antologia redes convergentes
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Redes Convergentes Antologa 22/04/2010 Universidad Tecnolgica de Izcar de Matamoros Mtro. Sergio Valero Orea
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Redes convergentes
Contenido
Unidad I. Diseo de redes ................................................................................................................... 4
1. Sistemas de cableado estructurado ........................................................................................ 4
1.1 Subsistemas de cableado estructurado ................................................................................ 5
1.2 Escalabilidad .......................................................................................................................... 6
1.3 Punto de demarcacin .......................................................................................................... 6
1.4 Salas de equipamiento .......................................................................................................... 7
1.5 MC, IC y HC ............................................................................................................................ 8
1.6 Cdigos y estndares de cableado estructurado .................................................................. 9
1.7 La Asociacin de la Industria de las Telecomunicaciones (TIA) y la Asociacin de Industrias
de Electrnica (EIA) ..................................................................................................................... 9
2. Arquitecturas de redes orientadas a servicios ...................................................................... 11
2.1 Diseo jerrquico de redes ..................................................................................................... 11
2.2 La arquitectura de redes orientadas a servicio de Cisco ......................................................... 13
2.3 Tecnologas WLAN ................................................................................................................... 15
2.3.1 Estndares operacionales IEEE 802.11 ............................................................................. 16
2.3.2 RF Site Survey ................................................................................................................... 17
Unidad II. Calidad en el servicio (QoS) .............................................................................................. 18
1. Introduccin a la calidad en el servicio (QoS) ....................................................................... 18
2. Modelos de QoS .................................................................................................................... 20
3. Descripcin de DiffServ QoS .................................................................................................. 21
4. Clasificacin y marcado de trfico ........................................................................................ 23
5. Mecanismos de QoS para administrar y evitar la congestin de la red ................................ 25
6. AutoQoS ................................................................................................................................ 29
Unidad III. Voz sobre IP (VoIP) ........................................................................................................... 29
1. Introduccin a la tecnologa y arquitecturas de VoIP ........................................................... 30
2. Funciones y componentes de VoIP ....................................................................................... 31
3. Principales protocolos de VoIP de acuerdo al modelo OSI ................................................... 32
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4. Clculo de requerimientos de ancho de banda .................................................................... 36
5. Configuracin de puertos e interfaces de voz en un router ................................................. 38
6. Protocolo H.232 .................................................................................................................... 41
Unidad IV. Tecnologas WAN ............................................................................................................. 46
1. Servicios de banda ancha y 3G .............................................................................................. 46
2. Estndares WAN .................................................................................................................... 50
Unidad V. Switches multicapa ........................................................................................................... 54
1. Introduccin a los switches multicapa .................................................................................. 54
2. VLANs .................................................................................................................................... 55
3. STP, RSTP, PVST+, PVRST, MSTP y EtherChannel .................................................................. 63
4. Ruteo InterVLAN.................................................................................................................... 68
5. Alta disponibilidad en un campus ......................................................................................... 70
Unidad VI. IPv6 .................................................................................................................................. 70
1. Esquema de direccionamiento IPv6 ...................................................................................... 70
2. Tipos de tunneling IPv4 a IPv6 .............................................................................................. 72
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Unidad I. Diseo de redes
Objetivo. El alumno disear redes convergentes aplicando las arquitecturas orientadas al servicio
considerando la infraestructura adecuada para garantizar la transmisin eficiente de informacin.
1. Sistemas de cableado estructurado
El cableado estructurado es un enfoque sistemtico del cableado. Es un mtodo para crear un
sistema de cableado organizado que pueda ser fcilmente comprendido por los instaladores,
administradores de red y cualquier otro tcnico que trabaje con cables.
Hay tres reglas que ayudan a garantizar la efectividad y la eficiencia en los proyectos de diseo del
cableado estructurado.
La primera regla es buscar una solucin completa de conectividad. Una solucin ptima para
lograr la conectividad de redes abarca todos los sistemas que han sido diseados para conectar,
tender, administrar e identificar los cables en los sistemas de cableado estructurado. La
implementacin basada en estndares est diseada para admitir tecnologas actuales y futuras. El
cumplimiento de los estndares servir para garantizar el rendimiento y confiabilidad del proyecto
a largo plazo.
La segunda regla es planificar el crecimiento a futuro. La cantidad de cables instalados debe
satisfacer necesidades futuras. Se deben tener en cuenta las soluciones de categora 5e, categora
6 y de fibra ptica para garantizar que se satisfagan futuras necesidades. La instalacin de la capa
fsica debe poder funcionar durante diez aos o ms.
La regla final es conservar la libertad de eleccin de proveedores. Aunque un sistema cerrado y
propietario puede resultar ms econmico en un principio, con el tiempo puede resultar mucho
ms costoso. Con un sistema provisto por un nico proveedor y que no cumpla con los estndares,
es probable que ms tarde sea ms difcil realizar traslados, ampliaciones o modificaciones.
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1.1 Subsistemas de cableado estructurado
Figura 1. Subsistemas de cableado estructurado
Hay siete subsistemas relacionados con sistemas de cableado estructurado como se ve en la figura
1. Cada subsistema realiza funciones determinadas para proveer servicios de datos y voz en toda
la planta de cables:
Punto de demarcacin (demarc) dentro de las instalaciones de entrada (EF) en la sala de
equipamiento.
Sala de equipamiento (ER).
Sala de telecomunicaciones (TR).
Cableado backbone, tambin conocido como cableado vertical.
Cableado de distribucin, tambin conocido como cableado horizontal.
rea de trabajo (WA).
Administracin.
El demarc es donde los cables del proveedor externo de servicios se conectan a los cables del
cliente en su edificio. El cableado backbone est compuesto por cables de alimentacin que van
desde el demarc hasta la salas de equipamiento y luego a la salas de telecomunicaciones en todo
el edificio. El cableado horizontal distribuye los cables desde las salas de telecomunicaciones hasta
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las reas de trabajo. Las salas de telecomunicaciones es donde se producen las conexiones que
proporcionan una transicin entre el cableado backbone y el horizontal.
Estos subsistemas convierten al cableado estructurado en una arquitectura distribuida con
capacidades de administracin que estn limitadas al equipo activo, como por ejemplo los PC,
switches, hubs, etc. El diseo de una infraestructura de cableado estructurado que enrute,
proteja, identifique y termine los medios de cobre o fibra de manera apropiada, es esencial para el
funcionamiento de la red y sus futuras actualizaciones.
1.2 Escalabilidad
Una LAN que es capaz de adaptarse a un crecimiento posterior se denomina red escalable. Es
importante planear con anterioridad la cantidad de tendidos y de derivaciones de cableado en el
rea de trabajo. Es preferible instalar cables de ms que no tener los suficientes.
Adems de tender cables adicionales en el rea de backbone para permitir posteriores
ampliaciones, por lo general se tiende un cable adicional hacia cada estacin de trabajo o
escritorio. Esto ofrece proteccin contra pares que puedan fallar en cables de voz durante la
instalacin, y tambin permite la expansin. Por otro lado, es una buena idea colocar una cuerda
de traccin cuando se instalan los cables para facilitar el agregado de cables adicionales en el
futuro. Cada vez que se agregan nuevos cables, se debe tambin agregar otra cuerda de traccin.
1.3 Punto de demarcacin
El punto de demarcacin (demarc) es el punto en el que el cableado externo del proveedor de
servicios se conecta con el cableado backbone dentro del edificio. Representa el lmite entre la
responsabilidad del proveedor de servicios y la responsabilidad del cliente. En muchos edificios, el
demarc est cerca del punto de presencia (POP) de otros servicios tales como electricidad y agua
corriente.
El proveedor de servicios es responsable de todo lo que ocurre desde el demarc hasta la
instalacin del proveedor de servicios. Todo lo que ocurre desde el demarc hacia dentro del
edificio es responsabilidad del cliente.
El proveedor de telefona local normalmente debe terminar el cableado dentro de los 15 m (49,2
pies) del punto de penetracin del edificio y proveer proteccin primaria de voltaje. Por lo general,
el proveedor de servicios instala esto.
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Asociacin de Industrias Electrnicas (EIA) desarrollan y publican estndares para muchas
industrias, incluyendo la industria del cableado. Se deben aplicar estos estndares durante
cualquier proceso de instalacin o mantenimiento del cableado de voz o de datos, para garantizar
que el cableado sea seguro, est correctamente instalado, y tenga el rendimiento adecuado.
El estndar TIA/EIA-569-A especifica los requisitos para el espacio del demarc. Los estndares
sobre el tamao y estructura del espacio del demarc se relacionan con el tamao del edificio. Para
edificios de ms de 2000 metros cuadrados (21.528 pies cuadrados), se recomienda contar con
una habitacin dentro del edificio que sea designada para este fin y que tenga llave.
Las siguientes son pautas generales para determinar el sitio del punto de demarcacin.
Calcule 1 metro cuadrado (10,8 pies cuadrados) de un montaje de pared de madera
terciada por cada rea de 20-metros cuadrados (215,3 pies cuadrados) de piso.
Cubra las superficies donde se montan los elementos de distribucin con madera terciada
resistente al fuego o madera terciada pintada con dos capas de pintura ignfuga.
