Correa Hernández Kenia Raquel

SISTEMA DE GESTIN DE LA INVESTIGACIN UPN pg. 1

PROYECTO DE TESIS

I. DATOS PRELIMINARES. I.1. Facultad : Ingeniera

I.2. Carrera profesional : Ingeniera de Sistemas

I.3. Ttulo de la investigacin :

Anlisis del Desempeo de la calidad de servicio del Protocolo Ipv6 en la red Wireless de la Escuela Superior de Formacin Artstica Pblica MUA de Cajamarca

I.4. Autor(es)

Kenia Raquel Correa Hernndez Bachiller en Ingeniera de Sistemas [email protected]

I.5. Asesor Jos Carlos Tvara Carbajal Ingeniero Electrnico

[email protected]

I.6. Tipo de investigacin I.6.1. Segn el propsito.

Epistemolgicamente esta investigacin es de tipo cientfico tecnolgica.1

I.6.2. Segn el diseo de investigacin. La Investigacin ser de tipo experimental

I.7. Localizacin I.7.1. Institucin donde se desarrollar el proyecto.

a. Escuela Superior de Formacin Artstica Mario Urteaga Alvarado de Cajamarca.

I.7.2. Distrito, Provincia, Departamento.

Cajamarca, Cajamarca, Cajamarca.

I.8. Alcance

Las redes inalmbricas han tenido en los ltimos aos una incursin masiva en las redes hogareas y empresariales y ese crecimiento contina en alza. Pero, a pesar de incrementar el ancho de banda disponible en las sucesivas especificaciones, su rendimiento real no alcanza para cubrir todas las necesidades funcionales de esas aplicaciones. Para cubrir la deficiencia de funcionamiento debido las caractersticas de la red inalmbrica, la IEEE desarroll el estndar 802.11e que permite aplicar Calidad de Servicio a las redes inalmbricas.

______________________ 1 Luis Piscoya Hermoza, en su libro Investigacin cientfica y educacional, un enfoque epistemolgico,

analiza y discute con rigor, a la par que con meridiana claridad, los presupuestos lgicos y conceptuales del conocimiento cientfico, contribuyendo al logro de una lcida comprensin de lo que es la ciencia, a travs de una caracterizacin general de su mtodo y un examen estricto de sus fundamentos. (Piscoya Hermoza, 1995)

Comentario [LGV1]: El alcance se refiere a lo tecnolgico o cientfico de la

investigacin.


I.9. Recursos I.9.1. Humanos.

Autor. Asesor de tesis. Personal Tcnico de la ESFAP MUA de Cajamarca

.

I.9.2. Materiales.

Papel bond. Lapiceros. Lpices. Tner para impresora. Cds. Fotocopias. Usb. Equipos Switches de la ESFAP MUA de Cajamarca Equipo Controlador WLAN de la ESFAP MUA de Cajamarca Equipos Access Point de la ESFAP MUA de Cajamarca Equipos de Cmputo de personal administrativo de la ESFAP

MUA de Cajamarca

I.9.3. Servicios.

Impresora. Internet. Laptop.

I.10. Presupuesto

Recursos Unidad Cantidad Costo uni(S/.)

Costo total(S/.)

Humanos Autor Asesor de Tesis Personal tcnico de la ESFAP MUA de Cajamarca

Hrs Hrs Hrs

700 100 100

0.00 0.00 0.00

0.00 0.00 0.00

Sub-Total 0.00

Materiales Papel bond. Lapiceros. Lpices. Tner para impresora. Cds. Fotocopias. Usb

Millar Unidades Unidades Unidades Unidades Unidades Unidades

2 4 4 1 10

300 1

27.00 0.50 0.50

120.00 1.00 0.10

40.00

54.00 2.00 2.00

120.00 10.00 30.00 40.00

Sub-Total 258.00


Tecnolgicos Impresora Servicio de internet Equipos Switch Equipos Access Point

Unidades Horas Unidades Unidades

1

200 2 3

450.00 1.00

550.00 800.00

450.00 200.00 1100.00 2400.00

Sub-Total 4408.00

Costo Total 4408.00

I.11. Financiamiento La realizacin de la tesis es un proceso que precisa de incurrir en gastos econmicos de una magnitud considerable, el cual ser financiado por la Escuela Superior de Formacin Artstica Mario Urteaga Alvarado de Cajamarca.

I.12. Cronograma Fecha de Inicio: 08 de junio de 2013 Fecha de Trmino: 23 de octubre de 2013

Sem

ana

1

Sem

ana

2

Sem

ana

3

Sem

ana

4

Sem

ana

5

Sem

ana

6

Sem

ana

7

Sem

ana

8

Sem

ana

9

Sem

ana

10

Sem

ana

11

Sem

ana

12

Sem

ana

13

Sem

ana

14

Sem

ana

15

Sem

ana

16

Anlisis e investigacin del Protocolo IPv6, recoleccin,

organizacin de la informacin y requerimientos

necesarios para implementar el protocolo en la Empresa

Organizar, revisar el funcionamiento y estructura del

Protocolo de la Empresa. Identificar el soporte de IPv6

en los hots, routers.

Disear, planificar la instalacin del nuevo protocolo y

su aplicacin en el laboratorio de la Empresa

Implementacin del Protocolo IPv6 en las Instalaciones

de la Empresa

Monitorear el estado de la red, realizar pruebas de

simulaci;on y funcionalidad, establecer ventajas y

desventajas

Desarrollo del documento gua para la instalacin del

protocolo en otras instalaciones de la Empresa.

