SLA la red rea-liza la funcin de policing. Cuando el caudal de tr-fico de un determinado cliente supera lo determi-nado por el SLA, se procede a reducir la prioridadde los datagramas del trfico de exceso o incluso aeliminarlos, dependiendo del tipo de SLA o de laseveridad de la sobrecarga.

    El estndar DiffServ, como tal, no es determinantepara el cliente. Esto quiere decir que el cliente es librede superar los lmites establecidos por el SLA, y es lared la responsable de hacer cumplir el SLA y de corre-gir los desequilibrios producidos por el cliente.Obviamente, el cliente deber tratar de cumplir elSLA, para lo cual monitorizar el trfico enviadohacia la red para cada una de las clases de trfico oniveles jerrquicos, y como consecuencia realizarfunciones de shaping. Esto le permitir sacar el mayorpartido de los recursos de red contratados.

    Tal como se desprende del estudio detallado de los

    escenarios de servicios multimedia, en la mayor partede ellos el trfico sigue una distribucin de Erlang.Adicionalmente y como consecuencia de los criteriosestablecidos por el SLA, que se pueden resumir enque determinan un flujo mximo en cada uno de losniveles jerrquicos, el trfico generado por el resto delos servicios puede ser asimilado con bastante preci-sin a la distribucin de Erlang. Esto permite definirun modelo de ingeniera de red, el cual, adems, esbastante similar al clsico.

    En consecuencia, el escenario general de calidad deservicio se configura sobre los siguientes conceptos:

    Los SLAs determinan los caudales producidos porlos clientes, que siguen una distribucin prxima almodelo de Erlang.

    Los caudales de trfico agregados sobre la red se cal-culan sobre la base de los SLAs y sobre el consumode servicios.

    El dimensionado de red se realiza de tal forma quela carga mxima de red producida por los servicioscon calidad garantizada sea inferior al 80 por cien-to.

    El resto de la capacidad de red se podr utilizar paraproveer servicios con calidad de servicio no garan-tizada.

    Es importante destacar que no existe reserva de recur-sos, por lo que cuando el caudal asignado a un niveljerrquico no est siendo utilizado, ste puede serautomticamente utilizado por los niveles jerrquicosinferiores.

    A priori, no existe ningn condicionante en la asigna-cin de prioridades a los datagramas, todo depende delas prestaciones y costes con que se provee el servicio.

    Con objeto de aclarar la utilizacin del modelo decalidad de servicio se puede hacer una descripcin dela posible utilizacin de los niveles jerrquicos en fun-cin del tipo de informacin generada por los servi-cios. Es la siguiente:

    En la explotacin, la informacin generada ser lasiguiente:

    Las funciones de configuracin, supervisin y demantenimiento de la red utilizarn la prioridadNJ4.

    77Comunicaciones de Telefnica I+D Nmero 24 Enero 2002

  • Las funciones de medidas y estadsticas utilizarnla prioridad NJ1.

    La naturaleza de esta informacin es no determi-nista, por lo que el SLA es el responsable directo deque sea convertida en un flujo mximo determi-nista.

    Los servicios de voz y videoconferencia utilizarn laprioridad NJ3. El flujo de informacin generadopor estos contenidos es determinista y la figura detrfico en red se comporta de acuerdo al modelo deErlang. Es importante apuntar que los procesos depaquetizacin y compresin de informacin pro-ducen un rgimen de informacin instantnea queno es constante. Sin embargo, la agregacin de tr-ficos conduce rpidamente a flujos de rgimenconstante, incluso en el anillo de acceso.

    Los servicios de distribucin de tiempo real, talescomo televisin, msica, radio, formacin y conte-nidos, utilizarn la prioridad NJ2, y la informacingenerada puede ser considerada como flujos dergimen constante con un comportamiento deter-minista.

