WAN

WAN

En el siguiente capítulo, observaremos las tecnologías y protocolos de área extendida más empleados hoy en día. Estas tecnologías son habitualmente empleadas en los entornos del Proveedor, limitándose el uso en el cliente, debido a que Ethernet ha proliferado sobre otros standares.

Es de destacar, que el protocolo que más ha avanzado es MPLS, aunque el mismo no pertenece a la currícula del curso de CCNA.

En este capítulo aprenderemos los siguientes protocolos: Point to Point, HDLC y Frame Relay

WAN

Wide Area Networks

-WAN-

WAN

Red WAN

WAN

Una Wide Area Network, es una red extensa que se encarga de interconectar Redes LAN, de manera de proveer un vínculo entre dos o más sites. La diferencia conceptual entre una WAN y una LAN, son los protocolos que se emplean. Mientras una emplea básicamente Ethernet, la otra puede emplear ATM, Frame Relay, MPLS, PPP, etc.

Tanto el IOS, como los routers de Cisco, soportan una diversa cantidad de protocolos WAN, tales como Frame Relay, MPLS, ATM, HDLC, PPP, Cable, DSL, etc.

Además hay que recordar y tener en cuenta que los bloques de subredes IP de el sitio A y el sitio B, deben ser necesariamente diferentes, ya que sino la conectividad debería ser por medio de Lan to Lan.

Usuariosde la Red

A

Usuariosde la Red

B

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WAN -Definiciones-

Antes de avanzar con el resto del capítulo, es importante fijar conceptos, y realizar las pertinentes definiciones:

• Customer Premises Equipment (CPE): es todo el equipamiento que el proveedor de servicios instala en casa de cliente. Este por lo general, según la tecnología de acceso, puede incluir Equipos SDH y Routers, Switches MetroEthernet, o bien Modems SHDSL y Routers.

• Demarcation Point: es al frontera de responsabilidades entre el proveedor y el cliente. Es el punto en donde se decide quien debe solucionar el problema. Por ejemplo, en el caso de un ISP que instalan routers, es el port Ethernet del equipo de nivel 3.

• Local Loop: también conocida como la Ultima Milla, es la extensión que hay entre el nodo del proveedor y el sitio del cliente.

• Central Office: es el nodo del proveedor, adonde se conecta indirectamente el cliente. Es llamado POP según el equipamiento que posea. Puede ser solo un nodo de conmutación, como bien puede ser un nodo que rutee tráfico hacia propiamente el Backbone.

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Red SDHPDH

WAN -Tipos de Servicio-

Ahora mencionaremos como son los diferentes tipos de servicios, que se pueden contratar a un Proveedor. Más allá que según el Carrier, cada uno de estos tiene un nombre de producto en particular, por lo general todos tienen el mismo propósito y plataforma tecnológica:

• Leased Lines: son líneas dedicadas, habitualmente bajo protocolos HDLC o PPP, en la cual el cliente no comparte el BW con otros, de ahí el nombre de dedicado. Es desde el punto de vista simple, como un cable que conecta ambos CPE en oficinas distantes, que no deben negociar ni establecer ninguna comunicación con el DCE del proveedor. Estos enlaces se dan sobre tecnologías determinísticas SDH y PDH.

En algunas compañías el nombre del Producto puede ser “Enlace Transparente” o “Clear Channel”.

Equipo de Acceso

PDH/SDH

InterfacesV.35/G.703

InterfacesV.35/G.703

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WAN -Tipos de Servicio-

• Circuit Switching: es similar a una llamada telefónica, en donde solo se paga el tiempo que se emplea el enlace, de ahí el beneficio. Estos enlaces utilizan módems de acceso conectados a la PSTN, o Red de Telefonía Pública. Velocidades de transferencia bajas, son empleadas en estos casos, como por ejemplo Dial on Demand.

• Packet Switching: en este tipo de enlaces, el cliente comparte el mismo BW con otros, de manera de reducir costos. Este tipo de enlaces solo se emplean si el tráfico es probabilístico, y no determinístico, o sea no son vínculos ideales para traficar voz. Las tecnologías más empleadas son MPLS, FR, X.25 y ATM.

Red Frame Relay

Red de Acceso

Los troncales Frame Relay son los que se

sobrevenden y comparten.

Los troncales Frame Relay son los que se

sobrevenden y comparten.

