TECNOLOGIAS DE INTERCONEXION DE REDES WAN La unificación de los campos de la Computación y la...

TECNOLOGIAS DE INTERCONEXION DE REDES WAN

La unificación de los campos de la Computación y laComunicación ha producido un gran cambio en las tecnologíasy productos de la computación, en las comunicaciones y en lasindustrias relacionadas.

Así, se hace necesario unificar criterios respecto de la terminología y los aspectos conceptuales usados cuando se utilizan los términos de “datos e información”..


• El término datos se refiere a una forma de sintaxis adecuada para los fines de comunicación, procesamiento y análisis por parte de computadores o personas.

• El término información se refiere a la semántica asignada a los datos por parte de personas, de acuerdo a convenciones definidas.

Esta distinción reside en que la unificación mencionada pasa por la interconexión de distintas redes que emplean distintas tecnologías de redes.


A raíz de esto surgen dos problemas cruciales:

• Compatibilizar las formas sintácticas o tipos de datos de las redes que se interconectan, y

• Compatibilizar los datos que movilizan las redes con los datos que generan y procesan los usuarios de los servicios de red.


Servicio de transporte de datos

Servicio de telemática

Red

La figura muestra esquemáticamente la unificación de la la computación y las comunicaciones considerado desde un punto de vista de los datos y la información.




Red

Visto así, podemos considerar las comunicaciones de los computadores en dos categorías:




Red

• Servicios de red que proporcionan servicios portadores (transporte y entrega de datos),• Servicios telématicos que proporcionan servicios de información de extremo a extremo.


Protocolos

Podemos definir protocolo de comunicación como una regla para el intercambio de datos entre dos entidades, y sus elementos básicos son sintaxis, semántica y temporización.

• La sintaxis incluye ítems tales como formato de datos, codificación y nivel de señales,• La semántica incluye el control de la información para la coordinación y manejo de errores, y• La temporización incluye adaptación de velocidades de transmisión para la coordinación y manejo de errores.


Protocolos

Aplicación

Serviciosde red

Aplicación

Serviciosde red

Protocolo orientado a la aplicación

Estación 1 Estación 2

Estación N

Protocolo interred

Protocolo 1 deacceso a red


Red A

Protocolo entrada-salida

Protocolo nodo-a-nodo Red B

La figura ilustra conceptualmente un conjunto estructural de protocolos y representa el caso en que dos estaciones están conectadas a través de una red con múltiples conmutadores.


Protocolos

Aplicación

Serviciosde red

Aplicación

Serviciosde red



Estación N

Protocolo interred



Red A



Por ejemplo, entre las estaciones 1 y 2 de la figura, se requiere un protocolo de aplicación que enlaza las respectivas operaciones de dos procesos de aplicación, y define la sintaxis y la semántica apropiadas.


Protocolos

Aplicación

Serviciosde red

Aplicación

Serviciosde red



Estación N

Protocolo interred



Red A



Es importante hacer notar que tal protocolo de aplicación no requiere información acerca de las facilidades de comunicación existentes entre los dos terminales, y posee un protocolo de proceso-a-proceso inter-identidades correspondiente a la entidad de servicio de red.


Protocolos

Aplicación

Serviciosde red

Aplicación

Serviciosde red



Estación N

Protocolo interred



Red A



Es importante hacer notar que tal protocolo de aplicación no requiere información acerca de las facilidades de comunicación existentes entre los dos terminales, y posee un protocolo de proceso-a-proceso inter-identidades correspondiente a la entidad de servicio de red. Este protocolo ejecuta tareas como son el control de flujo y el control de errores.


Protocolos

Aplicación

Serviciosde red

Aplicación

Serviciosde red



Estación N

Protocolo interred



Red A



En la figura notamos que también se requiere un protocolo entre la estación 1 y la red A y un protocolo entre la estación 2 y la red B, denominado protocolo de acceso, usado para acceder a la red


Protocolos

Aplicación

Serviciosde red

Aplicación

Serviciosde red



Estación N

Protocolo interred



Red A



También, al interior de la red se requiere un protocolo del tipo nodo a nodo, y protocolos de entrada-salida de la red.

Adicionalmente se requiere un protocolo de interconexión de redes de las redes A y B, llamado protocolo Interred.


Redes de área extendida

El uso de las redes de área extendida a evolucionado a lo largo del tiempo. Las primeras fueron en base a terminales no inteligentes que se comunicaban con enormes computadores centrales (MainFrame).

En la actualidad las redes WAN pueden conectar terminales inteligentes, computadores personales, estaciones de trabajo gráficas y un sinnúmero de otros dispositivos.


