Universidad Yacambú

Dirección de Postgrados Virtuales

 

 

 

INTERNET NETWORKING

TRABAJO FINAL

 

 

 

Héctor R Caraucán D

C.I. 10.065.622

 

 

Valencia, Diciembre de 2001

 

INTERNET NETWORKING
Trabajo Final (TF)

El escenario:

    Una editorial de revistas con sede  en Caracas, tiene sucursales en Puerto Ordaz (Edo. Bolívar) y otra en Porlamar (Edo. Nueva Esparta). Esta compañía se mantiene el flujo de comunicación entre sus sucursales mediante el teléfono y Federal Express (servicio de courrier).

    Cada oficina tiene red. Estas redes fueron implantadas hace cinco años y cada una tiene una topología de bus lineal con cable coaxial soportando un tráfico de 10 Mbps.

    Recientemente, la compañía ha estado desarrollando proyectos que involucran equipos que están conformados por miembros que pertenecen a mas de una sucursal. Cada oficina posee recursos únicos que las otras no tienen; los proyectos que se llevan a cabo actualmente requieren del uso de todos los recursos de la compañía independientemente de donde se encuentren.

    Las redes han tenido frecuentes problemas de cableado y cada vez  que ocurre uno, la red completa se cae hasta que el problema es resuelto.

El problema:

    A la gerencia de la compañía le gustaría disponer de una solución de networking que les permitiera diagnosticar y resolver los problemas de manera más sencilla y expedita, menores tiempos con la red fuera de servicio y comunicaciones WAN entre las sucursales y la sede. Les gustaría una conexión que soporte 256 Kbps en datos y algunas conversaciones telefónicas análogas ( las llamadas de larga distancia nacional causan una factura enorme). La combinación entre llamadas de larga distancia y  los cargos de FeDex deben ser eliminadas mediante la WAN. A la gerencia le gustaría que la WAN fuese capaz de mantener su operación aún cuando uno de los enlaces con una sucursal falle.

SU SOLUCION:

-          Identifique por lo menos dos items en cada sitio que necesiten o requieran actualización

R:

1.- Propongo cambiar la topología de bus lineal con cable coaxial en todas las LAN por la topología ARCNET Coaxial (Estrella), esto con la finalidad de evitar interrupción del servicio en toda la red por problemas de cableado.

Así cada red local se une en un único punto, normalmente centralizado, como un switch.  Un switch es un dispositivo de propósito especial diseñado para resolver problemas de rendimiento en la red, debido a anchos de banda pequeños y embotellamientos. El switch puede agregar mayor ancho de banda, acelerar la salida de paquetes, reducir tiempo de espera y bajar el costo por puerto. Opera en la capa 2 del modelo OSI.

Dado que por la regla tradicional 80/20 del diseño de redes el 80% del tráfico en una LAN permanece local, se invierte con el uso del switch. Los switches resuelven los problemas de anchos de banda al segmentar un dominio de colisiones de una LAN, en pequeños dominios de colisiones.

2.- Recomiendo el uso de cable coaxial 10 Base-5, este cable tiene mejor blindaje que el par trenzado, así que puede abarcar tramos más largos a velocidades mayores. Debido que hay antecedentes de fallas originadas por el cableado, sugiero efectuar una verificación utilizando un probador de cableado, con el objeto de detectar cables cortados o en cortocircuito, cables corridos de posición, piernas invertidas, etc.

 

-          Que tipo de conexión WAN (enlace) usaría para conectar los tres sitios entre sí

R:

Utilizaría el servicio Frame Relay, el cual permite mover bits de A a B a una velocidad razonable y a bajo costo. Se puede pensar en Frame Relay  como una línea virtual rentada. El cliente renta un circuito virtual permanente entre dos puntos y entonces puede enviar marcos o frames (paquetes) de hasta 1600 bytes entre ellos. Frame Relay ofrece características que lo hacen ideal para la interconexión de LANs a través de una WAN (Wide Area Network). Tradicionalmente, esto se hacía utilizando líneas privadas, o conmutación de circuitos sobre líneas dedicadas arrendadas (leased lines). Este último método tiene varias desventajas, principalmente el hecho de que se convierte en excesivamente costoso en la medida en que la red crece, tanto en términos de kilómetros como de nodos a interconectar. En una red completamente mallada (todos contra todos) el número de enlaces es (n(n-1))/2, donde n es el número de nodos o dispositivos a interconectar. De esta forma, en una red de 3 nodos, para introducir un nuevo nodo se deberán implementar 4 nuevas líneas dedicadas, para dos nuevos nodos 8 líneas, etc.

 

La razón de los costos elevados es que los circuitos de alta velocidad y los puertos deben ser instalados punto a punto entre un creciente número de routers o dispositivos de enrutamiento e interconexión. Así, para accesar a la red se requiere de un router (o varios de ellos) con un número de puertos WAN igual o mayor al número de destinos con los que hay que establecer comunicación. También, este tipo de interconectividad basada en circuitos, resulta en una gran cantidad de ancho de banda desperdiciado el cual es necesario para soportar el tipo de tráfico de ráfagas propio de las LANs. Un tráfico tipo ráfaga puede exigir de la red un gran ancho de banda en fracciones de segundo en las que hay datos por transmitir, pero la mayor parte del tiempo no se tiene tráfico, por lo que el ancho de banda permanece ocioso.