Red de Acceso

RouterCentral

RouterRemoto A

RouterRemoto B

RouterRemoto C

WAN

WAN -Tecnologías-

Las placas WICs y VWICs soportan una variedad interesante de protocolos, esto lo podemos ver de la siguiente manera:

tlmx01rt06(config)#int s1/0tlmx01rt06(config-if)#encap ? atm-dxi ATM-DXI encapsulation bstun Block Serial tunneling (BSTUN) frame-relay Frame Relay networks hdlc Serial HDLC synchronous lapb LAPB (X.25 Level 2) ppp Point-to-Point protocol sdlc SDLC sdlc-primary SDLC (primary) sdlc-secondary SDLC (secondary) smds Switched Megabit Data Service (SMDS) stun Serial tunneling (STUN) x25 X.25

Expliquemos brevemente cada uno de ellos, comenzando en el siguiente slide:

WAN

WAN -Tecnologías-

• Frame Relay: es una tecnología de conmutación de paquetes de nivel 1 y 2, que se basa en circuitos virtuales para conmutar el tráfico. Sus velocidades pueden ir desde 64Kbps hasta 45Mbps. Es muy empleado en circuitos point-to-point entre sucursales y sitio central. El protocolo utiliza los DLCI, para identificar a que circuito virtual pertenece cada enlace. Cuando un paquete IP de la LAN se debe enviar hacia la WAN, este se encapsula en la capa de enlace o bien en un circuito virtual Frame Relay.

• ISDN: es una tecnología de conmutación que permite enviar telefonía y voz, sobre el mismo servicio. Su velocidad de acceso habitual es BRI, con dos canales de 64Kbps y uno de 16Kbps para señalización. También posee la variante de PRI, en donde el acceso llega a una 30 canales de 64Kbps para datos y voz, y uno de 64Kbps para señalización.

• LAPB: Link Access Procedure Balanced, fue diseñado para proveer a X.25 de un protocolo de capa 2 orientado a la conexión, aunque también es empleado para simplemente transmitir información. La desventaja real de este protocolo es que incrementa de gran manera el Overhead de los paquetes, y además posee time out y ventanas muy acotadas, lo cual lo tornan poco flexibles. Por tal motivo es que X.25 fue migrando paulatinamente a FR.

• LAPD: Link Access Procedure D- Channel, es empleado como protocolo de nivel 2 en las redes ISDN, a los fines de poder transportar la información del canal D de señalización.

WAN

WAN -Tecnologías-

• HDLC: High Level Data Link Control, es un protocolo de capa de enlace desarrollado por IBM, que posee muy poco overhead en comparación con sus pares. Este protocolo no posee un campo para identificar y priorizar el protocolo de nivel 3 que transporta, por ende cada vendor ha modificado al protocolo de manera de proveerlo de funciones adicionales.

• PPP: Point to Point protocol, es un protocolo estándar que se emplea para conectar routers por medio de interfaces seriales, o bien por medio de líneas dedicadas. Es muy utilizado como protocolo de nivel 2, debido a que HDLC ha variado mucho por la gran cantidad de vendors. Provee además autenticación, identificación del protocolo de capa 3, y multilink connections.

• PPPoE: es empleado por lo general en tecnologías xDSL, para transportar frames PPP sobre frames Ethernet, de manera de proveer a este último de autenticación, compresión y encripción.

• Cable: es una tecnología que cuenta con una red de acceso HFC, Híbrido Fibra Coaxil, por la cual se brinda servicios de telecomunicaciones sobre la red de CATV, también conocido como red de Video Cable. La red se divide en segmentos físicos que se componen de 500 a 2000 clientes, los cuales comparten el ancho de banda disponible, tanto de upstream y downstream. Al poseer una red de acceso por coaxil, puede alcanzar mayores velocidades que el xDSL. La red CATV, envía los canales de televisión por portadoras, y por una adicional, con el BW de un canal de televisión envía la información paquetizada.

WAN

WAN -Tecnologías-

• xDSL: es una tecnología desarrollada para aprovechar la planta externa de cobre, que la Red de Telefonía Pública posee. Con un concepto similar al del Cable, xDSL emplea las portadoras disponibles que no son empleadas por la voz, modulando las mismas para poder brindar anchos de banda mayores a los enlaces dial up. Todos los modems xDSL tributan a un DSLAM, el cual se encarga de recibir todas las señales analógicas y digitalizarlas, para enviarlas al Backbone.

• MPLS: Multiprotocol Label Protocol Switching es una tecnología de conmutación de etiquetas, ubicada conceptualmente en nivel 2,5 del modelo OSI de la ISO. De manera muy similar a como lo hace IP a las subredes, este protocolo asigna etiquetas a las redes destino, denominadas Forward Equivalent Class -FEC-, o sea que los paquetes que tengan la misma FEC tendrán el mismo destino e interface de salida. Este label es el que permite direccionar el paquete a lo largo del dominio MPLS, permitiendo crear caminos predeterminados para los destinos, llamados Label Swithed Paths -LSP-. En virtud de lo mencionado, vemos como los procesos de decisión de enrutamiento comienzan a vincularse, ya que ahora el Protocolo de Enrutamiento es precedido en la decisión por MPLS.

• ATM: fue creado como una tecnología que soporte la transmisión simultánea de voz, video y datos, pudiendo clasificar y separar el tráfico. Emplea celdas (equivalente a paquetes) de 53bytes de longitud para el envío de la información. Es la evolución tecnológica de Frame Relay, alcanzando velocidad superiores de hasta 622Mbps.