Redes de área extendida

Red WAN ATM

Red WAN ATM

Red LANEthernet

Interred de datos

Red WAN ATMRed WAN ATM

Red WAN ATM

Red WANISDN

Red WANFrame Relay

Red LANFDDI

Red LANToken Ring

Red LANEthernet

Red WANISDN

Subredes deenlace de datos

Red de transporte

Servicios deaplicación

El objetivo final buscado es lograr que la red sea totalmente transparente al usuario, de manera que este pueda acceder a un archivo remoto, enviar un correo o usar una impresora de red sin necesidad de conocer detalles acerca de la tecnología de red usada.


Redes TDM (Time Division Multiplexing)

Podemos definir una red TDM como aquella en la cual un canal de voz o datos recibe una asignación de ancho de banda fijo, sobre una base de asignación de ranuras de tiempo, en una trama del tipo E1.

Estos canales son usualmente dedicados y trasparentes a cualquier protocolo que pase a través de ellos.

Las redes TDM son de una amplia difusión y muy usadas cuando se desea una alta performance en la transmisión de datos.



SERVERCLIENTE

128 K

Casa Matriz

128K

Sucursal 1

Sucursal 2

Sucursal164K

64K

Sucursal 2

64K 64K

Sucursal 3

TDM

Ejemplo de red TDM.



SERVERCLIENTE

128 K

Casa Matriz

Sucursal 2

Ejemplo de red TDM. Interconexión Nodos.

E1

E1

E1E1

E1

E1

Sucursal 2

128 K



SERVERCLIENTE

128 K

Casa Matriz

Sucursal 2

Ejemplo de red TDM. Interconexión Nodos.

E1E1

E1E1

E1

E1

Sucursal 2

128 K



Trama T11.544 Mbps

24 1 2 3 4 5 6 . . 12 13 14 . . . .

1 bit de sincronización

1 bit de señalización7 bit de codificación EUA y JAPON (u-law)

56 Kbps

Trama E1

0 1 2 3 . . . . 15 16 17 . . . 30 31 0

Alineación y sincronizacióncanal de señalización

24

Tramas E1 y Tramas T1



Tramas E1

Trama E1

0 1 2 3 . . . . 15 16 17 . . . 30 31 0

Alineación y sincronizacióncanal de señalización



Digitalización de la voz

• Según el teorema del muestreo de Nyquist, para convertir una señal analógica a digital, es preciso muestrear SU AMPLITUD con una tasa (velocidad) mayor o igual al doble de la frecuencia de dicha señal.

• Supongamos entonces que la mayor frecuencia a transmitir para el caso de la voz sea menor que 4 Khz, entonces la velocidad de muestreo mínima requerida sería de 8 Khz.

Señal deVozAnáloga

Circuito deMuestreo

Reloj de Muestreo Señal Moduladapor amplitud depulsos PAM

Cuantizador yCompansor

Señal moduladapor codificaciónde pulsos PCM

A B C D



Señal deVozAnáloga

Circuito deMuestreo

Reloj de Muestreo Señal Moduladapor amplitud depulsos PAM

Cuantizador yCompansor

Señal moduladapor codificaciónde pulsos PCM

A B C D

A

B t

C t

D 8 bits t

Tiempo, t

Digitalización de la voz



• Observaciones:

• La señal PAM sigue siendo analógica, ya que su amplitud puede variar en todo el intervalo del pulso.

• La señal se convierte en digital al CUANTIZAR cada pulso a su forma binaria equivalente (8 dígitos). El primer dígito indica el signo de la muestra. Existen 256 niveles discretos, desde el nivel 00000000 hasta el nivel 11111111. Esta señal resultante es conocida como señal Modulada por Codificación de pulsos.

• La tasa de bits de la señal PCM es de 64 Kbps, 8000 muestras de 8 bit cada una.



CircuitosCODEC

1 - 8Entradas 2 8Analógicas . - .(voces) . - .

. - . .

. - .

. - .

. - .

. - .24/30 8DS0

A B

Codificación y multiplexación por división de tiempo

Flujo de bitsdigitalizados

T1/E1

Multiplexor TDM



Tomemos como ejemplo una empresa con plataforma NT que posee una Casa Matriz y siete sucursales remotas, en las cuales existen redes locales con 4 máquinas cada una.

Se desea interconectar estas sucursales a la casa matriz para que ellas accedan a aplicaciones existentes en un servidor localizado en la casa matriz.

Se desea evaluar los requerimientos mínimos para implementar esta comunicación. Se desea incluir una evaluación de costos para el proyecto.



En primer lugar se debe considerar el ancho de banda mínimo requerido para la interconexión de cada una de las sucursales.