    Los servicios de transferencia de informacin gen-rica con calidad garantizada utilizarn la prioridadNJ1, entendindose como tal aquella cuyo nicorequisito de transporte es la garanta de transferen-cia, por ejemplo comercio electrnico, correo, etc.Estos flujos son de naturaleza no determinista, porlo que es responsabilidad del SLA asegurar un flujomximo determinista.

    Los servicios de descarga de informacin bajodemanda, tales como VoD y MoD, pueden utilizarlos niveles de prioridad NJ2, NJ1 o NJ0, ya queaceptan diversas alternativas de provisin.

    Los servicios de transferencia de informacin gen-rica con calidad no garantizada utilizarn la priori-dad NJ0.

    Obviamente, cualquiera de las informaciones anterio-res puede ser transferida en un nivel jerrquico infe-rior al especificado, en cuyo caso no se podr asegurarla calidad requerida por la propia naturaleza del servi-cio.

    La jerarquizacin de trfico y los SLAs resultantes sonun primer criterio para establecer los costes del trans-porte. De los modelos experimentales se sabe que elcoste del caudal depende exponencialmente del nivel

    jerrquico utilizado en el transporte de la informa-cin.

    Esta cantidad es slo una parte del coste de los servi-cios, en el cual intervienen otros factores que debernser analizados en los diferentes escenarios de provi-sin.

    La seguridad de la provisin de servicios en la RNGse define en diferentes niveles que pueden ser estruc-turados en dos apartados diferentes:

    1. Seguridad de red

    Las funciones de seguridad de red aseguran su inte-gridad frente a comportamientos indebidos de losclientes o servidores conectados a la red. Estas fun-ciones se basan fundamentalmente en tcnicas defiltrado y ACL (Access Control List). Un ACL esuna lista de acceso formada por un conjunto dereglas que definen un perfil o perfiles de trfico.Asimismo, un filtro es un ejecutable asociado a unainterfaz de llegada o de salida que se ejecuta sobrelos datagramas recibidos o transmitidos sobre esainterfaz. En las implementaciones comercialesestos dos conceptos pueden estar separados poruna frontera difusa, aunque se puede decir que unACL engloba un concepto ms general y es aplica-ble no slo a filtrado, sino a otras funciones de losequipos en la red.

    2. Seguridad de cliente

    Las funciones de seguridad de red permiten anali-zar el contenido del datagrama y, en particular, dela cabecera IP, y decidir si el datagrama debe serencaminado hacia el destino y de qu modo, o sipor el contrario debe ser eliminado, en cuyo casose puede generar un histrico de estos datagramas.Su ejecucin puede ser desencadenada como con-secuencia de la recepcin de un datagrama, siendoel propsito de estas funciones la seguridad deltransporte, as como de la red y los equipos que lacomponen.

    Los mecanismos de filtrado que estn implementadosen los actuales equipos de red permiten solucionar lossiguientes problemas de seguridad:

    Falsificacin de la direccin IP origen. Ante unataque o fraude siempre se podr conocer la direc-

    Seguridad

    78Nmero 24 Enero 2002 Comunicaciones de Telefnica I+D

  • cin IP origen del cliente que lo ha producido, ypor tanto su identidad, ya que en la RNG la cone-xin del cliente es always on, por lo que la asigna-cin de la direccin IP al puerto fsico del GSR deborde es conocida.

    Flooding a clientes, servidores o equipos de red.

    Intrusin en clientes, servidores o equipos de red.

    Recepcin de trfico multicast por parte de clientesque no tienen autorizacin.

    Generacin de trfico multicast en rangos de direc-cin no permitidas.

    La seguridad de cliente es soportada por los equiposterminales de red, localizados en la instalacin delcliente, y por tanto son funciones de seguridad extre-mo a extremo.

    Todos los conceptos considerados se agrupan dentrodel estndar IPSec. Las funciones bsicas a considerar son:

    Tunelado de informacin.

    Autenticacin de datagramas.

    Encriptacin.