WAN

WAN -Transmisión Serial-

La transmisión serial, se denomina de tal manera debido a que, como lo indica su nombre transmite bits de a uno a la vez, o sea en paralelo.

Cisco el conector Winchester, de 60 pines, para la conexión serial entre el router y el equipo de acceso del Provider. También posee además de este cable, uno más pequeño denominado Smart Serial, que se emplea en los casos donde la placa WIC o WAN posee más de una interface.

A pesar de ello, hay diversos tipos de cable, que se emplean según la aplicación a utilizar. Por ejemplo:

•EIA/TIA-232 (RS-232)•EIA/TIA-449 (RS-449)•V.35, usado para conectar a CSU/CDU.•EIA-530.

Los enlaces seriales se miden en Hertz, por la frecuencia de clock que emplean. La cantidad de datos que puede ser enviada dentro de esa frecuencia se denomina “bandwith”, que varía según la modulación.

WAN

WAN -DTE y DCE-

Por default, las interfaces seriales están configuradas como Data Terminal Equipment –DTE-, para que se conecte al Data Communication Equipment –DCE-, que es el equipo del Proveedor que entrega el clock (habitualmente un equipo SDH). La unión entre ambas dá como resultado, el punto de demarcación o frontera entre el cliente y el Carrier. Básicamente, el Proveedor conecta dos redes DTE de cliente, como lo muestra la siguiente figura.

Si usted desea conectar dos routers de manera back to back, debe de alguna manera configurar a alguno de los equipos como DCE. Esto ya lo hemos mencionado en las unidades anteriores, empleando el comando “clock rate”. Tenga en cuenta que además de configurar el clock rate, debe emplear en ese equipo un cable DCE (hembra). El comando “sh controllers x/x” nos muestra lo mencionado.

Red WANDCE

InterfacesV.35/G.703

InterfacesV.35/G.703

Generan el Sincronismo

Red DTE 1 Red DTE 2

Cable V.35DCE

Cable V.35DTE

WAN

HDLC

WAN

WAN -HDLC-

HDLC es un protocolo del ISO de nivel 2, que se emplea para encapsular información de capas superiores en enlaces seriales, proveyendo a los mismo de una transmisión síncrona y libre de errores, por medio de un checksum. Es un protocolo orientado al bit, por ende no representa la unidad de información un byte, sino un bit.

Este protocolo es el default configurado en las interfaces seriales de Cisco. No olvide que Cisco posee su propio protocolo HDLC propietario, el cual es el que automáticamente viene configurado. Veamos el frame HDLC.

Como el HDLC ST solo puede transportar un protocolo de nivel 3, es que los Vendors han desarrollado su propio formato de trama.

Si usted desea conectar un router Cisco por medio de una interface serial, con un router no Cisco, debe emplear otro protocolo de nivel 2, o bien encapsular los paquetes en un protocolo que soporte diferenciación entre los protocolos de nivel 3, como PPP.

Flag Address Control Propietary Data FCS Flag

Flag Address Control Data FCS Flag

WAN

WAN -HDLC-

A continuación veamos la salida de un interface, en donde nos muestra que está configurado HDLC:

tlmx01rt06#sh int s1/0Serial1/0 is up, line protocol is up Hardware is M8T-X.21 Internet address is 192.168.0.2/24 MTU 1500 bytes, BW 1544 Kbit, DLY 20000 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation HDLC, crc 16, loopback not set Keepalive set (10 sec) Restart-Delay is 0 secs Last input 00:00:08, output 00:00:07, output hang never Last clearing of "show interface" counters never Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0 Queueing strategy: weighted fair Output queue: 0/1000/64/0 (size/max total/threshold/drops) Conversations 0/1/256 (active/max active/max total) Reserved Conversations 0/0 (allocated/max allocated) Available Bandwidth 1158 kilobits/sec 5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 17 packets input, 2056 bytes, 0 no buffer Received 12 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored, 0 abort 17 packets output, 2056 bytes, 0 underruns 0 output errors, 0 collisions, 1 interface resets 0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out 2 carrier transitions DCD=up DSR=up DTR=up RTS=up CTS=up

WAN

Point to PointPPP

WAN

WAN -PPP-

Point to Point es un protocolo de nivel de enlace que puede ser empleado para comunicaciones síncronas, como asíncronas. Este utiliza Link Control Protocol -LCP- para mantener y construir conexiones, y Network Control Protocol -NCP- para permitir la utilización simultánea de diversos protocolos de nivel 3.PPP a diferencia de HDLC, provee además Autenticación, direccionamiento dinámico y call back.

A continuación vemos el stack de protocolos de PPP.

Como se vé en la figura, el stack se compone básicamente de las capas:

•Capa Física: soporta interfaces RS-232, V.35, V.24 e ISDN.•Capa HDLC: emplea el HDLC ST, para poder enviar los paquetes sobre un vínculo serial.•Capa LCP: se utiliza para construir las conexiones.•Capa NCP: se utiliza para proveer a PPP de funciones que le permiten transportar otros protocolos de nivel 3.