Ya sea la madera terciada o las cubiertas para el equipo de terminacin deben estar
pintadas de color naranja para indicar el punto de demarcacin.
1.4 Salas de equipamiento
Una vez que el cable ingresa al edificio a travs del demarc, se dirige hacia la instalacin de
entrada (EF), que por lo general se encuentra en la sala de equipamiento (ER). La sala de
equipamiento es el centro de la red de voz y datos. La sala de equipamiento es esencialmente una
gran sala de telecomunicaciones que puede albergar el marco de distribucin, servidores de red,
routers, switches, PBX telefnico, proteccin secundaria de voltaje, receptores satelitales,
moduladores y equipos de Internet de alta velocidad, entre otros. Los aspectos de diseo de la
sala de equipamiento se describen en los estndares TIA/EIA-569-A.
En edificios grandes, la sala de equipamiento puede alimentar una o ms salas de
telecomunicaciones (TR) distribuidas en todo el edificio. Las TR albergan el equipo del sistema de
cableado de telecomunicaciones para un rea particular de la LAN, como por ejemplo, un piso o
parte de un piso. Esto incluye las terminaciones mecnicas y dispositivos de conexin cruzada para
sistemas de cableado backbone y horizontal. Los routers, hubs y switches de departamentos y
grupos de trabajo se encuentran comnmente en la TR.
El hub de cableado y un panel de conexin de una TR pueden estar montados contra una pared
con una consola de pared con bisagra, un gabinete para equipamiento completo, o un bastidor de
distribucin.
La consola de pared con bisagra debe ser colocada sobre un panel de madera terciada que cubra la
superficie de pared subyacente. La bisagra permite que la unidad pueda girar hacia afuera de
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modo que los tcnicos tengan fcil acceso a la parte posterior de la pared. Es importante dejar 48
cm (19 pulgadas) para que el panel se pueda separar de la pared.
El bastidor de distribucin debe tener un mnimo de 1 metro (3 pies) de espacio libre para poder
trabajar en la parte delantera y trasera del bastidor. Para montar el bastidor de distribucin, se
utiliza una placa de piso de 55,9 cm (22 pulgadas). La placa de piso brinda estabilidad y determina
la distancia mnima para la posicin final del bastidor de distribucin. La Figura 2 muestra un
bastidor de distribucin.
Un gabinete para equipamiento completo requiere por lo menos 76,2 cm (30 pulgadas) de espacio
libre delante de la puerta para que sta se pueda abrir. Los gabinetes para equipamiento tienen
por lo general 1,8 m (5,9 pies) de alto, 0,74 m (2,4 pies) de ancho y 0,66 m (2.16 pies) de
profundidad.
Cuando coloque el equipamiento dentro de los bastidores de equipos, tenga en cuenta si el equipo
utiliza electricidad o no. Otras consideraciones a tener en cuenta son el tendido y administracin
de los cables y la facilidad de uso. Por ejemplo, un panel de conexin no debe colocarse en la parte
de arriba de un bastidor si se van a realizar modificaciones significativas despus de la instalacin.
Los equipos pesados como switches y servidores deben ser colocados cerca de la base del bastidor
por razones de estabilidad.
La escalabilidad que permite el crecimiento futuro es otro aspecto a tener en cuenta en la
configuracin del equipamiento. La configuracin inicial debe incluir espacio adicional en el
bastidor para as poder agregar otros paneles de conexin o espacio adicional en el piso para
instalar bastidores adicionales en el futuro.
La instalacin adecuada de bastidores de equipos y paneles de conexin en la TR permitir, en el
futuro, realizar fcilmente modificaciones a la instalacin del cableado.
1.5 MC, IC y HC
Por varias razones, la mayora de las redes tienen varias TR. Si una red est distribuida en varios
pisos o edificios, se necesita una TR para cada piso de cada edificio. Los medios slo pueden
recorrer cierta distancia antes de que la seal se comience a degradar o atenuar. Es por ello que
las TR estn ubicadas a distancias definidas dentro de la LAN para ofrecer interconexiones y
conexiones cruzadas a los hubs y switches, con el fin de garantizar el rendimiento deseado de la
red. Estas TR contienen equipos como repetidores, hubs, puentes, o switches que son necesarios
para regenerar las seales.
La TR primaria se llama conexin cruzada principal (MC) La MC es el centro de la red. Es all donde
se origina todo el cableado y donde se encuentra la mayor parte del equipamiento. La conexin
cruzada intermedia (IC) se conecta a la MC y puede albergar el equipamiento de un edificio en el
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campus. La conexin cruzada horizontal (HC) brinda la conexin cruzada entre los cables backbone
y horizontales en un solo piso del edificio.
1.6 Cdigos y estndares de cableado estructurado
Los estndares son conjuntos de normas o procedimientos de uso generalizado, o que se
especifican oficialmente, y que sirven como modelo de excelencia. Un proveedor especifica ciertos
estndares. Los estndares de la industria admiten la interoperabilidad entre varios proveedores
de la siguiente forma:
Descripciones estandarizadas de medios y configuracin del cableado backbone y
horizontal.
Interfaces de conexin estndares para la conexin fsica del equipo.
Diseo coherente y uniforme que siga un plan de sistema y principios de diseo bsicos.
Hay numerosas organizaciones que regulan y especifican los diferentes tipos de cables. Las
agencias locales, estatales, de los condados o provincias y nacionales tambin emiten cdigos,
especificaciones y requisitos.
Una red que se arma segn los estndares debera funcionar bien, o interoperar con otros
dispositivos de red estndar. El rendimiento a largo plazo y el valor de la inversin de muchos
sistemas de cableado de red se ven reducidos porque los instaladores no cumplen con los
estndares obligatorios y recomendados.
Muchas organizaciones internacionales tratan de desarrollar estndares universales.
Organizaciones como IEEE, ISO, y IEC son ejemplos de organismos internacionales de
homologacin. Estas organizaciones incluyen miembros de muchas naciones, las cuales tiene sus
propios procesos para generar estndares.
1.7 La Asociacin de la Industria de las Telecomunicaciones (TIA) y la Asociacin de
Industrias de Electrnica (EIA)
La TIA/EIA son asociaciones industriales que desarrollan y publican una serie de estndares sobre
el cableado estructurado para voz y datos para las LAN.
Tanto la TIA como la EIA estn acreditadas por el Instituto Nacional Americano de Normalizacin
(ANSI) para desarrollar estndares voluntarios para la industria de las telecomunicaciones. Muchos
de los estndares estn clasificados ANSI/TIA/EIA. Los distintos comits y subcomits de TIA/EIA
desarrollan estndares para fibra ptica, equipo terminal del usuario, equipo de red,
comunicaciones inalmbricas y satelitales.
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Estndares TIA/EIA
Aunque hay muchos estndares y suplementos, los que se enumeran a continuacin son los que
los instaladores de cableado utilizan con ms frecuencia:
TIA/EIA-568-A: Este antiguo Estndar para Cableado de Telecomunicaciones en Edificios
Comerciales especificaba los requisitos mnimos de cableado para telecomunicaciones, la
topologa recomendada y los lmites de distancia, las especificaciones sobre el
rendimiento de los aparatos de conexin y medios, y los conectores y asignaciones de pin.
TIA/EIA-568-B: El actual Estndar de Cableado especifica los requisitos sobre componentes
y transmisin para los medios de telecomunicaciones. El estndar TIA/EIA-568-B se divide
en tres secciones diferentes: 568-B.1, 568-B.2 y 568-B.3.
o TIA/EIA-568-B.1 especifica un sistema genrico de cableado para
telecomunicaciones para edificios comerciales que admite un entorno de
mltiples proveedores y productos.
o TIA/EIA-568-B.1.1 es una enmienda que se aplica al radio de curvatura del cable
de conexin UTP de 4 pares y par trenzado apantallado (ScTP) de 4 pares.
o TIA/EIA-568-B.2 especifica los componentes de cableado, transmisin, modelos de
sistemas y los procedimientos de medicin necesarios para la verificacin del
cableado de par trenzado.
o TIA/EIA-568-B.2.1 es una enmienda que especifica los requisitos para el cableado
de Categora 6.
o TIA/EIA-568-B.3 especifica los componentes y requisitos de transmisin para un
sistema de cableado de fibra ptica.
TIA/EIA-569-A: El Estndar para Recorridos y Espacios de Telecomunicaciones en Edificios
Comerciales especifica las prcticas de diseo y construccin dentro de los edificios y
entre los mismos, que admiten equipos y medios de telecomunicaciones.
TIA/EIA-606-A: El Estndar de Administracin para la Infraestructura de
Telecomunicaciones de Edificios Comerciales incluye estndares para la rotulacin del
cableado. Los estndares especifican que cada unidad de terminacin de hardware debe
tener una identificacin exclusiva. Tambin describe los requisitos de registro y
mantenimiento de la documentacin para la administracin de la red.