 

Frame Relay es una buena opción para aquellas aplicaciones en donde el tráfico es impredecible, de alto volumen y de tipo ráfaga, típico de aplicaciones tales como el correo electrónico, aplicaciones CAD/CAM (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing), y aplicaciones cliente-servidor. Es excelente para redes de medianas a grandes con conectividad mallada o de estrella.

            Frame Relay puede no ser la mejor opción para aplicaciones de tráfico contínuo y constante, tales como video, multimedia, transferencia de archivos grandes, conexiones lentas, conexión de terminales simples a mainframes, etc.

 

 

-          Cuantas conexiones se requieren para conectar los tres sitios (dibuje un diagrama indicando el tipo de conexión)

R:

Frame Relay es una tecnología que puede manejar múltiples sesiones de datos sobre una única línea de acceso, lo cual significa que los requerimientos de hardware y de circuitos se ven reducidos. De esta forma, como se ilustra  en la Fig. 1, por cada nodo (3 en total) sólo se requiere un único router (o dispositivo de acceso), puerto y línea de conexión a la red. En definitiva, a nivel del usuario la topología física parece ser una estrella, pero la topología lógica es una malla.

Figura No.1  Diagrama de interconexión de LAN

 

-          Que tipo de dispositivo se podría usar para consolidar o reunir las múltiples señales de voz y datos y colocarlas en el mismo enlace WAN

R:

Se podría usar un multiplexer  o multiplexor (MUX)  para  la interconexión de equipos usando un medio de comunicación compartido. Los multiplexores actualmente se utilizan fundamentalmente en sistemas mixtos de datos, voz, video y sistemas de transmisión por satélite. Son muy útiles también para entornos locales, ya que permiten reducir la cantidad de cable que es necesario tender en un edificio para enlazar los distintos terminales con computador central (servidor). El multiplexor puede ser usado para interconectar LANs dispersas formando una  red extensa. También permite que LANs y PBXs de una organización compartan las mismas facilidades de transmisión troncal (ver como ilustra la figura No. 2).

Figura No. 2  Uso del multiplexor para interconectar redes de voz y datos

 (cap5a.pcx)

 

El  multiplexor se confunde a menudo con el concentrador, dado que las funciones de ambos se solapan. Sin embargo, en un concentrador la velocidad binaria total de la línea multiplexada es menor que la suma de las velocidades de los canales individuales, cosa que no ocurre en multiplexor.

Si bien Frame Relay no es apropiado para llevar voz o video debido al retardo variable que experimentan las tramas, han aparecido técnicas y productos que clasifican de una manera especial a las tramas que llevan voz, dándoles prioridad y añadiendo información de tiempo para que en el nodo de destino un buffer pueda suavizar las variaciones de retardo. También se puede codificar la voz y eliminar los silencios, reduciendo así los requisitos de ancho de banda en hasta un 70% con respecto a la transmisión convencional.  Cuando el retardo es excesivo, se aumenta la compresión de la voz para reducir el tamaño de las tramas a fin de que sean procesados más rápidamente. Sin embargo, si la congestión de la red es severa, no podrá compensarse el retardo o hasta la pérdida de las tramas.

En los últimos años se han avanzado los diseños de los procesadores digitales de señal (DSP). Un DSP es un micro­procesador diseñado específicamente para procesar señales digitalizadas provenientes de voz o video. Los algoritmos de compresión de voz en un DSP hacen posible proveer una alta calidad de audio haciendo eficiente el uso del ancho de banda. Los algoritmos de compresión más comúnmente usados son:

PCM/ADPCM: Modulación codificada de Pulsos/Modulación Codificada de Pulsos Diferencial Adaptable.

ATC/IMBE: Código de Adaptación/Excitación mejorada de multibanda.

CELP/ACELP: Predicción lineal de código excitado/ Predicción algebráica lineal de código excitado


- Que tipo de dispositivo de conexión debe ser usado para conectar la LAN a las múltiples rutas  que se derivan del diagrama dibujado

R:

El proveedor de Frame Relay es el que en la práctica puede construir la WAN para la corporación y lo que hace la corporación es simplemente conectarse a través de un router. En vez de una interfaz convencional hacia la WAN por medio de una línea dedi­cada, en este caso el router (o el multiplexer) viene equipado con una tarjeta de adaptación y un software para Frame Relay. El router se conecta a la unidad CSU/DSU, la cual a su vez se conecta a la línea de acceso local suministrada por la empresa operadora. Esa línea termina en el POP (point of presence) del CSU/DSU de la operadora, el cual está conectado al nodo Frame Relay.