OSI3 Upper Layer (IP, IPX,etc)

Network Control ProtocolLink Control Protocol

HDLC1 Physical Layer (RS-232, V.35,etc)

2

WAN

PPP -LCP-

LCP ofrece las siguientes alternativas:

• Autenticación: provee de la mencionada al protocolo, por medio de Usuario y Contraseña, según se use PAP o CHAP, que son los dos métodos de autenticación.

• Compresión: permite comprimir en un extremo y descomprimir en el otro, la información, de manera de aumentar el throghput real del enlace.

• Error Detection: posee mecanismos de detección de errores.

• Multilink PPP: luego de la versión de IOS 11.1, los routers Cisco soportan MLPPP. Esta función permite ver a varios enlaces físicos, como uno solo de características lógicas de un ancho de banda mayor, cuyo BW es la sumatoria de todos. Simil a Link Aggregation en Ethernet.

WAN

PPP -Establecimiento-

El proceso de establecimiento de conexión de PPP, consta de 3 pasos:

• Link Establishment Phase: paquetes LCP son intercambiados entre los routers, de manera de negociar parámetros de configuración, y adicionalmente testear el enlace. La factibilidad de autenticar y comprimir datos, es negociada en esta etapa.

• Authentication Phase: antes de que NCP comience a analizar la información, opcionalmente podemos configurar que los routers se autentiquen por CHAP o PAP.

• Network Layer Protocol Phase: es la fase en la cual se permite transportar diversos protocolos de capa 3, los cuales establecen una sesión con NCP.

WAN

PPP -Autenticación-

PPP ofrece dos métodos diferentes de autenticación, uno más seguro y confiable que el otro, aunque introduce un pequeño overhead sobre la información:

• Password Authentication Protocol -PAP-: es un método poco confiable, debido a que envía las claves en texto claro y plano. Una vez establecida la comunicación, el router remoto envía el username y el password por medio del canal de comunicaciones que los une, por lo cual no hay seguridad adicional.

• Challenge Handshake Authentication Protocol -CHAP-: es empleado en el inicio de la comunicación, y se encarga además de testear periódicamente el enlace. Una vez establecida la comunicación, CHAP envía un challenge hacia el host remoto. Este host, recibe el challenge y le aplica un algoritmo de hash denominado MD5.

Luego de lo mencionado, envía al host origen el valor resultado, el cual es analizado y si no es el esperado, la sesión PPP es cerrada.

WAN

PPP -Configuración-

Veamos como se configura PPP, en los routers Cisco, basándonos en la siguiente topología.

tlmx01rt06(config)#int ser1/0tlmx01rt06(config-if)#ip addtlmx01rt06(config-if)#ip address 172.16.1.1 255.255.255.0tlmx01rt06(config-if)#encapsutlmx01rt06(config-if)#encapsulation ppptlmx01rt06(config-if)#clock rate 128000tlmx01rt06(config-if)#no shut

tlmx01rt07(config)#int s1/0tlmx01rt07(config-if)#encap ppptlmx01rt07(config-if)#ip addtlmx01rt07(config-if)#ip address 172.16.1.2 255.255.255.0tlmx01rt07(config-if)#no shut

tlmx01rt06 tlmx01rt07

172.16.1.0/24.1 .2

WAN

PPP -Autenticación-

Ahora configuremos la autenticación en nuestra topología.

tlmx01rt06#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.tlmx01rt06(config)#tlmx01rt06(config)#user tlmx01rt07 pass ciscotlmx01rt06(config)#int s1/0tlmx01rt06(config-if)#ppp authen chap paptlmx01rt06(config-if)#^Ztlmx01rt06#wr

tlmx01rt07#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.tlmx01rt07(config)#user tlmx01rt06 pass ciscotlmx01rt07(config)#int s1/0tlmx01rt07(config-if)#tlmx01rt07(config-if)#ppp authe chap paptlmx01rt07(config-if)#^Ztlmx01rt07#wr

Tenga en cuenta solo, que el user PPP de la sesión es el hostname del router remoto.

tlmx01rt06 tlmx01rt07

172.16.1.0/24.1 .2

WAN

PPP -Verificación-

Ahora verifiquemos la autenticación en nuestra topología.

tlmx01rt06#sh int s1/0Serial1/0 is up, line protocol is up Hardware is M8T-X.21 Internet address is 172.16.1.1/24 MTU 1500 bytes, BW 1544 Kbit, DLY 20000 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation Encapsulation PPP, LCP OpenPPP, LCP Open Open: CDPCP, IPCP, crc 16, loopback not setOpen: CDPCP, IPCP, crc 16, loopback not set Keepalive set (10 sec) Restart-Delay is 0 secs Last input 00:00:23, output 00:00:06, output hang never Last clearing of "show interface" counters 00:35:13 Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0 Queueing strategy: fifo Output queue: 0/40 (size/max) 5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec...