TIA/EIA-607-A: Los estndares sobre Requisitos de Conexin a Tierra y Conexin de
Telecomunicaciones para Edificios Comerciales admiten un entorno de varios proveedores
y productos diferentes, as como las prcticas de conexin a tierra para varios sistemas
que pueden instalarse en las instalaciones del cliente. El estndar especifica los puntos
exactos de interfaz entre los sistemas de conexin a tierra y la configuracin de la
conexin a tierra para los equipos de telecomunicaciones. El estndar tambin especifica
las configuraciones de la conexin a tierra y de las conexiones necesarias para el
funcionamiento de estos equipos.
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Para saber ms
Cisco Systems. (2003). Suplemento sobre cableado estructurado, Programa de la Academia de
Cisco CCNA 1: Conceptos bsicos sobre networking v3.1.
2. Arquitecturas de redes orientadas a servicios
Los modelos de redes jerrquicos permiten disear redes que usan especializacin de funciones
combinados con una organizacin jerrquica. Tal diseo simplifica las tareas requeridas para
construir una red que cumplan los requerimientos actuales y puede crecer para cumplir los
requerimientos a futuro. Los modelos jerrquicos utilizan niveles o capas para simplificar las
tareas, as, cada capa se enfoca en una funcin especfica, permitindote elegir los sistemas y
caractersticas correctos de cada capa. Los modelos jerrquicos aplican a diseos tanto de redes
LAN como WAN.
Los beneficios de utilizar modelos jerrquicos para el diseo de las redes incluyen los siguientes:
Reduccin de costos
Facilidad de comprensin o interpretacin
Crecimiento modular
Mejora en el aislamiento de errores
2.1 Diseo jerrquico de redes
Como se muestra en la figura 2, un tradicional diseo jerrquico para una LAN tiene 3 capas. Entre
las ventajas que tenemos de separar las redes en 3 niveles tenemos que es ms fcil disear,
implementar, mantener y escalar la red, adems de que la hace ms confiable, con una mejor
relacin costo/beneficio. Cada capa tiene funciones especficas asignadas y no se refiere
necesariamente a una separacin fsica, sino lgica; as que podemos tener distintos dispositivos
en una sola capa o un dispositivo haciendo las funciones de ms de una de las capas.
Las capas y sus funciones son:
Capa de Ncleo (core layer): esta capa es el backbone de alta velocidad de la red, la cual es crucial
para comunicaciones corporativas. Debe tener las siguientes caractersticas: transporte rpido,
alta confiabilidad, redundancia, tolerancia a fallos, rpida adaptacin a fallos, baja latencia. Su
nica funcin es switchear trfico tan rpido como sea posible.
Se debe disear el core para una alta confiabilidad (high reliability), por ejemplo con tecnologas
de capa dos que faciliten redundancia y velocidad, como FDDI, Gigabit Ethernet (con enlaces
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redundantes), ATM, y seleccionamos todo el diseo con la velocidad en mente, procurando la
latencia ms baja, y considerando protocolos con tiempo de convergencia ms bajos.
Figura 2. Diseo jerrquico de redes
Capa de distribucin (distribution layer): routing. Esta capa es el medio de comunicacin entre la
capa de acceso y el ncleo. Las funciones de esta capa son proveer ruteo, filtrado, acceso a la red
WAN y determinar qu paquetes deben llegar al core. Aqu se implementan las polticas de red,
por ejemplo: ruteo, access-list, filtrado de paquetes, colas de espera, se implementan la seguridad
y las polticas de red (traducciones NAT y firewalls), la redistribucin entre protocolos de ruteo,
ruteo entre VLANs, se definen dominios de broadcast y multicast.
Capa de acceso (access layer): switching. Esta capa proporciona a los usuarios acceso a segmentos
locales de la red, controla a los usuarios y el acceso de grupos de trabajo o los recursos de la red.
Entre las funciones ms importantes estn la continuacin de control de trfico y polticas,
creacin de dominios de colisin separados (segmentacin), alta disponibilidad, seguridad en
puertos, limite en tasas de transferencia, inspeccin del protocolo ARP. En esta capa se lleva a
cabo la segmentacin Ethernet, DDR y ruteo esttico.
Los switchs LANs de esta capa pueden controlar el acceso a los puertos y limitar la tasa de
transferencia al enviar y recibir tramas hacia y desde el switch. Esto se puede implementar al
identificar las direcciones MAC utilizando ARP y utilizando listas de acceso.
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2.2 La arquitectura de redes orientadas a servicio de Cisco
La extremadamente rica variedad de aplicaciones de negocios disponible hoy en da y la necesidad
de integrar dichas aplicaciones conduce a la necesidad de una nueva arquitectura para redes.
La arquitectura SONA (Service Oriented Network Architecture, por sus siglas en ingls), es un
framework arquitectnico que ilustra cmo construir sistemas integrados y gua a la evolucin de
las empresas hacia redes ms inteligentes. Al utilizar el framework SONA, las empresas pueden
mejorar la flexibilidad e incrementar su eficiencia al optimizar sus aplicaciones, procesos de
negocio y sus recursos al habilitar las Tecnologas de la Informacin y tener un efecto mayor en los
negocios.
El framework SONA (figura 3), muestra cmo los sistemas integrados pueden permitir una
arquitectura flexible y dinmica al proveer eficiencia operacional a travs de la estandarizacin y la
virtualizacin.
Figura 3. Framework SONA de Cisco
El framework SONA define las siguientes tres capas:
Capa de infraestructura en red. Es donde todos los recursos de TI estn interconectados a travs
de los cimientos de la red convergente. Los recursos de TI incluyen servidores, dispositivos de
almacenamiento y clientes. La capa de infraestructura en red representa cmo esos recursos
existen en diferentes lugares en la red, incluyendo campus, sucursales, data centers, WAN, MAN y
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trabajadores remotos. El objetivo de esta capa es proporcionar conectividad, en cualquier lugar y a
cualquier hora.
Capa de servicios interactivos. Esta capa incluye servicios de aplicaciones de red as como
servicios de infraestructura. Esta capa permite una asignacin eficiente de recursos para
aplicaciones y procesos de negocios provistos a travs de la infraestructura de la red. Esta capa
incluye los siguientes servicios: voz y colaboracin, movilidad, wireless, identidad y seguridad,
almacenamiento, cmputo, aplicaciones en red, virtualizacin, QoS, alta disponibilidad, multicast
IP.
Capa de aplicaciones. Esta capa incluye aplicaciones de negocio y colaboracin. El objetivo de esta
capa es recibir requerimientos de negocio e impulsar la eficiencia de la capa de los servicios
interactivos. Esta capa incluye las siguientes aplicaciones colaborativas: mensajera instantnea,
telefona IP, transmisin de video usando el Cisco Digital Media System, entre otros.
Figura 4. Servicios Cisco SONA.
En resumen, el marco de trabajo SONA, ofrece los siguientes beneficios:
Funcionalidad: soporta los requerimientos de la organizacin.
Escalabilidad: soporta crecimiento y expansin de las tareas de la organizacin al separar
funciones y productos en capas; esta separacin hace ms fcil el crecimiento de la red.
Disponibilidad: proporciona los servicios necesarios, confiabilidad, donde sea y cuando
sea.
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Desempeo: provee el grado de reaccin deseado, rendimiento y utilizacin a travs de
los servicios e infraestructura de la red.
Manejabilidad: provee control, supervisin de desempeo y deteccin de fallas.
Eficiencia: proporciona los servicios de red e infraestructura requeridos con un costo
operacional razonable e inversin de capital apropiados, al migrar hacia una red ms
inteligente, mediante el crecimiento de los servicios de red paso a paso.
Seguridad: provee un balance efectivo entre usabilidad y seguridad al proteger de
amenazas de informacin y la infraestructura tanto internas como externas.
2.3 Tecnologas WLAN
Un sistema de comunicacin inalmbrica utiliza energa de radio frecuencia (RF) para transmitir
datos de un punto a otro a travs del aire; el trmino seal es utilizado para referirse a esta
energa de RF. El dato a transmitirse primero es modulado (convertido) en una seal portadora y
despus enviado; los receptores demodulan (convierten) la seal y procesan el dato.
Existen diferentes tipos de tecnologas inalmbricas, cada una cubre un rea geogrfica distinta:
Redes de rea personal (PAN): tpicamente cubre un espacio de trabajo personal.
Redes de rea local: las LANs inalmbricas (WLAN), estn diseadas para ser redes
empresariales que permiten el uso de suites completas de aplicaciones, sin cables.
Redes de rea metropolitana (MAN): las redes MANs inalmbricas estn desarrolladas
dentro de un rea metropolitana, permitiendo la conectividad inalmbrica a lo largo de un
rea urbana.
Redes de rea amplia (WAN): las WANs inalmbricas tpicamente son ms lentas pero
ofrecen mayor cobertura, abarcando reas rurales.
Las redes WLAN remplazan el medio de transmisin de capa 1 de una red almbrica tradicional
(usualmente cable categora 5) con radio transmisin sobre el aire. Las WLAN se pueden conectar
a una red LAN cableada y funcionar sobre ella o pueden ser desarrolladas por s solas donde el
cableado de red no es posible. Una computadora con una NIC inalmbrica se conecta a una WLAN
mediante un punto de acceso (Access point AP). Una WLAN desarrollada apropiadamente puede
proveer acceso instantneo a la red desde cualquier lugar dentro de las instalaciones de manera
que los usuarios puedan vagar sin perder su conexin a la red.