Entrega del documento de Tesis y correcciones

Sustentacin

Entrega del Proyecto de tesis

Nombre de la Tarea

Duracin

Anlisis

Diseo

Implementacin


II. PLAN DE INVESTIGACIN. 1. Problema de Investigacin.

1.1 Realidad Problemtica. Desde que fue anunciado en 1981, el protocolo IPv4 no ha sufrido

grandes innovaciones. En ms de 20 aos de uso, ha demostrado ser flexible, robusto y poderoso. Sin embargo, ha comenzado a mostrar ciertas limitaciones para adecuarse al funcionamiento de las redes actuales y sus nuevas demandas. El crecimiento exponencial que ha tenido Internet en esta ltima dcada y, el acaecimiento de nuevas tecnologas, han provocado la aparicin de ciertas condiciones que el diseo original del protocolo no anticip (obviamente, no se equivocaron los diseadores de IPv4, sino que la tecnologa ha avanzado mucho ms rpido de lo esperado) y que una de ellas es la carencia de un buen procedimiento para el envo de trfico en tiempo real (conocido como Quality of Service - QoS), adems de otras.

Es aqu donde se piensa dar solucin a estas condiciones que a la larga

se convertirn en problemas, para esto surge un nuevo protocolo IPv6, el cual en esta oportunidad ser aplicado a la Red Wireless de las Instalaciones de la Escuela Superior de Formacin Artstica Publica Mario Urteaga Alvarado de Cajamarca.

1.2 Formulacin del problema.

En qu medida el anlisis del desempeo de Servicio de Calidad del Protocolo Ipv6 podr mejorar la gestin y administracin de la red wireless de la ESFAP MUA de Cajamarca?

1.3 Justificacin del problema.

La evaluacin de los parmetros de calidad de servicio sobre el trfico de informacin reviste especial inters, porque marca la diferencia entre las redes inalmbricas las cuales utilizan la red IP como medio de transmisin, sabiendo que esta aumenta servicios y minimiza significativamente costos. Pero, no es til disponer de una tecnologa que a pesar de que ofrece muchas ventajas, no est cumpliendo con las expectativas de calidad esperado en los sistemas de comunicacin.

Es importante entonces, tomar en cuenta la necesidad de estudiar,

analizar los elementos que permiten optimizar un recurso y garantizar el cumplimiento de las expectativas de calidad de servicio.

A travs de esta investigacin se puede conocer cules son los

parmetros que determinan la Calidad de Servicio en una aplicacin IPv6 sobre redes inalmbricas y que incidencia tienen en el performance de sta.

1.4 Limitaciones. El factor tiempo es la mayor limitacin que se presenta para el desarrollo

de la investigacin. .

Comentario [LGV2]: No hay coherencia entre las variables. Slo en

anlisis del desempeo no mejora la

gestin.


1.5 Objetivos. 1.5.1 Objetivo General.

Medir el comportamiento de la Calidad de Servicio con protocolo

IPv6 sobre la Red Wireless de la ESFAP MUA de Cajamarca.

1.5.2 Objetivos Especficos.

Investigar, recolectar, evaluar, organizar la informacin, y

determinar los requerimientos necesarios para determinar el nivel de Calidad de Servicio del protocolo IPv6.

Monitorear el estado de la red, establecer algunas pruebas de

funcionalidad para poder comprobar el comportamiento de la transmisin de video sobre la calidad y servicio del protocolo IP v6 sobre IPv4.

2 Marco Terico.

A medida que el tiempo pasa la tecnologa avanza, el Internet evoluciona, el

nmero de usuarios con acceso a ste va en aumento y mejorados protocolos aparecen para resolver la gran demanda de calidad y servicios de red que se presentan. Cuando en 1994 se dio anuencia a la salida del protocolo de IPv6, se tena en mente que con el paso del tiempo se convertira en un protocolo bastante popular prometedor de cambios en la conectividad en cuanto a como la conocemos, para que este protocolo fuera implementado, era necesario migrar de su versin anterior IPv4 mediante ciertos mecanismos.

A partir de la presencia y uso de IPv6, se ha admitido que el ascenso de este protocolo ha sido lnguido comparado a lo que se tena esperado. Se cree que la principal razn de esto reside en el hecho de que mientras la necesidad perentoria de direcciones no sea notoria y la demanda de seguridad y calidad de servicio no sean una total exigencia, IPv6 seguir siendo considerado un lujo.

2.1 Antecedentes. (informacin precedente)

La movilizacin ms fuerte para adoptar a IPv6 como el protocolo de Internet

est en Asia y Europa; mientras que Amrica del Norte sigue siendo escptico al respecto y esto se debe a que Europa y Asia reportan el mayor nmero de usuarios de Internet; al mismo tiempo presentan tambin la mayor eficiencia de direccionamiento.

Por otro lado, debido a que Norte Amrica tiene asignado acerca del 70% de las direcciones del mundo an no se ve la necesidad inmediata de buscar una solucin a la disminucin de direcciones. Pero no es slo el mayor nmero de usuarios de internet lo que disminuye el nmero de direcciones en Europa y Asia, estos presenta igualmente un gran mercado para las tecnologas mviles 3G lo que consume mayor cantidad de recursos.