    El tunelado consiste en insertar en el payload del data-grama de la red de transporte un datagrama cuyo con-texto es otra red, que podr ser una intranet o Inter-net. Aunque sta es una funcin de seguridad, tam-bin es el mecanismo bsico para soportar redes pri-vadas virtuales sobre los recursos de la red de trans-porte, as como estructurar los planes de numeracin.

    Las funciones de autenticacin y encriptacin dedatagramas son soportadas mediante cabeceras que seinsertan en el datagrama y que son transparentes a lared. stas contienen las claves de autenticacin yencriptacin de la cabecera. IPSec define dos modali-dades para estas funciones, existiendo la posibilidadde encriptar tambin el payload del datagrama.

    Cuando el cliente no usa tunelado, las cabeceras deIPSec se integran en el datagrama de red. Por el con-trario, cuando el cliente utiliza tunelado, las cabecerasde IPSec se insertan y aplican en el datagrama decliente exclusivamente.

    Los mecanismos de seguridad descritos deben ser

    estructurados de tal forma que su fundamento tcni-co sea paralelo a la estructura del negocio. Esto quie-re decir que la seguridad de un servicio deber ser res-ponsabilidad tcnica del proveedor de servicio; as, lared no puede ser responsable tcnico de la seguridadde una aplicacin de servicio y, por tanto, los meca-nismos de seguridad debern ser definidos de formaespecfica para cada escenario de servicio. No obstan-te, todos ellos deben responder a unos criterios deseguridad estructurados, de tal forma que no aparez-can conflictos de competencias entre las diferentesempresas involucradas en los escenarios de provisin.

    Los requisitos fundamentales relativos a los protoco-los de red son:

    Encaminamiento de informacin extremo a extre-mo por medio de datagramas.

    Direccionamiento de datagramas unicast y multi-cast.

    Por tanto, deben existir planes de numeracin paraambos tipos de direccionamiento, que sean ademscompatibles con Internet. Esto significa que la reddebe disponer de un plan de numeracin internocompatible con el contexto global formado por otrasredes de la misma naturaleza, englobadas todas ellasen Internet.

    Existen actualmente tres protocolos de red comercia-les que cumplen el requisito de encaminamiento pormedio de datagramas: IPv4, IPv6 y MPLS. Por enci-ma de estos protocolos de red estar situada la torre deprotocolos que soporta la provisin de servicios. Suscomponentes dependen del tipo de servicio y, desdeun punto de vista genrico, la conclusin ms impor-tante es que los servicios estarn soportados por losprotocolos del TCP/IP suite.

    Los protocolos que soportan las aplicaciones estndeterminados por los requisitos de stas, por lo quedesde el punto de vista de red no son materia de espe-cificacin. Por el contrario, los protocolos de controly de routing son materia de red exclusivamente.

    El protocolo IPv4

    Este protocolo est bien asentado comercialmente,pero se le atribuyen tres deficiencias:

    Protocolos y plan de numeracin

    79Comunicaciones de Telefnica I+D Nmero 24 Enero 2002

  • 1. No soporta la calidad de servicio.

    2. No es seguro.

    3. Tiene un campo de direccionamiento limitado.

    En cuanto al primer aspecto se puede decir que IPv4en realidad s que soporta la calidad de servicio, aun-que el verdadero problema es que hasta ahora no se haimplementado en los equipos de red de forma gene-ral. Adems, los aspectos de calidad de servicio y segu-ridad no son realmente problema del protocolo dered, sino del modelo de red, tal como lo demuestranlos estndares DiffServ e IPSec. Por tanto, los requisi-tos de calidad de servicio y seguridad no son respon-sabilidad del protocolo y estn soportados por losestndares ya mencionados, apoyndose para su fun-cionamiento en los recursos que ofrece para ello elprotocolo IPv4.