Los productos inalmbricos de Cisco admiten las siguientes tres topologas:
Acceso a clientes inalmbricos: para la conectividad de usuarios mviles.
Puente inalmbrico: para interconectar LANs que se encuentran fsicamente separadas,
por ejemplo, en diferentes edificios.
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Red de malla inalmbrica: provee accedo a clientes as como una conexin dinmica y
redundante entre edificios.
Las WLAN usan un identificador (SSID Service Set Identifier) para identificar el nombre de la
WLAN. Este SSID debe ser de 2 a 32 caracteres de longitud. Todos los dispositivos en la WLAN
deben tener configurado el mismo SSID para comunicarse, es similar a una VLAN en una red
cableada.
La capa de control de acceso al medio (MAC) de la IEEE 802.11 implementa el mtodo de acceso
CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/ Collision Avoidance). Con este mtodo, cada estacin
WLAN escucha para ver si algn dispositivo est transmitiendo. Si no ocurre actividad, la
estacin transmite. Si existe algn tipo de transmisin, la estacin usa un conteo regresivo con un
reloj. Cuando el tiempo expira, la estacin transmite.
Algunas de las agencias y grupos de estndares relacionados con redes WLAN son los siguientes:
- Instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos (IEEE): crea y mantiene estndares
operacionales.
- Instituto de Estndares de Telecomunicaciones Europeo (ETSI): colegiados para producir
estndares comunes en Europa.
- Wi-Fi Alliance: promueve y prueba interoperabilidad para redes WLAN.
- WLAN Association: educa y promueve el uso de las WLAN.
2.3.1 Estndares operacionales IEEE 802.11
En Septiembre de 1999, la IEEE ratific el estndar IEEE 802.11 (5 GHz a 54 Mpbs) y el estndar
802.11b (2.4 GHz a 11 Mbps). En Junio del 2003, la IEEE ratific el estndar 802.11g (2.4 GHz a 54
Mbps); este estndar es compatible con los sistemas 802.11b, ya que ambos usan el mismo ancho
de banda en la misma frecuencia. A continuacin se presenta un resumen de los estndares IEEE
802.11 para comunicaciones inalmbricas:
Protocolo IEEE Fecha de lanzamiento
Frecuencia Ancho de banda Ancho de banda mximo
802.11 1997 ISM 1 Mbps 2 Mbps 802.11a 1999 UNII 25 Mbps 54 Mbps 802.11b 1999 ISM 6.5 Mbps 11 Mbps 802.11g 2003 ISM 25 Mbps 54 Mbps 802.11n 2007 ISM o UNII 200 Mbps 540 Mbps
Tabla 1. Resumen estndares IEEE
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2.3.2 RF Site Survey
Las redes inalmbricas utilizan un medio compartido, el aire, para transmitir ondas de radio
frecuencia (RF). En este, existen obstculos e interferencias que afectan la calidad del aire. Dos
redes similares (por ejemplo, dos sucursales bancarias de arquitectura similar) pueden dar
rendimientos muy diferentes por causa del entorno: vecinos, ruidos, materiales de construccin,
decorados, etc. Por lo tanto, es de vital importancia, antes de desplegar una red inalmbrica,
estudiar el terreno y el entorno. A ese estudio se le conoce como site survey estudio o
evaluacin de sitio.
Un site survey de RF es el primer paso en el diseo y desarrollo de una red inalmbrica, y el ms
importante para asegurar la operacin deseada. Un estudio de sitio es un proceso en el cual el
perito estudia las instalaciones para entender las caractersticas de RF en el ambiente, planea y
revisa las reas de cobertura, verifica la interferencia y determina el lugar apropiado para
establecer los dispositivos inalmbricos de la infraestructura de la red.
La meta principal del site survey es proveer suficiente informacin para determinar el nmero y
ubicacin de los access points que provean la adecuada cobertura a travs del edificio. Un site
survey de RF adicionalmente detecta la presencia de interferencia proveniente de otros orgenes
(microondas, telfonos inalmbricos) que puedan degradar el performance de la WLAN.
Cuando conducimos un site survey de RF, se realizan los siguientes pasos:
- Definir requisitos de usuario.
- Obtener un diagrama del rea.
- Inspeccin visual del rea.
- Identificacin de reas y densidad de usuarios.
- Determinacin preliminar de los access points.
- Verificar la locacin de los access points.
- Documentar los resultados.
Para saber ms
Teare D. (2007). Designing for Cisco Internetwork Solution. 2nd Ed. Pearson Education.
Bruno A. (2007). CCDA Official Exam Certification Guide. 3rd Ed. Pearson Education.
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Unidad II. Calidad en el servicio (QoS)
Objetivo. El alumno implementar y administrar la QoS en las redes de las organizaciones para
aprovechar al mximo la infraestructura de telecomunicaciones.
Figura 5. Ejemplo de QoS
1. Introduccin a la calidad en el servicio (QoS)
Hace pocos aos, debido bsicamente a la baja capacidad de las redes, la posibilidad de llevar a
cabo aplicaciones relacionadas con informacin multimedia (videoconferencia, audioconferencia,
video bajo demanda, pizarras compartidas, teletrabajo, telemedicina, etc.) eran prcticamente
impensable, pero en estos momentos es una realidad. Se ha avanzado mucho en la comprensin
de audio y video, y en tecnologas de redes.
Afortunadamente, en la actualidad se estn implantando nuevas tecnologas de fibra ptica que
proporcionan el gran ancho de banda requerido por las aplicaciones anteriores, pero no basta solo
con el aumento del mismo, es necesario gestionarlo de manera eficiente: utilizarlo en un
porcentaje elevado asegurando una calidad determinada. Esto es la calidad en el servicio (QoS).
Hasta hace poco este trmino no era importante en la mayora de los sistemas. Para comprobarlo
tan solo tenemos que pensar en los algoritmos que se usan actualmente en la transmisin de
paquetes por la red (pensar en el sistema Best Effort utilizado en Internet), estos algoritmos suelen
garantizar la llegada de todos los paquetes, pero no dan ninguna cota respecto al lmite de su
llegada a destino. Esta forma de transmisin es buena para muchas aplicaciones, como por
ejemplo la transmisin de archivos (FTP), la navegacin va Web, el correo electrnico, donde lo
importante es que los datos lleguen correctamente. Para el trfico en tiempo real, en cambio, los
datos necesitan llegar a su destino en un tiempo determinado, ya que tardar un poco ms implica
que la aplicacin se detendra por falta de datos, lo cual sera inadmisible.
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La calidad en el servicio (QoS) es el rendimiento de extremo a extremo de los servicios electrnicos
tal y como los percibe el usuario final. Los parmetros de QoS son: el ancho de banda (bandwith),
el retardo (delay), la variacin del retardo (jitter) y la prdida de paquetes (packet loss). Una red
debe garantizar cierto nivel de calidad de servicio para un nivel de trfico que sigue un conjunto
especificado de parmetros.
La implementacin de polticas de calidad de servicio se puede enfocar en varios puntos segn los
requerimientos de la red, los principales son:
Asignar ancho de banda en forma diferenciada.
Evitar y/o administrar la congestin de la red.
Manejar prioridades de acuerdo al tipo de trfico.
Modelar el trfico de la red.
Ancho de banda (Bandwidth)
El trmino ancho de banda es una medida de la capacidad de transmisin de datos y se refiere al
nmero de bits por segundo que pueden viajar a travs de un medio. Esta capacidad se ve
disminuida por factores negativos tales como el retardo, que pueden causar un deterioro en la
calidad.
Aumentar el ancho de banda significa poder transmitir ms datos (algo as como aumentar el
nmero de carriles de una autopista), pero tambin implica un incremento econmico y, en
ocasiones, resulta imposible su ampliacin sin cambiar de tecnologa de red.
Retardo (Delay)
Es la variacin temporal y/o retraso de la llegada de los flujos de datos a su destino. Es una
caracterstica que se hace muy evidente en aplicaciones como la videoconferencia donde todos
hemos experimentado alguna vez el retraso en la recepcin de algn mensaje vocal enviado por
nosotros y el retardo existente entre la seal de voz y la seal de video. Teniendo en cuenta hacia
qu tipo de aplicaciones se estn orientando las telecomunicaciones (es evidente la llegada de voz
sobre IP), es necesario que las en las polticas de QoS definidas para nuestra red este parmetro
sea reducido al mnimo.
Variacin del retardo (Jitter)
Es lo que ocurre cuando los paquetes transmitidos en una red no llegan a su destino en debido
orden o en la base de tiempo determinada, es decir, varan en latencia. Algo semejante a la
distorsin de una seal. En redes de conmutacin de paquetes, jitter es una distorsin de los
tiempos de llegada de los paquetes recibidos, comparados con los tiempos de los paquetes
transmitidos originalmente. Esta distorsin es particularmente perjudicial para el trfico
multimedia.