La interface serial, se encuentra en estado up, por ende tanto a nivel físico, como lógico, no presenta inconvenientes. A nivel de enlace, más precisamente en PPP, el nivel LCP está abierto, y el NCP también, lo que indica que se ha configurado correctamente la autenticación CHAP. En caso de que no se haya validado la contraseña o el usuario, la interface serial estaría up-down, y el canal LCP estaría closed.

WAN

Frame Relay

WAN

Frame Relay

FR es una tecnología WAN de conmutación de paquetes de nivel 2, que fue muy popular hasta hace pocos años, debido a que hallaba el equilibrio justo entre ancho de banda, y costo de enlaces para los clientes. Fue la evolución del Protocolo X.25, de manera de proveer mayores anchos de banda por medio de la eliminación de los excesivos controles de errores que poseía su antecesor.

Por defecto, es un tipo de red Non Broadcast Multi Access (NBMA), por lo que salvo configuración especiales, paquetes tales como broadcast RIP no son transmitidos. Esto se debe a que no soportan frames de broadcast en nivel 2.

Es un tipo de transmisión mucho más compleja que las líneas dedicadas, debido a que la filosofía es totalmente diferente, ya que el ancho de banda total (entiéndase como tal, el del Backbone del Proveedor) es compartido por la totalidad de los clientes. Por lo mencionado, es que en la mayoría de las veces, este tipo de red es vista como una nube, donde se cross conectan Circuitos Virtuales, a través de Switches Frame Relay.

WAN

Red Frame Relay

Circuitos Virtuales -PVC-

Frame Relay/ATM1 DLCI por PVC

Red de Acceso

SDH/PDH

RouterCentral

RouterRemoto A

RouterRemoto B

RouterRemoto C

WAN

Conexión Fisica

DTE(Router)

DCESwitch

Frame Relay

Frame RelayCapa 2

Cápa 1 Capa 1

Tramas , Direccionamiento Control de Errores en la Trama

Control del Enlace LAP-D LAP-DFrame Relay Capa 2

Usuario Red

FLAG

1

Header User Data Field

(e.g. IP Packet, HDLC/SDLC frame, X.25 packet)

FLAG

FCS

2 2 1

7 0

DLCI (msb) C/R E A

DEFECN BECN DLCI (lsb)

12 34

Variable (1 byte to 8K bytes)

Frame Relay

WAN

Frame Relay

Como hemos mencionado, uno de los principales beneficios de FR, es poder en una conexión física, permitir una gran cantidad de conexiones lógicas, de manera reducir costos de Telecomunicaciones y hardware.

Esta cantidad de conexiones lógicas, sobre una física, por lo general no es la sumatoria de todos los enlaces remotos, de manera de poder realizar sobre suscripción sobre el enlace. Aquí está el motivo por el cual FR, es más económico que las líneas dedicadas.

Al ser del tipo determinísticas, con las líneas dedicadas corremos el riesgo que parte del ancho de banda contratado este ocioso, por no ser utilizado. Es por ello que la tecnología FR, al ser de de conmutación de paquetes, es más versátil, pudiendo asignar ese ancho de banda a otro enlace que lo precise.

RouterCentral

RouterRemoto A

RouterRemoto B

RouterRemoto C

s0/0/0

s0/0/1

s0/1/0

Una if por enlace

Modelo Dedicado o Clear Channel

Modelo Frame Relay

RouterCentral

Red Frame Relay

RouterRemoto A

RouterRemoto B

RouterRemoto C

Una subif y dlci por enlace

WAN

Red Frame Relay

Frame Relay

En el siguiente esquema, a simple vista, ya podemos observar como se ahorra en Hardware, debido a que los routers precisan una sola interface física.

Una red con topologia en mallautilizando circuitos TDM

Una red con topologia mallautilizando tecnologia Frame Relay

64K

64K

256K

64K

64K

WAN

Frame Relay -Ventajas-

• El protocolo define una interface con la red WAN de mayor troughput y bajo retardo (debido ala fragmentación que emplea).

• Provee funciones de recuperación de errores limitadas.

• Descansa sobre los sistemas del usuario final para recuperarse de los problemas de la red. • Frame Relay saca ventaja de las mejoras en los sistemas de transmisión y reduce o elimina la necesidad de la corrección de errores, dejando esta tarea a los protocolos de capas superiores.

• Permite multiplexar múltiples circuitos sobre la misma interface física.

• Aunque se basa en estándares de ISDN, usualmente se la ve como una “evolución simplificada” del X.25 (dejando de lado números de secuencias, ventanas, chequeos de errores etc.); se la suele referir como “Fast Packet Switching”.

• Simplifica la arquitectura de red.

•Emplea interfaces V.35, G.703/G.704 y HSSI.

WAN

Frame Relay -Valores-

FR, como hemos dicho por medio de la conmutación de paquetes, permite a muchos clientes compartir el ancho de banda. Esto lo hace, debido a que en su filosofía, supone que no todos los routers precisan utilizar el canal de comunicaciones, o bien el ancho de banda, de manera constante.