El nmero de blogs, papers, trabajos e investigaciones han ido en aumento a raz de la revolucin tecnolgica.

Comentario [LGV3]: El objetivo general debe guardar coherencia con el

problema de investigacin. Las variables

deben estar explicitadas claramente.

Comentario [LGV4]: Los objetivos especficos deben desprenderse

directamente del objetivo general. En este caso propone investigar calidad de servicio

pero eso no se evidencia en el problema de

investigacin.


La IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ha informado sobre algunos trabajos referentes a IPv6, por ejemplo: Realizing the trantition to Ipv6 por Daniel G. Waddington en Junio de 2002. Esta publicacin trata brevemente acerca de los mecanismos IETF (Internet Engineering Task Force) de transicin a IPv6 y arguye cuales son las causas envueltas en el desarrollo de IPv6, adems de explorar los aspectos que latentemente afectan la eleccin de estos mecanismos y los factores que se ajustan a este camino de evolucin[WAD02]. El trabajo de Eric Grosse y Lakshaman publicados en el 2003 enfoca a los Procesadores de red aplicados a la transicin IPv4/IPv6 (Network Processors Applied to IPv4/Ipv6 Transition). Su propuesta es Gateway IPv6-IPv4 de alta velocidad sobre una tarjeta experimental que contiene procesadores Intel IXP, un FPGA (Field Programmable Gate Array) y un par de TCAMs (Ternary Content Addressable Memories). Este dispositivo es capaz de soportar mltiples sesiones TCP/UDP (Transfer Control Protocol / User Datagram Protocol) y mantener una lnea de enlace cerca de la tasa de GbE (Gigabit Ethernet) lo que aporta un avance significativo en gradacin de rendimiento de paquete sobre una aplicacin con la misma funcionalidad, en una PC [GRO03]. En el 2005, Yakazi realiza un trabajo proponiendo la construccin de redes Ipv6 de alta velocidad que soporta una sociedad de informacin, ruteadores y switches de alta velocidad. Fue desarrollado un nuevo mecanismo de control de Calidad de Servicio (QoS)[YAZ04]. En ese mismo ao Patrick Cocquet plante el desarrollo de IPv6 sobre servicios DSL (Digital Subscriber Line) para poder combinar operadores de Telecomunicaciones con Proveedores de Servicio de Internet (ISP) y examinar los servicios que IPv6 puede ofrecer mientras opera junto con IPv4 [COC05]. Jie Li y Hsiao-Hwa Chen, proponen en octubre del mismo ao Mobility Support for IP-Based Networks, el cual trata acerca del soporte de movilidad para redes basada en IP (Internet Protocol) y de ciertas tcnicas de soporte como IPv6 movil en redes LAN (Local Area Network) y WAN (Wide Area Network) inalmbricas y redes celulares 2 3G. Investigaciones realizadas en diferentes universidades alrededor del mundo tambin han aportado al amplio tema y desarrollo de IPv6. Por ejemplo Jhonny Lai en enero de 2004, presenta una tesis bajo el nombre de Perfomance Evaluation of Mobility Management Protocols for the Next Generation Internet (IPv6), cuyo objetivo era el tratar acerca de IPv6 Mvil y su utilizacin en infraestructuras 3G. En octubre de 2005, Gerardo Len Ahuatzin Snchez muestra el Desarrollo de un esquema de traduccin de direcciones IPv6- IPv4- IPv. Luego de un ao Fernando Osorno Gutirrez, presenta otro trabajo que llevaba por ttulo Estrategias de recuperacin de datos multimedia en un ambiente con IPv6. ltimamente en el 2008, Matias Robles explica en su Tesis Calidad de Servicio en Redes Wireless con IPv6 algunas tcnicas de Calidad de Servicio en Redes Wireless con IPV6, presentando este ltimo como sucesor de IPv4 y abriendo puerta al avance tecnolgico.

Comentario [LGV5]: Debe indicar de manera clara los aportes de estas

investigaciones y como las mismas le sirven

de base a la de uste.


Factiblemente los trabajos e investigaciones acerca de IPv6 sern perennes, y las aportaciones en este campo sern importantes y reveladoras.

2.2 Bases Tericas.

Si bien es posible encontrarse con variadas tcnicas de implementacin

de QoS, todas ellas tienen en comn la clasificacin o diferenciacin de flujos de

trfico, en grupos llamados clases. Es probable que la mayora de la gente,

cuando se les habla de calidad de servicio, piense en clases de servicio

diferenciadas, en conjunto quiz con algunos mecanismos para proveer polticas

de trfico o control de admisin. La palabra clave en este tema es la

diferenciacin, debido a que antes de poder otorgar calidad de servicio a un

cliente en particular, aplicacin o protocolo, es necesario clasificar el trfico en

clases y determinar la forma en que sern manejadas estas clases de trfico a

medida que circulan por la red.

Durante los ltimos aos han surgido variados mtodos para establecer

QoS en equipamientos de redes. Algoritmos avanzados de manejos de cola,

modeladores de trfico (traffic shaping), y mecanismos de filtrado mediante listas

de acceso (access-list), han hecho que el proceso de elegir una estrategia de

QoS sea ms delicado.

Cada red puede tomar ventaja de distintos aspectos en implementaciones

de QoS para obtener una mayor eficiencia, ya sea para redes de pequeas

corporaciones, empresas o proveedores de servicios de Internet.