En segundo lugar se debe conocer los protocolos sobre los cuales trabajan esas aplicaciones.

Finalmente se debe evaluar el servicio considerando un servicio que incorpore router provistos por la empresa de transporte, o evaluar la opción de adquirir parte del equipamiento y sus implicancias.



SERVERCLIENTE

64K64K

Sucursal 1

Sucursal 2

Sucursal164K

64K

Sucursal 2

64K 64K

Sucursal 7

TDM

Sucursal 7

.

.

.

.

.

.

La figura presenta el esquema de solución propuesto por las empresas de transporte de datos.



La solución técnica considera enlaces TDM de 64 Kbps para cada sucursal, del tipo dedicado punto a punto, transparentes.

Los router deben soportar protocolo de red IP, sin incorporar elementos de seguridad, con una puerta Ethernet de 10 Mbps y con la opción de aumento de la velocidad de interconexión hasta 512 Kbps.

Adicionalmente deben poseer la opción de RDSI para efectos de respaldo en caso de caídas del enlace principal



En la evaluación de costos se debe solicitar siempre a las empresas proveedoras un detalle por cada punto a conectar, variaciones de la renta de acuerdo a los plazos de contratación e indemnizaciones por término anticipado del contrato.

Dada la consideración inicial de optar por invertir en parte del equipamiento, se debe solicitar también una evaluación con y sin router, los cuales pueden ser comprados y considerarse como inversión en la evaluación final del proyecto.



Costo de instalaciónRenta mensual Con routerRenta mensual sin routerLugar

Sucursal 1 UF 10 UF 6 UF 5Sucursal 2 UF 10 UF 15 UF 13Sucursal 3 UF 10 UF 10 UF 8Sucursal 4 UF 10 UF 12 UF 11Sucursal 5 UF 10 UF 6 UF 5Sucursal 6 UF 10 UF 8 UF 7Sucursal 7 UF 10 UF 10 UF 9

Detalle de costos

Esquema de evaluación de la red



Una alternativa de solución técnica puede ser echa mediante la opción de utilizar un solo router en el sitio central, el cuál debe ser capaz de soportar la tecnología denominada E1 canalizada, como se muestra en la figura.

2 Mbps64K

Sucursal 1 64K

64K

TDM

.

.

.

E1

Sucursal 7


Redes TDM (Time Division Multiplexing)Esta solución presenta varias ventajas, como por ejemplo la disminución de equipamiento en el sitio central, la opción de ampliación del ancho de banda de alguna sucursal y la incorporación de nuevas sucursales con un bajo impacto en el resto de los servicios y el costo.

2 Mbps64K

Sucursal 1 64K

256K

TDM

.

.

.

E1

Sucursal 7



En ambos casos, si se quiere invertir en los router, se debe considerar el echo de la administración y el poseer un router de respaldo en caso de fallas.

2 Mbps64K

Sucursal 1 64K

256K

TDM

.

.

.

E1

Sucursal 7



Desde el punto de vista del direccionamiento, la segunda opción presenta ventajas comparativas, ya que no se requiere establecer rutas estáticas para el enrutamiento entre sucursales.

2 Mbps64K

Sucursal 1 64K

256K

TDM

.

.

.

E1

Sucursal 7



Ejercicio 2:

Se requiere la interconexión de una empresa que cuenta con dos sucursales y una casa matriz.

La plataforma es Windows NT y se requiere soporte TCP/IP en la parte de telecomunicaciones.

Se presume que los requerimientos de ancho de banda en el largo plazo no debieran ser superiores a 512 Kbps para cada sucursal.

La cantidad de equipos para el sitio central y los remotos no supera los 30.



Sucursal 1

Sucursal 2

Sucursal164K

64K

Sucursal 264K 64K

TDM

Solución propuesta: Los anchos de banda se deben determinar deacuerdo a las aplicaciones y las sucursales



Ejercicio 3:

Se requiere la interconexión de una empresa que cuenta con dos sucursales y una casa matriz. También cuenta con una oficina local la cual posee un solo equipo de red.






Sucursal 1 64K

64K

Sucursal 2

64K TDM

Solución propuesta: Los anchos de banda se deben determinar deacuerdo a las aplicaciones y las sucursales

PC



Ejercicio 3:

Se requiere la interconexión de una empresa que cuenta con dos sucursales y una casa matriz. También cuenta con una oficina local la cual posee un solo equipo de red.

En las sucursales mas grandes se requiere un 99,9% de disponibilidad.






Sucursal 1 64K

64K

Sucursal 2

64KTDM

PC

ISDN

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