Para ello, hay valores que se especifican, cuando un cliente contrata un enlace del tipo FR, esto son:

•CIR: Commited Information Rate, que es el throughput mínimo asignado a cada Circuito Virtual, que la red se compromete a garantizar en caso de Congestión en la red falla de los troncales.

•Access Rate: Velocidad del enlace / clock para la conexión de Acceso a la Red. Por lo general es de 2Mbps, que es la velocidad que entregan las interfaces de los equipos de acceso.

•BC: Commited Burst Size, indica la cantidad máxima de datos, que la red se compromete a transferir en un periodo de tiempo - Tc.

•BE: Excess Burst, es una porción del ancho de banda del enlace que se provisiona para permitir que las aplicaciones que usan un PVC, puedan transmitir ráfagas de datos. Estos datos son tratados como marcados para descartar en caso de congestión en la red.

Solo debe aclararse que el CIR nunca puede superar el AR, ya que el AR es el límite físico del canal de comunicaciones.

WAN

CIR

BE

1 Seg t (seg)

bits (K)

TráficoPermitido

TráficoEliminado

TráficoMarcado con DE

Frame Relay -Valores-

Tc (BC)

WAN

Frame Relay -Valores-

Veamos que es la sobre suscripción ,(también conocida como Overbooking) en la siguiente figura.

Básicamente es poseer configurados, una cantidad de PVC, con un ancho de banda determinado, en donde la sumatoria de estos últimos, es superior al AR. Esto implica que si todos los clientes, o circuitos virtuales, desean transmitir al mismo tiempo, no podrán debido a que superarán el límite del canal, y por lo tanto habrá saturación.

Committed Information Rate

Nivel de subscripcion = 100% Nivel de subscripcion = 200%

64K 64K

64K 64K

256K PortConnection

Committed Information Rate

64K64K

64K

64K64K

64K64K

64K

256K PortConnection

WAN

Frame Relay -Encapsulación-

Al configurar FR en los routers Cisco, en las interfaces seriales de WAN, usted debe especificar el tipo de encapsulación Frame Relay. Estas pueden ser:

•Cisco: es la empleada por default. Solo se configura cuando el router o el SW Frame Relay es Cisco.

•IETF: es la encapsulación Standard.

Tenga en cuenta, que como encapsulación, aquí no podemos emplear ni HDLC ni PPP, ya que FR tiene su encapsulación particular. Tenga en cuenta que en ambos extremos la encapsulación debe ser igual.

tlmx01rt06(config)#int ser1/0tlmx01rt06(config-if)#encap frame-relay ? MFR Multilink Frame Relay bundle interface ietf Use RFC1490/RFC2427 encapsulation <cr>

WAN

Frame Relay -Circuitos-

Un circuito virtual es un enlace lógico que une, por medio de la nube frame relay, a dos dispositivos DTE (routers). Este circuito se configura a lo largo de la nube, y por ende es un enlace que se da gracias a la configuración de dos switches Frame Relay en los extremos.

Existen dos tipos:

• PVCs: Permanent Virtual Circuits, es un enlace Lógico que tiene sus puntos de ingreso y egreso de la red FR definidos en el momento de la configuración. Requieren de la intervención del Administrador de la red para establecer, configurar y modificar las caracteristicas del mismo.El cliente junto con el Administrador de la red acuerdan previamente las características de los PVCs, como ser el CIR, Bc, Be, cantidad de PVCs y número de DLCIsLa mayoría de los enlaces de hoy en día emplean este tipo de circuitos virtuales, en donde la conexión queda establecida permanentemente, valga la redundancia.

• SVCs: Switched Virtual Circuits, en donde el dispositivo del Usuario (FRAD o Router) negocia con la red el establecimiento de un Circuito Virtual. Luego de finalizada la comunicación el vínculo se cierra, de manera de optimizar aún más el ancho de banda. Los cajeros automáticos emplean este tipo de conexión, en donde luego de la transacción, el circuito se libera (los cajeros emplean X.25, pero a los fines conceptuales, es útil el ejemplo.

WANFrame Relay -DLCIs-

Para poder indentificar los PVCs dentro de la red, y más precisamente los DTE, o sea los routers, Frame Relay emplea los Data Link Connections Identifiers –DLCI-. Como muchos enlaces pueden ser conectados sobre una misma interface física, es necesario que el Proveedor pueda identificar los servicios de manera particular, y esta es la finalidad principal de los DLCIs.

Solo debe tener en cuenta que los DLCIs, son de uso Local, por ende el DLCI 54, puede emplearse en varios routers, aunque vale la pena mencionar por una cuestión práctica, siempre se emplea el mismo en ambos extremos.

Los DLCIs pueden ser desde 1 hasta 1024, reservándose por norma los primeros 16. Cuando un router desea enviar un paquete a otro, verifica la tabla Inverse ARP (que realiza la misma acción que ARP pero entre DLCIs e IPs) o verifica si hay algún mapeo estático entre las mismas, de manera de encapsular el paquete en FR, y colocar en el DLCI el valor del PVC que lo conecta con el router remoto.