    En el caso particular de la calidad de servicio, existeun requisito que involucra al protocolo y es la codifi-cacin del concepto de jerarquizacin de trfico, queen el caso de IPv4 estar soportado por el campo ToSde 8 bits. Cuando este campo se utiliza directamenteest estructurado en 2 partes: 3 bits de precedence paracodificar la prioridad y 4 bits para codificar el type ofservice. Si este campo es utilizado para Diffserv seemplean 6 bits, que codifican el DSCP (DifferentiateService Code Point) segn lo especificado por dichoestndar.

    En lo relativo al plan de numeracin, IPv4 es actual-mente uno de los pilares que soporta Internet, exis-tiendo unas directrices claras para establecer dichoplan de numeracin. Cuando una red proporcionaservicios a una colectividad especfica de clientes,como es el presente caso, desde el punto de vista deInternet sta forma una red privada y su plan denumeracin tiene un espacio de direccionamientobien definido, de modo que:

    En el rango de direcciones clase A es 10/8.

    En el rango de direcciones clase B es 172.16/12.

    En el rango de direcciones clase C es 192.168/16.

    El acceso de un cliente de esta red a Internet deberhacerse con direcciones pblicas. En consecuencia, elespacio de direccionamiento privado contiene 16millones de direcciones IP posibles, lo cual es escasosi se considera que la eficiencia de la asignacin dedirecciones a los clientes est condicionada por su dis-

    tribucin geogrfica, por lo que la eficiencia nuncaser muy alta. Las tcnicas de superneting y de subnet-ting (en general, CIDR) permiten aprovechar mejor elespacio de direccionamiento. En cualquier caso, ste yla movilidad IP son los nicos inconvenientes quepresenta actualmente IPv4.

    En lo relativo a la numeracin multicast la situacin essimilar, siendo el rango de numeracin privado239.128/9. En este caso el espacio de numeracin essuficientemente amplio, ya que, a diferencia del direc-cionamiento unicast que identifica las interfaces deacceso de cliente, en este caso se identifican flujosmulticast.

    El protocolo de routing unicast ms adecuado en eltroncal y la red de acceso es OSPF o IS-IS, emplen-dose RIP en los anillos donde se encuentran conecta-dos los clientes. Esto permite simplificar el routingcon RIP en la parte final de la red donde la estructu-ra de anillo propuesta as lo permite, debiendo teneren cuenta las restricciones de mtrica que imponedicho protocolo. Las rutas estticas y las ip-policytambin se emplearn en los casos que se requierapara facilitar y simplificar el routing unicast.

    El protocolo multicast mas adecuado es PIM, ya queofrece ventajas frente al protocolo DVMRP, que fue elprimer protocolo desarrollado para el routing multi-cast, y adems actualmente ya existen distintos fabri-cantes que lo implementan. DVMRP no es escalabley tiene severas limitaciones y desventajas que le hacenpoco recomendable para una red como la que se pro-pone, especialmente en servicios que no sean de dis-tribucin.

    Se emplea PIM en sus diferentes variantes: PIM-DM, PIM-SM y PIM-SS, junto con otros protocoloscomo MSDP que permiten aumentar la escalabilidad.Para la gestin de direcciones multicast en la red y suasignacin segn los diferentes servicios, siempre quelos equipos lo soporten, se emplea la arquitecturaMALLOC; sta emplea distintos protocolos para lagestin, asignacin y reparto de direcciones multicasten la red para su uso, ya sea temporal o permanente.Como norma general, el rango de direcciones multi-cast a utilizar en la red se divide en subrangos, cadauno de ellos reservado para el uso en un tipo de apli-caciones, lo cul, adems de estructurar el direcciona-miento, facilitar en gran medida las funciones deseguridad (filtrado) en la red para el control de acce-so a los servicios que utilizan multicast.