Existen tres modelos en los que se divide el despliegue de calidad de servicio:

a) Servicio de Mejor Esfuerzo. Se le llama servicio de mejor esfuerzo al que

la red provee cuando hace todo lo posible para intentar entregar el paquete a

su destino, donde no hay garanta de que esto ocurra. Una aplicacin enviar

datos en cualquier cantidad, cuando lo necesite, sin pedir permiso o notificar

a la red. ste es el modelo utilizado por las aplicaciones de Ftp y Http.

Obviamente, no es el modelo apropiado para aplicaciones sensibles al

retardo o variaciones de ancho de banda, las cuales necesitan de un

tratamiento especial.

b) Servicios Integrados. El modelo de Servicios Integrados (IntServ: Integrated

Services) provee a las aplicaciones de un nivel garantizado de servicio,

negociando parmetros de red, de extremo a extremo. La aplicacin solicita

el nivel de servicio necesario para ella con el fin de operar apropiadamente, y

se basa en la QoS para que se reserven los recursos de red necesarios

antes de que la aplicacin comience a operar. Estas reservaciones se

mantienen en pie hasta que la aplicacin termina o hasta que el ancho de

banda requerido por sta sobrepase el lmite reservado para dicha

aplicacin.


El modelo IntServ se basa en el Protocolo de Reservacin de

Recursos (RSVP) para sealizar y reservar la QoS deseada para cada flujo

en la red. Debido a que la informacin de estados para cada reserva necesita

ser mantenida por cada enrutador a lo largo de la ruta, la escalabilidad para

cientos de miles de flujos a travs de una red central, tpicos de una red

ptica, se convierte en un problema.

c) Servicios Diferenciados. Este modelo incluye un conjunto de herramientas

de clasificacin y mecanismos de cola que proveen a ciertas aplicaciones o

protocolos con determinadas prioridades sobre el resto del trfico en la red.

DiffServ cuenta con los enrutadores de bordes para realizar la clasificacin

de los distintos tipos de paquetes que circulan por la red.

El trfico de red puede ser clasificado por direccin de red, protocolo,

puertos, interfaz de ingreso o cualquier tipo de clasificacin que pueda ser

alcanzada mediante el uso de listas de acceso en su variante para la

implementacin de QoS. Al utilizar el modelo DiffServ se obtienen varias

ventajas. Los enrutadores operan ms rpido, ya que se limita la complejidad

de la clasificacin y el encolado.

Se minimizan el trfico de sealizacin y el almacenamiento. En

DiffServ, se definen clases de servicio, cada flujo particular de datos es

agrupado en un tipo de clase, donde son tratados idnticamente. Los

enrutadores internos slo estn interesados del comportamiento por salto

(PHB: Per Hop Behavior), marcado en la cabecera del paquete. Esta

arquitectura permite a DiffServ rendir mucho mejor en ambientes de bajo

ancho de banda, y provee de un mayor potencial que una arquitectura

IntServ. Originalmente, para el protocolo IPv4 se dise el campo ToS (Type

of Service) para capacitar el marcado de paquetes con un nivel de servicio

requerido. Esta definicin no se utiliz mayormente debido a la ambigedad

de su significado, por lo que ms tarde se convirti en el denominado campo

DSCP (Differentiated Services Code Point). Este campo s tuvo una

aceptacin global y se asumi una interpretacin estndar que permiti a las

redes planificar metodologas basndose en sta. Tal fue el xito de esta

nueva definicin, que fue incluida para ofrecer las mismas ventajas en el

protocolo IPv6 en el denominado campo TC (Traffic Class).

Una vez que existe la capacidad de marcar los paquetes utilizando

DSCP, es necesario proveer del tratamiento apropiado para cada una de

estas clases. La coleccin de paquetes con el mismo valor DSCP circulando

hacia una direccin determinada, es llamado Behavior Aggregate (BA). Es

as como mltiples aplicaciones/ fuentes pueden pertenecer al mismo BA. El

PHB se refiere a la programacin, encolamiento, limitacin y modelamiento

del comportamiento de un nodo, basado en el BA perteneciente del paquete.

La Assured Forwarding (AF) PHB [2] es la ms utilizada en la

arquitectura DiffServ. Dentro de esta PHB los 4 grupos AF (llamados clase


AF1, AF2, AF3 y AF4 o clases Cisco) son divididos en 3 grupos olmpicos:

oro, plata y bronce, representando la tendencia a descartar paquetes. Cada

paquete ser entregado a una clase de servicio mientras se apegue a un

perfil de trfico.

Cualquier exceso de trfico ser aceptado por la red, pero tendr

mayor probabilidad de ser descartado segn la clase de servicio y grupo.

Cada nodo con DiffServ, deber implementar alguna forma de reserva de

ancho de banda para cada clase AF, y alguna forma de otorgar prioridad

para permitir polticas de esta ndole.

Para la implementacin de la Calidad de Servicio debemos considerar

los siguientes pasos:

- Identificacin del trfico y sus requerimientos: el tipo de trfico es el

paquete de video en formato MPG2 que ser transmitido a travs del

protocolo UDP (protocolo de datagrama de usuario) en el puerto 1234

utilizando el software VLC.

- Clasificacin del trfico: para el caso del video de acuerdo al modelo

de servicio diferencial DiffServ se elige la Clase de trfico de

sealizacin el indicado para ser utilizado en aplicaciones de tiempo

real como es la transmisin de paquetes de video.