R0(config)#int ser1/0R0(config-if)#frame-relay int-dlci ? <16-1007> Define a DLCI as part of the current subinterface

En la interface física, se crean varios

circuitos lógicos, que corresponden a un

PVC.RouterCentral

int s0/0/0.xdlci 32,33,34,etc

WAN

Frame Relay -LMI-

Local Managment Interface (LMI) es el protocolo de señalización que emplea FR, para enviar información acerca del estado de los PVCs, entre el Switch FR del Proveedor y el router del cliente (DTE).

Para ello, LMI realiza lo siguiente:

•Keepalives: envía estos paquetes para saber que el enlace se encuentra operativo.

•Multicast: se emplea para fines particulares, bajo los DLCI 1019 a 1022. Por ejemplo, se puede emplear para enviar información de ruteo.

•Status de los PVCs: se emplean mensajes e inquiries para verificar es status de los PVCs.

WAN

Frame Relay -LMI-

Hay tres tipos de LMI:

• Cisco: es el lmi default, y fue desarrollado por Cisco y Nortel, entre otros.• ANSI: es el estándar T1.617• CCITT – Q933a: es el estándar ITU de la solución FR.

La asignación de los DLCI, según norma es la siguiente:

0 ANSI/CCITT Link management1-15 Reservados para uso futuro16-991 Asignables para los usuarios992-1007 Asignados a funciones de red de capa 21008-1022 Reservados1023 LMIRev.1 (Cisco)

WAN

Frame Relay -LMI-

El protocolo LMI es un mecanismo de poleo, con el equipo del usuario como el master y el switch como slave.

El DTE Polea al DCE para mantener el enlace activo e informarse del estado de los PVCs definidos en el enlace

Cada 10 segundos, el router envía un frame Status Inquiry con el contador T.391, que polea el estado del SW. El SW en cambio posee el timer T.392, que es de 15 segundos por default, que es el tiempo que espera el SW ser poleado.

Si tres de cuatro eventos fallan, se considera caído el enlace.

RouterFRAD

Status Inquiry“Status” Response

Proceso de intercambio de numeros de secuencia

Full Status InquiryFull Status Report Cada 6 poleos

DCE 15 sec default poll timerDTE 10 sec default poll timer

UNI

WAN

Red Frame Relay

Red ATM

Frame Relay -Interworking-

Se definen dos estándares para transportar Frame Relay sobre redes ATM, ellos son el FRF.5 y el FRF.8, ambos ampliamente usados.

La ventaja de este esquema, es que ATM ofrece mayores velocidades que Frame Relay. FRF.8

Switch FR/ATM

UpperLayers

Q.922Core

PHY

Q.922Core

PHY

Q.922Core

PHY

Q.922Core

PHY

FR-SSCS

CPCS

SAR

ATM

PHY

ATM

PHY

ATM

PHY

null-SSCS

CPCS

SAR

ATM

PHY

UpperLayers

WAN

Red Frame Relay

Red ATM

Red Frame Relay

Switch FR/ATM Switch FR/ATM

Frame Relay -Interworking-

Este es el ST FRF.5, en donde se transporta FR en el acceso, pero ATM, en el Backbone..

UpperLayers

Q.922Core

PHY

Q.922Core

PHY

FR-SSCS

CPCS

SAR

ATM

PHY

ATM

PHY

FR-SSCS

CPCS

SAR

ATM

PHY

Q.922Core

PHY

UpperLayers

Q.922Core

PHY

WAN

Frame Relay -Control Congestion-

Recuerde, que parte del beneficio que entrega FR, es el de configurar accesos lógicos mayores a los accesos físicos. Sobrevender los troncales, implica que podemos encontrarnos en situaciones en donde la red se sature, y deba comenzar a descartar paquetes. Para elegir que destacar, y como notificar de una congestión, posee 3 opciones:

• DE: Discard Eligibility, se emplea en la situación en donde un router excede el CIR. Todo paquete se supera el CIR, es marcado con este valor, en el frame FR. Cuando se produce una congestión, todos los paquetes que con este flag se descartan.

• Forward Explicit Congestion Notification (FECN): Cuando un SW observa que hay una congestión en la red, marca el frame FR con este flag, para advertir al DTE receptor que hay una congestión.

• Backward Explicit Congestion Notification (BECN): es similar al esquema anterior, pero marca el frame en el sentido de vuelta. O sea, cuando un frame vuelve al origen y se detectó una congestión, el SW marca el frame para que el origen sepa de la saturación.

WAN

Frame Relay -Configuración-

A continuación, veremos brevemente como se configura una interface y una subinterface. Observe bien, como se deben obligatoriamente configurar todos los parámetros que hemos venido explicando.