    PIM es el protocolo ms apropiado, ya que soporta

    80Nmero 24 Enero 2002 Comunicaciones de Telefnica I+D

  • eficazmente el multicast en modo denso (PIM-DM /PIM-SS) y en modo disperso (PIM-SM). Esto esimportante si se considera que en la red coexistenambos escenarios; as, la distribucin de TV tiene unpatrn de multicast en modo denso, mientras que lamulticonferencia o la distribucin de informacincorporativa tiene un comportamiento en modo dis-perso.

    En el caso de conectarse a otras redes se debernemplear protocolos tales como BGP, MBGP y MSDP.

    El protocolo IPv6

    Esta versin del protocolo IP tiene por objeto resolverlas supuestas deficiencias de la versin IPv4. No obs-tante, ya se ha analizado que de todas ellas slo lasrelativas al espacio de numeracin y la movilidad IPson atribuibles al propio protocolo.

    Los cambios ms importantes del protocolo IPv6 son:

    Definicin de un campo traffic class de 4 bits y otrode flow label de 20 bits. Se puede decir, en lneasgenerales, que sustituyen al campo ToS de 8 bits enIPv4, con objeto de soportar QoS.

    Ampliacin de los campos de direccin a 16 bytes.

    Integracin de un modelo de seguridad dentro delpropio protocolo IPv6.

    Dispone de mecanismos de autoconfiguracin (loque supone una ventaja para el usuario y el admi-nistrador de la red).

    Dispone de mecanismos de movilidad (lo que per-mite al usuario cambiar fsicamente de interfaz deacceso a la red sin perder su identidad). Esta movi-lidad puede proporcionarse tanto en redes fijascomo mviles.

    Por tanto, los problemas remanentes de IPv4 quedanresueltos en la versin IPv6. Asimismo, los criteriospara establecer el plan de numeracin son similares alos ya descritos para la versin IPv4, con la diferenciade que el nmero de clientes totales no tiene restric-ciones. En este caso se puede plantear la asignacin dedirecciones de clientes dentro del espacio pblico dedirecciones, lo cual soluciona la actual pretensin deasignar direcciones IP de esta naturaleza a los termi-nales fijos y mviles de tercera generacin. Esto puedetener ventajas en lo que se refiere a la provisin de ser-vicios prestados por otras redes sobre una nica direc-

    cin IP, aunque puede tener ciertos inconvenientesrelativos a la prdida de seguridad de la red.

    En IPv6, adems de los mecanismos que permitendeterminar las direcciones en IPv4 (manualmente ymediante DHCP), hay un nuevo mecanismo que per-mite hacerlo de forma totalmente automtica (statelessautoconfiguration). En este ltimo, el host obtiene ladireccin a partir de un prefijo de 64 bits anunciadopor el router (prefix advertisement), junto con la infor-macin de su interfaz local, generando un identifica-dor de interfaz de 64 bits siguiendo el estndar EUI-64. Para evitar que existan direcciones duplicadas enuna red se ejecuta un algoritmo de deteccin de direc-ciones duplicadas.

    De forma ms concreta, en este algoritmo, las direc-ciones se crean como tentative (no definitivas) y,durante un tiempo, se envan mensajes en los que sesolicita que se informe si su direccin est duplicada.Si no se reciben mensajes, su estado pasa de ser tenta-tive a definitivo.

    Otra caracterstica importante de IPv6 es la movilidadIP (Mobile IP). sta se consigue empleando tneles;los drivers para la configuracin de tneles estn dis-ponibles en todas las implementaciones del protocoloIPv6, en parte debido a que los tneles son un meca-nismo que permite la convivencia de IPv4 e IPv6 enla etapa de transicin. El soporte de movilidad seempez a desarrollar en IPv4 e IPv6 al mismo tiem-po, pero el grupo de trabajo correspondiente delIETF lleg a la conclusin de que el soporte en IPv4adoleca de problemas de seguridad.