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Una solucin ante el jitter es la utilizacin de buffers en el receptor. Pero esta medida es poco
eficaz, dado que sera necesario un gran tamao para los buffers, lo que implica un costo
econmico en los equipos, y porque estos buffers incrementaran el retardo. El tamao de uno de
estos buffers debera ser al menos dos veces el tamao del jitter y el retardo adicional introducido
por el buffer podra superar el retardo mximo permitido por la aplicacin.
Prdida de paquetes (packet loss)
Indica el nmero de paquetes perdidos durante la transmisin. Normalmente se mide en tanto por
ciento. Por ejemplo, los routers pierden/niegan/descartan paquetes por muchas razones, muchas
de las cuales, las herramientas QoS no pueden hacer nada.
2. Modelos de QoS
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Existen 3 modelos de QoS llamados Best-Effort, IntServ y DiffServ. Los cuales sern definidos a
continuacin:
Best-Effort. Este modelo es el ms sencillo. Es un modelo simple de servicio, en el cual, una
aplicacin enva informacin cuando ella lo desea, en cualquier cantidad, sin ningn permiso
requerido y sin informar previamente a la red. Es decir, simplemente este modelo quiere decir que
no se aplica calidad en el servicio al trfico. Adems, este modelo no asegura tasa de
transferencia, retraso o fiabilidad. Por ltimo, utiliza el modelo de cola FIFO (First In First Out) para
sus transmisiones.
Decimos que una red o un proveedor ofrece calidad en el servicio cuando se garantiza el valor de
uno o varios de los parmetros que definen esta calidad. Si el proveedor no se compromete en
ningn parmetro decimos que lo que ofrece es un servicio best-effort. TCP/IP fue diseado
para dar un servicio best-effort tambin. Existen aplicaciones que no pueden funcionan en redes
congestionadas con best-effort, por ejemplo, la videoconferencia o VoIP.
IntServ (Integrated Services). Este modelo se basa en la idea de reserva de recursos en la red por
flujos. Un flujo es una cadena de paquetes que fluyen por la red desde una aplicacin en una
computadora origen hasta una aplicacin en una computadora destino. Para cada flujo entrante se
definen los recursos (ancho de banda, retardo, etc.) que sern necesarios para este flujo. La
reserva de recursos debe establecerse previamente en cada uno de los routers que forman parte
del camino entre el origen y el destino. Cada nodo en el camino indica si puede asegurar la reserva
y mantiene una tabla con el estado de la reserva por flujo.
La principal limitacin de este modelo es la gran cantidad de informacin que debe almacenar
cada nodo, provocando que la solucin no sea aplicable en situaciones con gran cantidad de flujos
entre usuarios finales.
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DiffServ (Differentiated Services). Este modelo ser descrito a continuacin.
3. Descripcin de DiffServ QoS
Differentiated Services es un protocolo de QoS propuesto por IETF [RFC 2475 y RFC 2474] que
permite distinguir diferentes clases de servicio marcando los paquetes. Consiste en un mtodo
para marcar o etiquetar paquetes, permitiendo a los routers modificar su comportamiento de
envo. Cada tipo de etiqueta representa un determinado tipo de QoS y el trfico con la misma
etiqueta se trata de la misma forma.
DiffServ fue desarrollada en respuesta a la necesidad de mtodos toscos pero simples de proveer
diferentes niveles de servicio para el trfico de internet y para soportar diferentes tipos de
aplicaciones y negocios especficos.
Para proporcionar los diferentes niveles de servicio utiliza el campo type of service (ToS) o DiffServ
Codepoint (DSCP) de la cabecera del estndar IPv4 e IPv6. ste es un campo de 8 bits estando los
ltimos 2 reservados. Con los 6 bits restantes se consiguen 64 combinaciones: 48 para el espacio
global y 16 para uso local.
Figura 6. Cabecera IPv4
Para su funcionamiento, DiffServ divide el trfico en unas pocas clases y los recursos se asignan
con base a las clases (y no a los flujos individuales como IntServ), lo que hace que esta arquitectura
no sufra el problema de agotamiento de recursos de la red.
Para el control del trfico DiffServ tiene dos enrutadores (routers): los nodos frontera y los nodos
interiores (Figura 7). Solo los nodos frontera clasifican trfico y marcan paquetes, mientras que
los nodos interiores usan las clases codificadas en la cabecera del paquete (llamadas clases de
retransmisin o forwarding equivalence class) para determinar el tratamiento de los paquetes. El
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tratamiento que reciben los paquetes segn su clase se denomina tratamiento de retransmisin
(PHB Per-Hop Behaviour).
Figura 7. Arquitectura de una red DiffServ
Los conceptos clave de DiffServ se pueden resumir de la siguiente forma:
Toma ventaja de las propiedades escalables de las herramientas QoS basadas en clases
para diferencias entre tipos de paquetes, con la meta de diferenciar servicios en
Internet.
En una red simple, los paquetes deberan ser marcados al ingreso a un punto dentro de la
red, con otros dispositivos realizando elecciones QoS basados en el campo marcado.
El campo marcado estar en el encabezado IP y no en el encabezado de la capa de enlace
de datos, ya que el encabezado IP permanece a lo largo de toda la red.
Entre redes, los paquetes pueden ser reclasificados y remarcados al ingresar dentro de
otra red.
Para facilitar el marcado, el encabezado IP ha sido redefinido al incluir un campo de 6 bits
llamado DSCP, el cual permite 64 clasificaciones diferentes.
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Aparte de las estrategias generales de QoS, DiffServ realmente provee dos caractersticas claves
adicionales: el campo DSCP y algunas sugerencias de cmo usar este campo.
4. Clasificacin y marcado de trfico
La mayora de las herramientas QoS clasifican el trfico. El cual, permite a cada clase de trfico
recibir un trato diferente con respecto a otras clases de trfico. Estos diferentes tipos de trfico,
en terminologa QoS se les llama tpicamente clases de servicio. La clasificacin permite a los
dispositivos decidir qu paquetes son parte de cada clase de servicio.
Las herramientas de clasificacin y marcado de trfico no solo clasifican paquetes en clases de
servicio, sino que tambin marcan los paquetes en la misma clase de servicio con el mismo valor
en un campo en el encabezado. Al marcar los paquetes, otras herramientas QoS que examinan el
paquete ms tarde, pueden examinar los bits de marca para que sea ms fcil clasificar los
paquetes.
Casi todas las herramientas QoS usan la clasificacin en algn nivel. Para poner un paquete en una
cola de espera diferente a otro paquete, el IOS debe diferenciar de alguna forma entre los dos
paquetes, por ejemplo: paquetes de voz (VoIP) y paquetes de datos.
Por ejemplo, muchas herramientas QoS permiten clasificar utilizando listas de control de acceso
(ACL). Si la ACL 101 permite el paso a un paquete, la herramienta de encolado podra poner el
paquete en una cola, si la ACL 102 permite el paso a otro paquete, este es almacenado en una
segunda cola de espera, y as sucesivamente.
Marcado de trfico basado en clases
El marcado de trfico basado en clases puede clasificar paquetes en clases de servicio al examinar
directamente el encabezado de la trama, paquete, celda (ATM) y segmento. Este mtodo de
marcado tambin puede utilizar ACL para igualar (match) paquetes.
Clasificacin con NBAR (Network Based Application Recognition)
NBAR provee un router con la capacidad de clasificar paquetes, particularmente paquetes difciles
de identificar. Independientemente, NBAR puede ser configurado para mantener contadores de
tipo de trfico y volumen de trfico de cada tipo.
NBAR clasifica paquetes que, normalmente, son difciles de clasificar. Por ejemplo, algunas
aplicaciones utilizan nmeros de puertos dinmicos, entonces, un comando match configurado
estticamente, buscando por un nmero de puerto particular TCP o UDP, simplemente podra no
clasificarlo. NBAR puede buscar en el encabezado TCP y UDP y mandar al nombre del host, URL o
tipo MIME en solicitudes HTTP.
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Marcado de trfico
El marcado de trfico involucra la configuracin de algunos bits dentro del encabezado de la capa
de red, con el objetivo de dejar a otros dispositivos QoS realizar la clasificacin basado en los
valores de las marcas. Algunas opciones del marcado de trfico tienen sentido para todos los
dispositivos de una LAN, mientras otros solamente cuando se utilizan plataformas de hardware
especficas.
Campos QoS del encabezado IP
Los dos campos ms populares para el marcado de trfico para QoS son el campo prioridad
(Precedence) y el campo DSCP (Differentiated Services Code Point).
Figura 8. Campos IP Precedence y DSCP
Se puede marcar los campos prioridad y DSCP con cualquier valor binario vlido de 3 o 6 bits,
respectivamente.
Toda la clasificacin QoS se resuelve con este campo en el modelo DiffServ, ya que se identifica
cada paquete su agregado de trfico (BA, Behavior Aggregate). Cada BA es identificado por un
nico cdigo DS. En trminos concretos un PHB (Per-Hop Behaviors) se refiere a la programacin,
encolamiento, definicin de polticas o caractersticas de un nodo en cualquier paquete, es decir,
cmo se le tratar.
El marcado de trfico puede ocurrir en dos lugares:
- La fuente original del trfico, como un servidor web, marca el trfico.
- Un router, como el primer router que el trfico encuentra, clasifica y marca el trfico.