- Definir las polticas de la clase: para la realizacin de nuestras pruebas

se ha reservado el 70% de ancho de banda para la transmisin del

video. Como herramienta de implementacin se eligi el LLQ (Low

latency queuing).

2.2.1. Administracin del Trfico

2.2.1.1. Clasificacin del Trfico. Es el proceso de clasificar e identificar y

categorizar el tipo de trfico al cual se le va a dar calidad de servicio. Para

nuestro caso se va a utilizar lista de acceso para poder marcar el trfico.

Cla

se

Prio

rid

ad

Tip

o d

e C

ola

An

cho d

e

Ban

da

Mn

imo

Her

ram

ien

ta

Signaling

3

LLQ

70%

LLQ

Tabla 1 - CLASIFICACIN DE REQUERIMIENTO DE TRANSMISIN DE VIDEO.


Para el protocolo IPv4 se va a utilizar una lista de acceso extendida en

donde se permita la clasificacin del protocolo UDP en el puerto 1234.

Para el protocolo IPv6 se va utilizar una lista de acceso nombrada, la

cual va a permitir la clasificacin del protocolo UDP en el puerto 1234.

Esta clasificacin en la capa 3 del modelo de referencia OSI para el

paquete IPv4 seda a travs del campo ToS de un paquete IPv4 que da

caractersticas de calidad de servicio.

Para un paquete IPv6, se tiene el campo Traffic Class (clase de trfico)

que da caractersticas de calidad de servicio.

Cuando se utiliza el modelo de Servicios Diferenciados se redefine el

campo ToS para el protocolo IPv4 y el campo Traffic Class para el protocolo

IPv6 por el campo DiffServ que es representado por los bits de DSCP

(Differentiated Services Code Point) y ECN (Explicit Congestion Notification)

que son los bits que van a controlar el etiquetado de un paquete para ser

atendidos con calidad y servicios de acuerdo a la poltica de calidad

configurada en los equipos enrutadores.

Figura 1: Bits de ToS para un paquete IP.

En un modelo de Servicio Diferencial la eleccin de los 6 bits de DSCP

nos van a proporcionar el comportamiento de reenvi PHB.


Figura 2: Bits de marcado para DSCP, donde X puede ser un valor 1 o 0.

En la Fig. 2, podemos observar que el campo DCSP al utilizar Servicio

Diferenciados est compuesto por los siguientes bits:

Bits de Clase. Que nos da la prioridad del etiquetado de un paquete, en

este caso tenemos:

- Clase 1

- Clase 2

- Clase 3

- Clase 4

Cada uno de estas clases est asociado con un tipo de trfico a

eleccin, en nuestro caso la transmisin de video est clasificada en la Clase

4.

Bits de Prioridad de Descarte. En cada cola se implementa una tcnica para

evitar la congestin descartando los paquetes elegidos antes de que la cola

se llene. En este caso se tienen las siguientes prioridades:

- Baja.

- Media

- Alta

Para la transmisin de video, se elige una prioridad baja, lo que indica

que se tiene una prioridad menor de descarte.

Para nuestro trabajo de investigacin de clasificar los paquetes de

video, los bits a elegir para el DSCP son de acuerdo a la Fig. 4.


Figura 3: Eleccin de bits de DSCP para PHB.

De acuerdo a la TABLA 2, el tipo de PHB elegido es el PHB Assured

Forwarding (PHB AF), con un valor de PHB AF41, que es valor a elegir para

transportes de aplicaciones en tiempo real como es el video ya que sus

valores de retardo y jitter son bajos.

2.2.1.2. Congestin y Colas.

La congestin ocurre cuando el ritmo con el que llegan los paquetes al

enrutador es mayor que el ritmo con el que salen, esto puede ser causado

cuando la interface de salida tiene menor capacidad que la interfaz de

llegada. Para esto se debe tener tcnicas de encolamiento que puedan

elegir que paquetes se puedan almacenar en su buffer par ser direccionados

luego.

Toda interface tiene dos tipos de encolamiento: por hardware y

software. El encolamiento por hardware tiene un encolamiento FIFO.

PHB Low Drop

Preference

Medium Drop

Preference

High Drop

Preference

Class 1 AF11 (10)

001010

AF12 (12)

001100

AF13 (14)

001110

Class 2 AF21 (18)

010010

AF22 (20)

010100

AF23 (22)

010110

Class 3 AF31 (26)

011010

AF32 (28)

011100

AF33 (30)

011110

Class 4 AF41 (34)

100010

AF42 (36)

100100

AF43 (38)

100110

Tabla 2 - TABLA DE ELECCIN DE PHB


El encolamiento trabaja de la siguiente manera, si la cola de hardware

no se llena no habr paquetes en la cola de software, pero si la cola de

hardware se congestiona o llena, entonces los paquetes se almacenan en la

cola de software y ser procesado de acuerdo a este encolamiento.

Al utilizar un modelo de Servicios Diferenciados, el encolamiento en

base a software a elegir debera ser uno que nos proporcione bajos tiempos

de retardo y jitter para una transmisin de video, en este caso vamos a

utilizar el encolamiento por software LLQ ( Low Latency Queuing), que nos

va a permitir reservar un ancho de banda dedicado por cada interface de los

enrutadores de la topologa.