    Los sistemas de acceso a redes IP denominadosAlways-on (como en el caso de la RNG), en los que elusuario residencial y/o remoto est permanentementeconectado con una direccin IP pblica, son cada vezms frecuentes. El uso de direcciones pblicas no esun mero capricho de diseo, ya que el uso de direc-ciones privadas lleva al uso de NATs o PROXYs,rompiendo la conectividad extremo a extremo eintroduciendo problemas de capacidad, especialmen-te en los sistemas de acceso de banda ancha, comoADSL.

    Debido a esto, estas redes incrementan la demanda dedirecciones IP pblicas a un ritmo mayor del espera-do, pues el acceso permanente impide una concentra-cin de recursos (las direcciones IP pblicas), basadoen la divisin por tiempo de uso de las mismas (asig-nacin dinmica). El problema se ve agravado porquealgunos servicios o mecanismos de red estn basados

    81Comunicaciones de Telefnica I+D Nmero 24 Enero 2002

  • en la asignacin de varias direcciones pblicas porusuario.

    El fuerte crecimiento actual de las redes de acceso debanda ancha, especialmente ADSL y las redes decable, augura una anticipacin de la fecha lmite en laque podran agotarse las direcciones IPv4 pblicas.Por tanto, se considera que ste puede ser un factorque desencadene el uso de direcciones y, por tanto,del protocolo IPv6.

    IPv6 ya hace tiempo que dej de ser un protocolo te-rico para pasar a ser un hecho. Hoy en da existenmultitud de redes IPv6 en todo el mundo, que seinterconectan a travs de la red experimental 6-Bone.Para facilitar la coexistencia de IPv6 con IPv4 existenuna serie de mecanismos de traduccin y tuneladoque permiten a los hosts IPv6 acceder a redes IPv4. Latopologa ms habitual, utilizando IPv6, consiste enuna serie de redes de rea local IPv6 que se conectana travs de tneles sobre IPv4, ya sea con tnelesmanuales o bien tneles 6to4.

    En la Figura 10 se muestra un escenario bsico deIPv6, donde se ponen de manifiesto la interrelacincon el mundo IPv4 y los mecanismos de autoconfi-guracin y seguridad propios de este protocolo.

    De todas maneras, la implantacin comercial de estaversin es todava escasa, por lo que en una primerafase el protocolo de red ser IPv4, para pasar poste-riormente a IPv6. Se debe considerar que la implan-tacin masiva de IPv6 puede tardar varios aos, aun-que existen diferentes mecanismos que permiten la

    implantacin progresiva de IPv6 en entornos IPv4,utilizando tcnicas de tunelado.

    El protocolo MPLS

    Este protocolo nace como una necesidad de integrarlas distintas soluciones propietarias de conmutacinde alta velocidad basadas en equipos ATM para redesIP (tag-switching, etc.). Actualmente ha evolucionado,buscando dar respuesta a alguno de los puntos espe-cialmente criticados de las redes IP, por ejemplo,aportando mecanismos para resolver aspectos de inge-niera de trfico. Adems, aparece como una buenaopcin para resolver parte de los problemas encontra-dos en las soluciones clsicas de VPN, como, porejemplo, la gestin, el provisionamiento y la escalabi-lidad, con la ventaja de que este tipo de solucionespara VPN han sido ya estandarizadas y son soporta-das actualmente por varios de los fabricantes msimportantes de equipos de red.

    Sin embargo MPLS no est libre de problemas, yaque al basarse de nuevo en el establecimiento de cir-cuitos virtuales, choca frontalmente con otros proto-colos y soluciones existentes en el mundo IP. Para elentorno de la RNG, un problema actual de MPLS sederiva de la inexistencia de soluciones estndar quepermitan trabajar conjuntamente a los protocolos derouting multicast y MPLS de forma integrada, ya queactualmente pueden funcionar sobre la misma red,pero de manera independiente y sin relacin funcio-nal entre ellos.