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Cuando un paquete entra en un router, la lgica de ruteo selecciona su puerto de salida, y su valor
DSCP es usado para conducir el paquete a una cola especfica o tratamiento especfico en ese
puerto. El PHB particular es configurado por un mecanismo administrador de la red, estableciendo
la tabla de comportamiento dentro del router.
Clase de servicio LAN (LAN Class of Service CoS)
Muchos de los switches LAN de hoy en da pueden marcar y reaccionar a campos de capa 2,
llamado clase de servicio (CoS) dentro de los encabezados Ethernet. El campo CoS existe
solamente dentro de las tramas Ethernet cuando los enlaces troncales 802.1Q o ISL (Inter-
Switching Link) estn siendo usados. El estndar IEEE 802.1P actualmente define el uso de los bits
CoS dentro del encabezado 802.1Q. se puede utilizar el campo para establecer 8 valores binarios
diferentes, los cuales pueden ser utilizados para la clasificacin llevada a cabo por herramientas
QoS, de la misma forma que los campos prioridad y DSCP. La figura 9 muestra el encabezado
descrito anteriormente.
Figura 9. Campos CoS LAN
5. Mecanismos de QoS para administrar y evitar la congestin de la red
Cisco utiliza el trmino administracin de la congestin para referirse a los sistemas de
encolamiento de sus productos. La mayora de la gente entiende los conceptos bsicos de
encolamiento, ya que la mayora de nosotros lo experimenta da a da: una cola de espera para
pagar los abarrotes en el supermercado, una cola de espera para ser atendidos en el banco y as
sucesivamente.
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Los sistemas de encolamiento tienen un impacto en las 4 caractersticas mencionadas
anteriormente: ancho de banda, delay, jitter y prdida de paquetes. Mucha gente escucha el
trmino QoS e inmediatamente piensa en sistemas de encolamiento, pero QoS incluye muchos
ms conceptos y caractersticas que solamente encolar. Ciertamente, los sistemas de
encolamiento son muy a menudo las herramientas desarrolladas ms importantes.
Los sistemas de encolamiento ms bsicos utilizan una cola sencilla con un tratamiento FIFO (First
In First Out). Y, qu significa esto? Bueno, cuando el IOS decide tomar el siguiente paquete de la
cola, de todos los que estn esperando, toma aquel que lleg primero como se muestra en la
figura 10.
Figura 10. Cola FIFO.
El encolamiento FIFO no requiere las dos caractersticas ms interesantes de otras herramientas
de encolamiento: clasificacin y planeacin.
Finalmente, cabe mencionar que el IOS Cisco utiliza por default el mtodo de encolamiento
weighted fair (espera equitativa ponderada) en lugar del encolamiento FIFO y que para
cambiarse, los routers proveen los comandos necesarios para ajustar estos parmetros.
Encolamiento por prioridad (PQ Priority Queuing)
La caracterstica ms distintiva de las colas de prioridad es su programacin. PQ programa el
trfico de manera que las colas de prioridad ms alta siempre obtienen el servicio, con el efecto
secundario en las colas de baja prioridad. Se pueden establecer un nmero mximo de 4 colas,
llamadas: alta, medio, normal y baja.
El proceso de este mecanismo es muy simple, siempre inicia en la cola de alta prioridad y ella
transmitir primero, si esta cola no tiene paquetes en espera, la cola de mediana prioridad tiene la
opcin de transmitir paquetes y as sucesivamente. La cola de baja prioridad transmitir sus
paquetes si ninguna de las anteriores tiene paquetes en espera.
Encolamiento por espera equitativa ponderada (WFQ - Weighted Fair Queuing)
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Este mtodo de encolamiento clasifica paquetes en flujos. Un flujo es un conjunto de paquetes
que tienen la misma direccin IP origen y destino y los mismos nmeros de puerto tanto origen
como destino. Dado que WFQ es basado en flujos, cada flujo utiliza diferentes colas FIFOS
separadas, el nmero de colas alcanza las 4096 colas por interface.
Es un mtodo automatizado que provee una justa asignacin de ancho de banda para todo el
trfico de la red. Como se mencion, WFQ ordena el trfico en flujos utilizando una combinacin
de parmetros. Por ejemplo, para una conversacin TCP/IP, se utiliza el protocolo IP (direccin
origen y destino), etc. Una vez distinguidos estos flujos el router determina cules son de uso
intensivo o sensible al retardo, priorizndolos y asegurando que los flujos de alto volumen sean
empujados al final de la cola, y los volmenes bajos, sensibles al retardo, sean empujados al
principio de la cola.
Esta tcnica es apropiada en situaciones donde se desea proveer un tiempo respuesta consistente
ante usuarios que generan altas y bajas cargas en la red, ya que se adapta a las condiciones
cambiantes del trfico en sta.
A manera de resumen, mostramos las caractersticas ms importantes:
Tabla 1. Resumen WFQ
Encolamiento por espera equitativa ponderada basado en clases (CBWFQ Class Based Weighted
Fair Queuing)
WFQ tiene algunas limitantes de escalamiento, ya que la implementacin del algoritmo se ve
afectada a medida que el trfico por enlace aumenta, colapsa debido a la cantidad numerosa de
flujos que analizar. CBWFQ fue desarrollada para evitar esas limitaciones, tomando el algoritmo de
WFQ y expandindolo, permitiendo la definicin de clases definidas por el usuario, que permiten
un mayor control sobre las colas de trfico y asignacin de ancho de banda.
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Algunas veces es necesario garantizar una determinada tasa de transmisin para cierto tipo de
trfico, lo cual no es posible mediante WFQ pero s con CBWFQ. Las clases que son posibles
implementar con CBWFQ pueden ser determinadas segn protocolo ACL, valor DSCP o interfaz de
ingreso. Cada clase posee una cola separada y todos los paquetes que cumplen con el criterio
definido para una clase en particular son asignados a dicha cola. Una vez que se establecen los
criterios para las clases, es posible determinar cmo los paquetes pertenecientes a dicha clase
sern manejados. Si una clase no utiliza su porcin de ancho de banda, otras pueden hacerlo. Se
pueden configurar especficamente el ancho de banda y el lmite de paquetes mximos (o
profundidad de cola) para cada clase. El peso asignado a la cola de la clase es determinado
mediante el ancho de banda asignado a dicha clase.
Encolamiento de baja latencia (LLQ Low Latency Queueing)
El encolamiento de baja latencia es una mezcla entre PQ y CBWFQ. Es actualmente el mtodo de
encolamiento recomendado para Voz sobre IP (VoIP) y telefona IP, que tambin trabajar
apropiadamente con videoconferencias. LLQ consta de colas de prioridad personalizadas, basadas
en clases de trficos, en conjunto con una cola de prioridad, la cual tiene preferencia absoluta
sobre las otras colas.
Si existe trfico en la cola de prioridad, sta es atendida antes que las otras colas de prioridad
personalizadas. Si la cola de prioridad no est encolando paquetes, se procede a atender a otras
colas segn su prioridad. Debido a este comportamiento es necesario configurar un ancho de
banda lmite reservado para la cola de prioridad, evitando la inanicin del resto de las colas. La
cola de prioridad que posee LLQ provee un mximo retardo garantizado para los paquetes
entrantes para esta cola, el cual es calculado como el tamao del MTU dividido por la velocidad
del enlace.
Evasin de la congestin
Las metodologas de evasin de la congestin se basan en la manera en que los protocolos operan,
con el fin de no llegar a la congestin de la red. Las tcnicas de RED (Random Early Detection) y
WRED (Weighted Random Early Detection) evitan el efecto conocido como sincronizacin global.
Cuando mltiples conexiones TCP operan sobre un enlace comn todas ellas incrementan el
tamao de su ventana deslizante a medida que el trfico llega sin problemas. Este aumento
gradual consume el ancho de banda hasta congestionarlo.
En este punto, las conexiones TCP experimentan errores de transmisin, lo que hace que se
disminuya su tamao de ventana simultneamente. Esto conlleva a una sincronizacin global,
donde todos los flujos comienzan a incrementar su tasa de transmisin nuevamente para llegar a
otro estado de congestin. Este ciclo es repetitivo, creando picos y valles en la utilizacin del
ancho de banda del enlace. Es debido a este comportamiento que no se utiliza los mximos
recursos de la red.
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Los mtodos de evasin de la congestin tratan con este tipo de situacin, descartando paquetes
de forma aleatoria. RED forza a que el flujo de reduzca el tamao de su ventana de transmisin,
disminuyendo la cantidad de informacin enviada. A medida que se alcanza el estado de
congestin de la red, ms paquetes entrantes son descartados con el fin de no llegar al punto de
congestin en el enlace. Lo que limita a estas tcnicas de evasin de congestin es que slo sirve
para el trfico basado en TCP, ya que otros protocolos no utilizan el concepto de ventana
deslizante.
6. AutoQoS
Cisco ha desarrollado una nueva forma de QoS denominada AutoQoS y que tiene como propsito
facilitarle al administrador de la red las pruebas bsicas de los atributos de QoS. AutoQoS clasifica
automticamente el trfico al implementar los comandos necesarios en la CLI del router.