2.2.2. Administracin de dispositivos Routers.

Para la configuracin de los dispositivos enrutadores (Routers) se va a

realizar a travs de la forma Modular QoS CLI (MQC) que se tienen en los

enrutadores Cisco modelo 2901.

As se va a poder realizar las configuraciones de:

- Clasificacin de Trfico: es el etiquetado del trfico a seleccionar calidad de

servicio.

- Asignacin de Polticas: elegir el tipo de encolamiento de acuerdo al trfico

clasificado.

- Aplicacin de la Poltica: asignar la poltica de calidad de servicio a una interfaz

del Router.

Figura 4: Pasos a seguir en una configuracin MQC.


2.3 Definicin de trminos bsicos.

Los siguientes parmetros son comnmente utilizados para describir

requisitos de QoS:

Ancho de Banda Mnimo: Es la mnima cantidad del ancho de banda

requerida por el flujo de una aplicacin. Es necesario especificar el intervalo

de tiempo para la medicin del ancho de banda ya que diferentes intervalos

de medicin pueden producir diferentes resultados.

Retardo (delay): El retardo requerido puede ser especificado como el

promedio de los retardos (Retardo Medio) o por el retardo del peor caso. El

retardo que un paquete experimenta tiene tres componentes: retardo de

propagacin, retardo de transmisin, y retardo de procesamiento. El retardo

de propagacin es limitado por la velocidad de la luz, y al mismo tiempo es

una funcin de la distancia. El retardo de transmisin es el tiempo que tarda

en enviarse un paquete en un enlace y depende de la longitud del paquete y

de la velocidad del enlace; finalmente, el retardo de procesamiento es el

tiempo de espera que experimenta un paquete en las colas de los

encaminadores

Variacin de Retardo (Delay Jitter): Este parmetro especifica la mxima

diferencia entre el ms largo y el ms corto retardo que un paquete

experimenta.

En cualquier caso, la variacin de retardo no debera ser ms larga que el

retardo del peor caso ni tampoco que el retardo de procesamiento.

Tasa de Prdidas (Loss Rate): Es el cociente resultante entre los paquetes

perdidos y el total de los paquetes transmitidos. La prdida de paquetes en

una Internet se debe usualmente a la congestin, y tales prdidas pueden

ser prevenidas mediante la asignacin de suficiente ancho de banda y

suficiente almacenamiento intermedio (Buffers) para el flujo de trfico.

Calidad de Servicio (QoS, Quality of Service): Capacidad de una red para

sostener un comportamiento adecuado del trfico que transita por ella,

cumpliendo a su vez con los requerimientos de ciertos parmetros

relevantes para el usuario final. Esto puede entenderse tambin como el

cumplimiento de un conjunto de requisitos estipulados en un contrato (SLA:

Service Level Agreement) entre un ISP (Internet Service Provider,

proveedor de servicios de Internet) y sus clientes.


3 Hiptesis.

3.1 Planteamiento de la hiptesis.

Mediante el anlisis del desempeo de la Calidad de Servicio del Protocolo IPv6

conoceremos si hay una mejora en la gestin y administracin de la red wireless

de la ESFA MUA de Cajamarca.

3.2 Variables

3.2.1 Variable Independiente

Calidad de Servicio del Protocolo Ipv6

3.2.2 Variable Dependiente

Red Wireless

3.3 Operacionalizacin de variables.

Variables Dimensiones Indicadores

Calidad de Servicio (QoS)

del Protocolo IPv6

Seguridad

- Test

- Pruebas de

medicin

- Software

especializado

Gestin y administracin de

la red Wireless

Control de

recursos

- Test

- Pruebas

- Software

especializado

- Tiempo

3.4 Propuesta Tcnico Metodolgica

Se tomar como referencia a la metodologa Top Down; ya que esta nos

permite desarrollar de manera ordenada y concreta nuestro proyecto; adems de

ser la que ms se adecua para la solucin de nuestro problema de investigacin.

sta describe las mltiples fases por las que una red atraviesa utilizando el

llamado ciclo de vida de redes PDIOO (Planificacin -Diseo - Implementacin -

Operacin -Optimizacin).

Comentario [LGV6]: La hiptesis no guarda relacin con el problema de

investigacin. Al parecer se queda en una

investigacin descriptiva y no se relaciona con otra variable.

Comentario [LGV7]: Estos son instrumentos de recojo de informacin pero no indicadores.

Comentario [LGV8]: Debe ampliar las dimensiones que refleje la observacin de la

gestin y administracin de red Wireless.

Comentario [LGV9]: Utilice el estilo de citacin con normas APA.


Figura 5: Metodologa

Fuente: Top Down Network Desing

Esta es la metodologa que empleare en mi proyecto de tesis,

desplegando los ciclos de los cuales me permitan desarrollar la propuesta de

implementacin del nuevo protocolo.

Planificar

Disear

Implementar

Operar

Optimizar

1. Planificar, aqu se desarrolla un plan detallado identificando los recursos

con los que se cuenta, las dificultades potenciales, las responsabilidades

individuales y las tareas o asignaciones criticas necesarias para llevar

hasta el final el proyecto a tiempo y dentro del presupuesto.

2. Disear, un diseo bien detallado y alineado con las metas de la


organizacin y con los requerimientos del rea tcnica, puede mejorar

bastante el rendimiento de la red mientras soporta alta disponibilidad,

fiabilidad, seguridad y escalabilidad.