    La nica solucin a este punto es que los protocolos

    82Nmero 24 Enero 2002 Comunicaciones de Telefnica I+D

    6- Bone

    RED IPv6 RED IPv4 RED IPv6

    Anuncio de prefijos ( P1 )

    TnelesComunicacin encriptada

    P1: H1

    P1: H2

    P1: H3

    P1: H4

    Autoconfiguracin

    H1

    H2

    H3

    H4

    Figura 10. Escenario actual de IPv6

  • de routing multicast trabajen de forma independienterespecto de MPLS, y dentro del troncal de la red seencarguen de definir distintos LSPs o caminos MPLSsobre los cuales se encaminen los diferentes flujo mul-ticast. Cabe destacar que el trfico o flujo multicastque mejor se adapta para su uso con MPLS es elcorrespondiente a los servicios de distribucin. Enotros servicios como el de multiconferencia serainviable su uso, debido al dinamismo inherente alpropio servicio, al crearse y anularse de forma conti-nua y rpida gran cantidad de rboles multicast, loque implicara un dinamismo similar para la activa-cin y desactivacin de caminos LSPs de MPLS.

    Desde el punto de vista de ingeniera de trfico, elmodelo de RNG descrito hasta ahora no necesitamecanismos adicionales que optimicen la distribu-cin del trfico en la red, de forma que la probabili-dad de que se congestione algn enlace es pequea.Las caractersticas que hacen esto posible son lassiguientes:

    Se trata de una red de nueva creacin, no depen-diendo, por tanto, de una topologa y dimensiona-miento, legado que, en principio, no suele estaradaptado al trfico generado por los servicios mul-timedia que se piensan proveer a corto y medioplazo.

    El trfico se puede estimar, estando tipificado conun modelo de Erlang en servicios como VoIP, dis-tribucin de TV, VoD y multiconferencia, que sonlos que aportaran la mayora del trfico cursado.

    Se utiliza el estandar de QoS Diffserv.

    La topologa es redundante y est estructurada endoble plano.

    Est dimensionada teniendo en cuenta los trficosque debe soportar. Cada uno de los planos es capazde soportar dicho trfico, de forma que ante unfallo simple en la red se siguen soportando los ser-vicios descritos.

    Se emplean SLAs en el acceso.

    Teniendo en cuenta estos factores, en principio no esnecesaria la inclusin de elementos de ingeniera detrfico en la gestin de la red. Sin embargo, puede quedebido a modificaciones en las caractersticas del tr-fico (por ejemplo, transporte de otro tipo de trficosobre el troncal, etc.), en algn momento se hicieranecesario aplicar algn criterio especial a alguno de

    los flujos transportados por la red, optimizando laocupacin de los recursos de red (transmisin y/oconmutacin).

    La solucin ms sencilla es pensar en mecanismosimplementados a nivel IP, bien por los propios proto-colos (mtricas, rutas estticas y ECMP), o bien porlos equipos (ip policy). Esta solucin tambin es la mseconmica, puesto que no obliga a la inclusin deningn otro protocolo en los equipos, aunque es lams dependiente del fabricante, ya que la funcionali-dad disponible, aunque muy parecida, no es total-mente similar. El problema de esta solucin es que espoco manejable y no escala para redes grandes.

    Otra solucin es la inclusin en la red de nuevos pro-tocolos destinados especficamente a cubrir esta nece-sidad, como es el caso de MPLS. ste permite la crea-cin de caminos LSPs explcitos, caminos basados encondiciones y caminos mltiples, que junto con otrasfacilidades de MPLS, como el fast-reroute y hot stand-by, facilitan y automatizan en gran medida la ingenie-ra de trfico. En concreto, estas dos ltimas facilida-des permiten la recuperacin ante fallos (transmisiny/o conmutacin) en tiempos comparables a los deJDS.

    El modelo de RNG propuesto permite materializarlos nuevos conceptos que han aparecido en el merca-do para una red IP multiservicio de banda ancha, redque facilita al operador la provisin a los clientes fina-les de todo tipo de servicios multimedia con una rela-cin prestacin/coste muy competitiva comparadacon las soluciones clsicas de red.