- De todas las soluciones posibles cual sería la más efectiva desde el punto de vista de costos

R:

 

Podriamos considerar el Modo de Transferencia Asíncrono (ATM: Asynchronous Transfer Mode) como una posible solución WAN, pero dado su alto costo actual y a pesar de que esta tecnología será muy probablemente la tecnología de WAN dominante en el futuro, hoy Frame Relay posee una amplia base establecida, al contrario de ATM. El punto importante es que Frame Relay y ATM ofrecen servicios diferentes y están dirigidos a diferentes aplicaciones. ATM está orientado a aplicaciones tales como imágenes, video en tiempo real, CAD en grupo (el cual puede requerir demasiado ancho de banda a Frame Relay), etc. Por otro lado, a velocidades de un E1 (2,048 Mbps) o menores, Frame Relay hace un uso más eficiente del ancho de banda que ATM por lo tanto comparando Frame Relay con ATM para nuestra aplicación en particular, elijo la primera.

­­­­­­­­­­­­­­­­­

Ahora comparemos el costo de Frame Relay con el de líneas dedicadas. La comparación más simple tiene que ver con conexiones punto a punto. Ya que Frame Relay también depende en parte de la distancia, es importante analizar cone­xiones cortas, medias y largas y como los costos de Frame Relay varían con el ancho de banda, para obtener una visión más completa es necesario también ver las diferentes velocidades.

La ventaja de Frame Relay se hace más marcada a medida que aumenta el ancho de banda. A  64 o128 Kbps puede ser que Frame Relay que no signifique ningún ahorro, pero a 256 Kbps los ahorros empiezan a notarse y aumentan a medida que se requiere más ancho de banda. También es probable que los precios dismi­nuyan aún más a medida que aumente la com­petencia.   

Con las bajas tarifas que se está ofreciendo, en muchos casos resulta más económico construir una WAN con Frame Relay que usar líneas arrendadas, así que debemos considerar la posibilidad de usar Frame Relay como alternativa para nuestra WAN, sobre todo porque el costo por lo general no depende tanto de la distancia, al contrario de lo que ocurre con líneas arrendadas.

Minimizando los formatos y los procedimientos necesarios, Frame Relay ofrece beneficios de costo/prestaciones sobre las tecnologías existentes para mover datos en una red de área amplia. Frame Relay automáticamente reenruta la comuni­cación por otra ruta en caso de falla y el proveedor se ocupa de las reparaciones necesarias. En cambio cuando se tiene una red privada con líneas dedicadas, el gerente de la red no sólo debe asegurar la posibilidad de reenrutar el tráfico, sino que debe pagar por esa capacidad.

            Una ventaja de Frame Relay es que los proveedores no cobran por reenrutamiento automático en caso de fallas, operación que requiere apenas unos segundos en vez de las horas que puede tardar con líneas arrendadas. Esto no significa que el reenrutamiento automático no exista con líneas arrendadas, sólo que cuesta más.

 

Para concluir Frame Relay hace un mejor uso del ancho de banda gracias a su capacidad de multiplexión estadística y bajo overhead. Como resultado de ésto, el usuario percibe los siguientes beneficios de Frame Relay:

·        Costos de interconexión reducidos: Al usar una red Frame Relay, el multiplexaje del tráfico proveniente de varias fuentes sobre el mismo backbone de la red reduce el número de enlaces físicos y en consecuencia el ancho de banda asociado y sus costos en la red WAN. Dado que múltiples conexiones lógicas pueden ser multiplexadas sobre la misma conexión física, los costos de acceso se reducen también. Los costos en equipos también se reducen dado que el número de puertos para accesar la red se reduce con Frame Relay. Para dispositivos de acceso remoto, los cargos por las líneas de acceso pueden ser menores al reducir el número de enlaces físicos para accesar a la red.

·        Mejor desempeño con menor complejidad en la red: Al reducir la carga de procesamiento (menor en comparación con X.25) y mediante una utilización eficiente del ancho de banda de las líneas digitales de transmisión de alta velocidad, Frame Relay mejora el desempeño y los tiempos de respuesta de las aplicaciones.

·        Mejor interoperabilidad y adherencia a estándares inter­nacionales: El protocolo simplificado de capa de enlace de Frame Relay puede ser implementado sobre tecnologías existentes. Los dispositivos de acceso frecuentemente requieren sólamente cambios de software o simples modificaciones en el hardware afín de soportar la interfaz del estándar. Los equipos de conmutación de paquetes existentes y los multiplexores E1/T1 por lo general pueden ser adaptados a soportar Frame Relay sobre el backbone de las redes existentes.

·        Transparencia respecto al protocolo: Frame Relay ser configurado fácilmente para combinar tráficos de diferentes protocolos tales como IP, SNA o IPX. Esto es especialmente útil para compañías que usan SNA para comunicarse con un mainframe centralizado, y han comenzado a utilizar otros protocolos para aplicaciones cliente-servidor. Los costos pueden reducirse al utilizar Frame Relay como el backbone común para los diferentes tipos de tráfico, unificando así el hardware usado y facilitando la gestión de la red.