AutoQoS se encuentra disponible en los routers Cisco IOS desde la serie 2600 hasta la serie 7200 y
tambin en la mayora de los routers Cisco que utilizan versiones del IOS 12.2(15)T y posteriores.
AutoQoS ofrece los siguientes beneficios:
No requiere una comprensin avanzada de QoS del mismo modo que s se desea
configurar desde la lnea de comandos.
Se pueden reutilizar las polticas de QoS y reutilizarlas, del mismo modo en que si se
tratara de una plantilla.
Se ahorra mucho tiempo de configuracin.
Para saber ms
Wendell O. (2005). IP Telephony Self Study Cisco QoS Exam Certification Guide. 2nd Ed. Pearson
Education.
Unidad III. Voz sobre IP (VoIP)
Objetivo. El alumno configurar protocolos de VoIP en una red convergente para establecer
comunicaciones de voz.
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1. Introduccin a la tecnologa y arquitecturas de VoIP
La red telefnica pblica conmutada (PSTN Public Switched Telephone Network) es una red
masiva de voz. Si alguna vez has hecho alguna llamada desde o hacia un telfono pblico o
residencial entonces has experimentado los usos de las lneas telefnicas tradicionales.
Esta red no es distinta a muchas de las redes de datos de hoy en da. Su objetivo primario es
establecer rutas permitiendo a la gente, conectarse, conversar y desconectarse fcilmente. Los
sistemas modernos PSTN son construidos utilizando la tecnologa mostrada en la figura 11.
Figura 11. Componentes PSTN
Por otro lado, la telefona IP conjuga dos mundos histricamente separados: la transmisin de voz
y la de datos. Se trata de transportar la voz, previamente convertida a datos, entre dos puntos
distantes. Esto posibilitara utilizar las redes de datos para efectuar llamadas telefnicas, y yendo
un poco ms all, desarrollar una nica red que se encargue de cursar todo tipo de comunicacin,
ya sea vocal o de datos. Es evidente que tener una red en lugar de dos, es beneficioso para
cualquier operador que ofrezca ambos servicios, como gastos de mantenimiento, personal, entre
otros.
El crecimiento y fuerte implantacin de las redes IP, tanto local como remoto, el desarrollo de
tcnicas avanzadas de digitalizacin de voz, mecanismos de priorizacin y control de trfico,
protocolos de transmisin en tiempo real, as como el estudio de nuevos estndares que permiten
las calidad en el servicio en redes IP, han creado un entorno donde es posible transmitir telefona
sobre IP lo que no significar en modo alguno la desaparicin de las redes telefnicas, sino que
habr, al menos temporalmente, una fase de coexistencia entre ambas, y por supuesto, la
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necesaria interconexin entre gateways, denominados genricamente gateways IP. El concepto
original es relativamente simple: se trata de transformar la voz en paquetes de informacin
manejables por una red IP.
2. Funciones y componentes de VoIP
Muchas empresas tienen cientos o tal vez miles- de telfonos en sus compaas. Si cada
compaa contratara una lnea telefnica para cada uno de esos telfonos el costo sera
demasiado alto. En su lugar, la mayora de las organizaciones eligen utilizar un conmutador
telefnico (PBX Private Branch Exchange) para administrar esas lneas telefnicas internas. Con
estos sistemas, se permite realizar llamadas telefnicas a los usuarios internos sin utilizar recursos
extras de la PSTN.
El modelo de referencia OSI fue diseado para crear mtodos de conexin y comunicacin
estndares a travs de las redes de datos. En el mundo de las transmisiones de voz, existen
modelos de conexin similares que describes este tipo de comunicaciones. Cisco ha desarrollado
un modelo que describe el sistema de comunicaciones unificadas, mostrado en la figura 12.
Figura 12. Capas del modelo de comunicaciones unificadas de Cisco
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Como se puede apreciar en la figura 12, existen una serie de capas (infraestructura,
procesamiento de llamadas, aplicaciones y dispositivos de usuario) y en cada una de ellas, existen
dispositivos o componentes de la tecnologa de VoIP.
Se describirn brevemente algunos de ellos:
Routers, switches y gateways de voz: estos dispositivos representan la base que sostienen la red
de voz. Estos dispositivos deben proveer redundancia y QoS, esto es un aspecto clave para ellos. El
tiempo de funcionamiento de sistemas de estos tipos es de 99.99% (aproximadamente unos 5
minutos de inactividad al ao).
Cisco Unified Communications Manager: esta serie de dispositivos de la compaa Cisco tiene
como funcin el procesamiento de llamadas y todas las funciones que ello implique. Cuando un
usuario levanta un telfono estos dispositivos se involucran al generar un tono. Cada dgito que es
marcado es analizado y procesado. Una seal de timbrado es generada en el dispositivo remoto y
la llamada es establecida. Acciones como el reenvo de llamadas, el correo de voz, la
intercomunicacin y las comunicaciones mviles son posibles gracias a estos dispositivos.
Telfonos IP: un telfono IP (tambin llamado telfono softphone), permite hacer llamadas a
cualquier otro telfono IP, mvil o estndar por medio de la tecnologa de VoIP (la voz es
transmitida por internet en lugar de la red PSTN). Puede ser un telfono basado en software o un
telfono de hardware analgico o digital. Los telfonos IP de Cisco ofrecen una gran cantidad de
funcionalidades, entre las que destacan: flexibilidad, escalabilidad, adaptabilidad, conectividad,
simplicidad. Algunos ofrecen la posibilidad de transmisin de video, touchscreen, identificador de
llamadas, PoE, XML, entre otros.
3. Principales protocolos de VoIP de acuerdo al modelo OSI
Figura 13. Pila de protocolos de VoIP
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H.323. La arquitectura del protocolo H.323 define todo lo necesario (componentes, protocolos,
sealizacin, codecs, etc.) para llevar a cabo la comunicacin y garantizar as la compatibilidad
entre dispositivos. H.323 consta de una serie de protocolos y una serie de codecs. Esta
arquitectura es descrita en la seccin 6 de esta unidad.
SIP. Protocolo para el Inicio de Sesin. Fue diseado por IETF como una alternativa a H.323.
Comparar los dos protocolos, es como comparar a TCP/IP con FTP: H.323 es una suite de
protocolos mientras que SIP tiene un solo propsito, que es configurar sesiones entre dispositivos
de voz y video. SIP no est diseado para transferir audio, video y dems. Es un protocolo de
sealizacin para el establecimiento, mantenimiento y terminacin de sesiones interactivas entre
usuarios; estas sesiones pueden tratarse de conferencias multimedia, chat, sesiones de voz o
distribucin de contenidos multimedia.
El protocolo SIP adopta el modelo cliente-servidor y es transaccional. El cliente realiza peticiones
que el servidor atiende y genera una o ms respuestas. El servidor responde, ya sea rechazando o
aceptando esa peticin en una serie de respuestas. Las respuestas llevan un cdigo de estado que
brindan informacin acerca de si las peticiones fueron realizadas con xito o si se produjo un
error. La peticin inicial y todas sus respuestas constituyen una transaccin.
Los servidores por defecto utilizan el puerto 5060 en TCP y UDP para recibir las peticiones de los
clientes SIP. Este protocolo es muy similar a HTTP y comparte con l algunos de sus principios de
diseo: es legible por humanos y sigue una estructura de peticin respuesta.
Para implementar las funcionalidades que SIP ofrece, este protocolo se apoya de distintos
componentes: los agentes de usuario y los servidores.
Agentes de usuario (User Agent UA): estn formados por dos partes distintas: el User Agent
Client (UAC) y el User Agen Server (UAS). Un UAC es una entidad lgica que genera peticiones SIP y
recibe respuestas a esas peticiones. Un UAS es una entidad lgica que genera respuestas a las
peticiones SIP. Ambos se encuentran en todos los UA, as permiten la comunicacin entre
diferentes agentes usuario mediante comunicaciones de tipo cliente-servidor.
Los servidores SIP pueden ser de tres tipos:
Proxy server: retransmiten solicitudes y deciden a qu otro servidor deben remitir,
alternando los campos de la solicitud en caso de ser necesario. Es una entidad intermedia
que acta como cliente y servidor con el propsito de establecer llamadas entre los
usuarios. Este servidor tiene una funcionalidad semejante a la de un Proxy HTTP que tiene
una tarea de encaminar las peticiones que recibe de otras entidades ms prximas al
destinatario.
Registrar server: es un servidor que acepta invitaciones de registro de los usuarios y
guarda la informacin de estas peticiones para suministrar un servicio de localizacin y
traduccin de direcciones en el dominio que controla.
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Redirect server: es un servidor que genera respuestas de redireccin a las peticiones que
recibe. Este servidor reencamina las peticiones hacia el prximo servidor.
La divisin de estos servidores es conceptual, cualquiera de ellos puede estar fsicamente en una
nica mquina, la divisin de ellos puede ser por motivos de escalabilidad y rendimiento.