    El transporte se realiza en modo datagrama (IP) extre-mo a extremo, utilizando direccionamiento unicast ymulticast, consiguiendo con ello la agregacin de todotipo de trfico, independientemente del tipo de servi-cio, y permitiendo la provisin de servicios punto amultipunto, como la distribucin de TV o el NVoD,y multipunto a multipunto, como la multiconferen-cia, de una forma altamente escalable, sencilla y bara-ta.

    En el nivel 2 se propone fundamentalmente el uso deEthernet, ya que comparado con otras tecnologascomo ATM o JDS su relacin capacidad/coste es deuno a dos ordenes de magnitud menor. El mbito deaplicacin de Ethernet ha pasado de ser la tpica LANcorporativa a abarcar mayores distancias, pudindose

    CONCLUSIONES

    83Comunicaciones de Telefnica I+D Nmero 24 Enero 2002

  • utilizar en escenarios de MAN, WAN y la ltimamilla, de forma que se puede hablar ya de Ethernet entoda la comunicacin extremo a extremo.

    Desde el punto de vista de la QoS se plantea la jerar-quizacin del trfico en diferentes prioridades, talcomo se recoge en el estndar DiffServ, y el uso deSLAs en la periferia de la red, lo que permite preser-var la eficacia de sta y poder disponer de un modelosencillo de ingeniera de red.

    De todas formas, es necesario comentar que en lasfases intermedias del proceso de evolucin hacia estemodelo de RNG ser imprescindible usar el protoco-lo MPLS, con el objetivo de solucionar la provisinde ciertos servicios, como son las VPN, y facilitar laresolucin de problemas que puedan aparecer en laingeniera de trfico, a costa, claro est, de perder lacapacidad de proveer de forma eficaz servicios basadosen el transporte multicast.

    84Nmero 24 Enero 2002 Comunicaciones de Telefnica I+D

    ADMADSLATMBGP

    CIDRDHCP

    DSLAMDVMRP

    ECMPELFEXT

    EoVDSLEPONFEXTHTTP

    IETFIP

    IS-IS JDS

    LANLSP

    MACMALLOC

    Add/Drop MultiplexerAsymmetric Digital Subscriber LineAsynchronous Transfer ModeBorder Gateway ProtocolClassless Inter-Domain RoutingDynamic Host Configuration ProtocolDigital Subscriber Line Access MultiplexerDistance Vector Multicast Routing ProtocolEqual Cost Multiple PathsEqual-Level Far-End CrosstalkEthernet over VDSLEthernet Passive Optical NetworkFar-End Cross TalkHiper Text Transfer ProtocolInternet Engineering Task ForceInternet ProtocolIntermediate System - Intermediate System Jerarqua Digital SncronaLocal Area NetworkLabel Switched PathsMedia Access ControlMulticast-Address Allocation

    MANMBGP

    MoDMPLS

    MSDPNAT

    NEXTNVoDOSPF

    PIM-DMPIM-SMPIM-SS

    QoSRIP

    SDH SONET

    VDSLVoDVoIPVPN

    WANWDM

    Metropolitan Area NetworkMultiprotocol BGPMusic on DemandMulti Protocol Label SwitchingMulticast Source Discovery ProtocolNetwork Address TranslationNear-End Cross TalkNear Video on DemandOpen Shortest Path FirstProtocol Independent Multicast-Dense ModeProtocol Independent Multicast-Sparse ModeProtocol Independent Multicast-Source SpecificQuality of ServiceRouting Information ProtocolSynchronous Digital HierarchySynchronous Optical NETworkingVery High Data Digital Subscriber LineVideo on DemandVoice over IPVirtual Private NetworkWide Area NetworkWavelength Division Multiplexing

    Glosario de Acrnimos