Si empleamos Frame Relay, como un enlace Multipoint, esto es, todos los routers con IP de WAN de la misma subred, la configuración de Frame Relay es la siguiente.

tlmx01rt06(config)#int ser1/0tlmx01rt06(config-if)#encapsulation frame-relaytlmx01rt06(config-if)#ip address 172.16.20.1 255.255.255.0tlmx01rt06(config-if)#frame-relay lmi-type ansitlmx01rt06(config-if)#exit

Observe que la configuración se realiza sobre la interface física.Asi mismo, tampoco esta configuración basta para poder establecer una comunicación IP entre los routers, debido a que el router no conoce con que DLCI encapsular la información de nivel 3.

Para eso, debemos mapear de forma estática los DLCI con las IPs destino.

tlmx01rt06(config-if)#frame-relay map ip [IP WAN DESTINO] [DLCI] broadcasttlmx01rt06(config-if)#no frame-relay inverse-arpTlmx01rt06(config)#no ip split-horizon

WAN

Frame Relay -Split Horizon-

Recuerde deshabilitar Split Horizon en Frame Relay Multipoint, debido a que sino, habrá redes IP que se publicarán. Recuerdo que en resumen, Split Horizon es una regla que evita publicar redes por una interface por la cual anteriormente se la estuvo aprendiendo.

Veamos el ejemplo, en donde claramente se observa, que split horizon “quiebra” el update de ruteo. Por lo expuesto, el Router Remoto A, nunca aprenderá la Red B, debido a que no podría ser publicada.

Red Frame Relay

tlmx01rt06

RouterRemoto A

RouterRemoto B

Red A

Red B

172.16.30.0/24

.1

.2

.3

dlci 122

dlci 123

Update hacia Central

acerca de Red B

Update hacia Router Aacerca de Red B y Red

Local

Update hacia Central

acerca de Red B

Update hacia Router Aacerca de Red B y Red

Local

WAN

Red Frame Relay

tlmx01rt06

RouterRemoto A

RouterRemoto B

Red A

Red B

172.16.30.0/24

.1

.2

.3tlmx01rt06(config)#int ser1/0tlmx01rt06(config-if)#encapsulation frame-relaytlmx01rt06(config-if)#ip address 172.16.20.1 255.255.255.0tlmx01rt06(config-if)#frame-relay lmi-type ansitlmx01rt06(config-if)#exittlmx01rt06(config-if)#frame-relay map ip 172.16.30.2 122 broadcasttlmx01rt06(config-if)#frame-relay map ip 172.16.30.3 123 broadcasttlmx01rt06(config-if)#no frame-relay inverse-arptlmx01rt06(config)#no ip split-horizon

dlci 122

dlci 123

Frame Relay -Multipoint-

WAN

Frame Relay -Configuración-

Una subinterface point-to-point, se configuraría de la siguiente manera:

tlmx01rt06(config)#int ser1/0tlmx01rt06(config-if)#encapsulation frame-relaytlmx01rt06(config-if)#frame-relay lmi-type ansitlmx01rt06(config)#int ser1/0.1 point-to-pointtlmx01rt06(config-subif)#ip address 172.16.20.1 255.255.255.0tlmx01rt06(config-subif)#frame-relay interface-dlci 101tlmx01rt06(config-subif)#exit

Cabe mencionar que en estos casos, la encapsulación, y el LMI se configuran sobre la interface física.

Aquí, al tener subinterfaces diferentes sobre la interface serial (simil a subinterfaces ethernet para encapsulación trunk dot1q), la regla de split horizon no es relevante, debido a que los updates de ruteo, son enviados por subinterfaces separadas.

WAN

Red Frame Relay

tlmx01rt06

RouterRemoto A

RouterRemoto B

Red A

Red B

172.16.30.0/30

.1

.2

.6tlmx01rt06(config)#int ser1/0tlmx01rt06(config-if)#encapsulation frame-relaytlmx01rt06(config-if)#frame-relay lmi-type ansitlmx01rt06(config-if)#no frame-relay inverse-arptlmx01rt06(config)#int ser1/0.1 point-to-pointtlmx01rt06(config-subif)#ip address 172.16.30.1 255.255.255.252tlmx01rt06(config-subif)#frame-relay interface-dlci 122tlmx01rt06(config)#int ser1/0.2 point-to-pointtlmx01rt06(config-subif)#ip address 172.16.30.5 255.255.255.252tlmx01rt06(config-subif)#frame-relay interface-dlci 123tlmx01rt06(config-subif)#exit

dlci 122

dlci 123

Frame Relay -Point-to-Point-

172.16.30.4/30

.5

WAN

Red Frame Relay

tlmx01rt06

RouterRemoto A

RouterRemoto B

Red A

Red B

172.16.30.0/30

.1

.2

.6

dlci 122

dlci 123

Frame Relay -Split Horizon-

Aquí podemos ver como los updates de ruteo, se generan sobre subinterfaces diferentes.

172.16.30.4/30

.5

Update hacia Central

acerca de Red B

Recibe Update en s1/0.2

acerca de Red B

Update hacia Router Aacerca de Red B y Red

Localsobre la subint s1/0.1