3. Implementacin, es cuando se trabaja para integrar los dispositivos y

nuevas capacidades en concordancia con el diseo autorizado pero sin

comprometer la disponibilidad de la red o su rendimiento

4. Operar, la operacin de la red representa una porcin significativa del

presupuesto de IT de una empresa, as que es muy importante ser capaz

de reducir los gastos operativos mientras se mejora el rendimiento de la

red de forma continua. En esta fase de operacin, una compaa puede

ser proactiva en el monitoreo de la salud y signos vitales de su red para

mejorar la calidad del servicio, reducir interrupciones, mitigar las cadas, y

mantener la alta disponibilidad, fiabilidad y seguridad.

5. Optimizar, consiste en como una organizacin maneja y mejora de forma

continua su red, sin interrumpir la operacin y adaptndose a sus

necesidades da a da y de forma dinmica para prestar una mejor

calidad de servicio a sus clientes internos y externos. Esta optimizacin la

realizaremos a travs del software DITG.

Ciclo de Diseo

Aqu se toman los puntos correspondientes al ciclo de diseo en la

metodologa a desarrollar.

La red es diseada de acuerdo a los requerimientos iniciales y datos

adicionales recogidos durante el anlisis de la red existente. El diseo es

refinado con el cliente.

Fase 1: Analizar Requerimientos

Analizar metas de negocio y restricciones

Analizar metas tcnicas, ventajas y desventajas.

Caracterizar la red existente

Caracterizar el trfico de la red


Fase 2: Diseo Lgico de la Red

Disear una topologa de la red.

Disear modelos de direccionamiento y nombres.

Seleccionar protocolos de conmutacin (switching) y enrutamiento

(routing).

Desarrollar estrategias de seguridad para la red.

Desarrollar estrategias para el mantenimiento de la red.

Esta metodologa se inicia en las capas superiores del modelo de

referencia de OSI antes de continuar a las capas inferiores; es decir se

concentra en las aplicaciones, sesiones y transporte de datos antes de

establecer la seleccin de routers, switches y medios que funcionan en las capas

inferiores.

Para realizar un diseo de red Top Down se debe incluir la exploracin

divisional y estructuras de grupo para encontrar los usuarios para quien la red

proporcionar sus servicios y de quien se debe conseguir la informacin, pues

esta ser de gran valor para alcanzar el xito en el diseo.

La metodologa de red Top Down se caracteriza por ser interactivo, ya

que es importante conseguir primero una visin general de los requerimientos

del usuario. Ms adelante se podr analizar con ms detalle y puede ser unido

con el comportamiento de protocolos, requerimientos de escalabilidad,

preferencias de tecnologas, etc.

Como la metodologa Top Down es interactiva permite a un diseador de

red enmarcarse en una visin general para luego ir ingresando en forma de

espiral ms especficamente segn sean los requerimientos tcnicos. El diseo

de red

Top Down permite que el diseo lgico y fsico pueda ser cambiado en

cuanto ms informacin se tenga, Cisco recomienda para su metodologa un

acercamiento modular con un modelo jerrquico de tres capas. Estos modelos

los divide en: ncleo; distribucin; y capas de acceso. Cada mdulo es diseado

por separado aun teniendo relacin con otros mdulos, estos mdulos son

diseados usando el acercamiento Top Down en cual se concentra en los

requerimientos, aplicaciones y la estructura lgica antes de pensar en la

seleccin de dispositivos fsicos y productos que se implementara en el diseo.


Cuadro comparativo de las Metodologas con TOP DOWN Design Network

METODOLOGAS

Caractersticas McCab

e

Cormac

Long

Top Down

Es modular se desarrolla por partes. SI SI SI

Es escalable para crecer. NO NO SI

Es fcil de detectar fallas. SI SI SI

Es fcil de disear y optimizar el diseo. SI SI SI

Se puede disear modelos

jerrquicos.

NO SI SI

Se puede realizar pruebas del diseo. SI SI SI

Se puede adaptar hacia otro diseo. NO SI SI

Es flexible ante cambios inesperados. NO NO SI

Se puede disear redes

mpresariales.

NO SI SI

Tabla 3: Comparacin de las metodologas de Diseo de Red


Figura 6: Capas de Metodologa TOP DOWN



Figura 7: Fases de la Topologa TOP DOWN

4 Materiales y mtodos.

4.1 Tipo de diseo de investigacin.

Para la contrastacin de la hiptesis se utilizar el Mtodo de Diseo en

Sucesin, llamado tambin Mtodo Pre Test / Post Test o en Lnea.

M1: Desempeo de la red sin QoS del Protocolo IPv6

X: Configuracin de QoS del protocolo IPv6

M2: Desempeo de la red con QoS del Protocolo IPv6.


4.2 Material de estudio.

4.2.1 Poblacin.

Est constituido por la totalidad del personal docente de la

Escuela Superior de Formacin Artstica Pblica Mario Urteaga

Alvarado Cajamarca

Tabla 4 - Docentes de la Escuela Superior de Formacin Artstica

HOMBRES MUJERES Total

27

1

3

3

30

Fuente: ESFAP Mario Urteaga Alvarado Cajamarca

4.2.2 Muestra.

A

p

l

i

c

a

m

o

s

Fuente: Elaboracin propia

Frmula:

N: Poblacin

z: Probabilidad de xito

p: poblacin de xito

q: poblacin de fracaso

Poblacin N 30 -

Probabilidad de xito Z 1.96 95%

Poblacin de xito P 0.05 5%

Poblacin de fracaso Q 0.95 95%

Precisin(error mximo permisible) E 0.03 3%

Tabla 5 - Muestra

Comentario [LGV10]: Explique porque el pernal es la poblacin.


e: precisin (error mximo permisible)

( )

Remplazando

( )

= 25

4.3 Tcnicas, procedimientos e instrumentos.

4.3.1 De recoleccin de informacin.

Existe un software de Cdigo Abierto (Open Source)

completamente libre utilizable por lnea de comandos o GUI, llamada

D-ITG (con sus siglas en Ingles: Distributed Internet Traffic

Generator), es creada por la Universidad Degli Studi di Napoli

Federico II, Dipartamento di Informatica e Sistemisticaa (Naples, Italia),

es una plataforma capaz de producir trfico de paquetes a nivel de

proceso estocsticos (aleatorios) adecuados para replicas con

precisin.

Su principal funcionalidad es soportar trfico IPv4 e IPv6

generando trfico en la capa de red, transporte y Aplicaciones (Capas

tem Indicador Instrumento Operatividad

1 Latencia PRUEBAS DE MEDICIN

(SOFTWARE DITG)

Anlisis de resultados

obtenidos de la fluctuacin del

retardo medido en segundos

2 Retardo PRUEBAS DE MEDICIN

( SOFTWARE DITG)


obtenidos del retardo desde

un punto hacia otro punto

medido en segundos

3 Rendimiento PRUEBAS DE MEDICIN

( SOFTWARE DITG)


obtenidos de la prdida de

paquetes desde un punto

hacia otro punto medidos en

kbps

Tabla 6 - Tcnicas, procedimientos e Instrumentos


del Modelo OSI), siendo considerado atractivo ante otros generadores

de trfico.

El software cuenta con una Arquitectura conformada por 5

campos, detallados en la siguiente tabla y representada en la Figura 8:

Figura 7: Representacin grfica de la Arquitectura D-ITG

La Decodificacin del anlisis (ITGDec) ejecutado por el

software nos devuelve 4 parmetros que se encuentran

representados en la TABLA IV (Se encuentra en espaol e ingls):

Tabla 8 - PARMETROS DE LA DECODIFICACIN ITGDEC

ITGSend Envo de procesos

ITGRecv Recepcin de procesos

ITGLog Servidor de Almacenamiento

ITGManager Administrador del Control Remoto

ITGDec Decodificacin del Anlisis

Tabla 7- CAMPOS DE LA ARQUITECTURA D-ITG

Bitrate Delay Jitter Packetloss

Velocidad del

Enlace

Retardo Fluctuacin Paquetes perdidos


4.3.2 De procesamiento de informacin.

DITG se muestran en la siguiente tabla:

Parmetros IPv6 sin

QoS

Medida

Numero de Flujos 1 Unidades

Tiempo Total 280.029 Segundos

Total de Paquetes 257123 Unidades

Retardo Mnimo 8.880925 Segundos

Retardo Mximo 8.967835 Segundos

Retardo Promedio 8.947605 Segundos

Fluctuacin Promedio 0.001163 Segundos

Desviacin Estndar del

Retardo

0.003556 Segundos

Bytes Recibidos 25712300 Unidades

Velocidad de Bits Promedio 734.56106 Kbit/s

ndice Promedio de Paquetes 918.20132 pkt/s

Paquetes Eliminados 22877

(8.17%)

Unidades

Tamao Promedio loss-burst 1.813189 pkt

Lneas de Error 0 Unidades

Tabla 9 - DETALLE DE PARMETROS DE LA DECODIFICACIN EN EL TRFICO DE PAQUETES EN IPV6

CONDICIONADA SIN CALIDAD DE SERVICIO

Fuente: DITG


- Delay: en la figura 8 se muestra el rango de 0 a 280 segundos

Figura 8: Grfica del Delay sin QoS en redes IPv6


REFERENCIAS

Ariganello, Ernesto, y Enrique Barrientos Sevilla. Redes CISCO CCNP a fondo. Madrid -

Espaa: Alfaomega RA-MA, 2010.

Delgado Ortz, Hector H. Redes Inalambricas. Lima - Per: Macro, 2009.

Oppenheimer, Priscilla. Top - Down Network Design. Cisco, 2004.

Piscoya Hermoza, Luis. INvestigacin cientfica y educacional, un enfoque epistemolgico.

Lima - Per: Amaru Editores, 1995.

www.ciens.ucv.ve escueladecomputacion documentos archivo 6

http://lacnic.net/documentos/lacnicviii/flip-6-christian-lazo.pdf

http://www.ipv6.es/es-ES/transicion/usuarios/Paginas/IPv6_usuarios.aspx

Comentario [LGV11]: Debe utilizar el estilo de normas APA.


ANEXOS

Comentario [LGV12]: Los anexos deben contener: la matriz de

operacionalizacin de variables y los instrumentos de recojo de informacin.

Es imprescindible que aplique estos

instrumentos validados para recoger informacin de lnea de base la misma que

ser comparada con los nuevos datos que se

obtenga luego de la aplicacin de la propuesta.

Correa Hernández Kenia Raquel

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