RTP. Es el Protocolo de Transporte de Tiempo Real. Surgi con la idea de crear un protocolo
especfico para la gran demanda de recursos en tiempo real por parte de los usuarios. Algunos de
estos recursos son la msica, la videoconferencia, video, telefona en internet y ms aplicaciones
multimedia. Se ejecuta, generalmente, sobre UDP ya que posee menor retardo que TCP. Por
tanto, con UDP se gana en velocidad a cambio de sacrificar la confiabilidad de TCP. Debido a esto,
RTP no garantiza la entrega de todos los paquetes, ni la llegada de stos en el instante adecuado.
La funcin bsica de RTP es multiplexar varios flujos de datos en tiempo real en un solo flujo de
paquetes UDP, pudindose enviar tanto a un solo destino (unicast) o mltiples destinos
(multicast). Los paquetes son numerados de la siguiente manera: se le asigna a cada paquete un
nmero mayor que su antecesor. Esto ser til para que la aplicacin conozca si ha fallado algn
paquete o no en la transmisin.
RTCP. Es el Protocolo de Control de la Transmisin en Tiempo Real. Es el protocolo
complementario a RTP y le brinda a ste un mecanismo de control. Utiliza UDP por el puerto
adyacente siguiente al puerto que se utiliza para RTP. Este protocolo se basa en la peridica
transmisin de paquetes de control a todos los participantes en sesin ofrecindole informacin
sobre la calidad de los datos distribuidos por la fuente. El protocolo subyacente debe proveer de la
multiplexacin de los datos y de los paquetes del control. Por lo tanto, la funcin primordial de
RTCP es la de proveer una realimentacin de la calidad del servicio.
H.248 (MEGACO). Este protocolo es un esfuerzo colaborativo de la ITU (Union Internacional de
Telecomunicaciones) y la IETF (Internet Engineering Task Force). H.248 es un protocolo para
que el control de pasarela de medios (Media Gateway Controller - MGC) controle a pasarelas de
medios (Media Gateways MG).
Figura 14. Protocolo H.248
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En trminos del protocolo H.248, un MGC es un elemento de control de medios y llamadas
externas que maneja el sealamiento y el procesamiento de llamadas. Es decir, controlan a los MG
para una buena gestin en el intercambio de informacin a travs del protocolo MGCP. El MGC
tambin suele llamarse Call Agent. Un MG, son elementos funcionales que median entre los
puntos finales, es decir, los clientes.
Este protocolo se considera complementario a H.323 y SIP, un MGC controlar varios MG
utilizando H.248, pero ser capaz de comunicarse con otro MGC utilizando H.323 o SIP.
Para que la comunicacin pueda ser realizada, se necesitar un una computadora con micrfono y
bocinas o un telfono analgico o digital. Si un usuario desea hacer una llamada debe descolgar el
telfono y marcar el nmero del destinatario. Esta llamada llega al MG, ste, notifica al MGC que
una llamada est en camino. El MGC busca en su base de datos, el nmero de telfono del
destinatario para saber su IP y su nmero de puerto. Entonces, busca el MG del destinatario y le
enva un mensaje para indicarle que le est llegando una llamada. El MG del destinatario abre una
conexin RTP cuando el usuario descuelga.
MGCP. El Protocolo para el Control de Pasarelas de Medios (Media Gateway Control Protocol)
permite controlar las pasarelas (gateways) de los medios de comunicaciones de los elementos de
control de llamada externas (MGC).
Mucha gente confunde al control de medios con sealizacin. Sealizacin (como se describi
anteriormente), es el establecimiento de sesiones entre dos o ms partes. En redes VoIP cada una
necesita ser manejada por un diferente tipo de Gateway VoIP: un Gateway de sealizacin y un
Gateway de control de medio. Los Gateway de sealizacin traducen los canales de datos en
protocolos de sealizacin compatibles con VoIP, como H.323 o SIP. Un Gateway de control de
medio proporciona el puente para el trnsito entre datos de redes PSTN y VoIP. Los MGC
controlan MG por medio de MGCP.
Dicho con otras palabras, MGCP es un protocolo que permite comunicar al MGC (tambin
conocido como Call Agent) con los Gateway de telefona (PBX o PSTN). Este protocolo es de tipo
maestro-esclavo donde el MGC informa al MG qu hacer. Los mensajes MGCP viajan sobre UDP/IP
por la misma red de transporte IP con seguridad IPSec.
El formato de trabajo genera una inteligencia externa a la red (concentrada en el MGC) y donde la
red de conmutacin est formada por routers de la red IP. El Gateway solo realiza funciones de
conversin vocal y genera un camino RTP entre extremos. La sesin de MGCP puede ser punto a
punto o multipunto. El protocolo MGCP entrega al Gateway la direccin IP, el puerto UDP y los
perfiles de RTP.
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4. Clculo de requerimientos de ancho de banda
El punto fundamental en el diseo de redes o rediseo de redes existentes para el transporte de
VoIP, es el clculo del ancho de banda necesario para la prestacin adecuada del servicio. El
requerimiento del ancho de banda necesario para el transporte de VoIP es el resultante de dos
factores:
1. el nmero de llamadas concurrentes. Es la estimacin de la cantidad mxima de llamadas
simultneas que se podrn gestionar en un enlace. Esta estimacin debe considerar la
actual de llamadas telefnicas simultneas entre diferentes puntos, como el posible
margen de crecimiento y las polticas de la organizacin al respecto.
2. el requerimiento de ancho de banda para gestionar cada conversacin telefnica.
Cuando se implemente VoIP se asume un conjunto de elecciones que impactan en ese
requerimiento: cdec, opciones de compresin, enlaces los que se rutearn las llamadas,
etc.
Para entender al mtodo, se har mediante un ejemplo que permita entenderlo ms fcilmente.
Paso 1. Calcular el tamao de las tramas de voz. Para esta tarea, se puede emplear el siguiente
procedimiento:
a) este parmetro es resultado del cdec utilizado, que da como resultado el tamao de la
porcin de datos. A esto debe sumarse el tamao de los encabezados de capa 4, capa 3 y
capa 2.
Tamao de la trama = Payload + Encabezado 4 + Encabezado 3 + Encabezado 2
Por ejemplo, las tramas utilizadas al utilizar G.729 tienen una longitud de 20 Bytes, a eso
debemos sumarle los encabezados RTP, UDP e IP necesarios, que son 40 Bytes adicionales,
y luego el encabezado de capa de enlace, que suponiendo que se trata de una trama PPP
agrega 6 Bytes (al final del procedimiento se agregan las tablas de los valores necesarios):
Tamao de trama = 20B + 40B + 6B = 66 Bytes
b) dado el peso del encabezado en el tamao de la trama a transmitir, en enlaces de bajo
ancho de banda (menos de 768 Kbps) es conveniente aplicar compresin de los
encabezados de capa 3 y capa 4, lo que se suele denominar compresin de RTP (cRTP).
Esto reduce los 40 Bytes iniciales a 2 o 4. De este modo, el clculo queda:
Tamao de trama = 20B + 2B + 6B = 28 Bytes
c) a fin de continuar el clculo, es conveniente convertir el tamao expresado en Bytes a bits:
28 Bytes x 8 bits/Byte = 224 bits/trama
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Paso 2. Calcular el ancho de banda requerido por una llamada:
a) los cdecs actualmente utilizados para la digitalizacin de voz (G.711, G.728, G.729)
generan 50 tramas por segundo.
b) Para calcular el ancho de banda requerido para cada llamada se debe multiplicar el
tamao de cada trama por la cantidad de tramas que se envan por segundo:
BW/llamada = tamao de la trama x tramas por segundo
BW/llamada = 224 bits/trama x 50 tramas/seg = 11200 bps/llamada
Paso 3. Calcular el ancho de banda requerido en la implementacin:
a) Se debe considerar primero el nmero de llamadas concurrentes y multiplicar el ancho de
banda requerido para cada llamada por el nmero de llamadas concurrentes:
BW requerido = BW/llamada x llamadas recurrentes
Para el ejemplo, supongamos que se trata de administrar un mximo de 10 llamadas
recurrentes generadas con el cdec G.729 sobre un enlace PPP con cRTP:
BW requerido = 11,200 bps x 10 = 112,000 bps = 112 Kbps
Finalmente, es preciso tener en cuenta que:
- El tamao de la porcin de datos depende del cdec implementado.
- La porcin correspondiente a los encabezados de capa 3 y 4 est en funcin del enlace que
de que se trate. En este ejemplo se ha considerado PPP.
- Cuando se implementa voz sobre VPN IPSec, se debe considerar el overhead
correspondiente a la implementacin de IPSec que se est aplicando.
Figura 15. Cdecs y sus valores
Capa OSI Tecnologa Encabezado
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(bytes)
2
Ethernet 18-20
Frame Relay 4-6
PPP 6
802.1Q 22
3 IP 20
4 UDP 8
5 RTP 20
Sobrecarga
L2TP 24
MPLS 4
IPSec 50-57 Tabla 1. Tecnologas y valores de encabezados
5. Configuracin de puertos e interfaces de voz en un router
Puertos FXS (Foreign eXchange Station)
Los puertos FXS conectan dispositivos finales. Generalmente, dispositivos analgicos como
telfonos, fax o mdems. Tambin se les denomina interfaces de abonado, ya que se enva la lnea
analgica hacia el abonado. Una interfaz FXS proporciona alimentacin elctrica, sealizacin de
llamada y tono al dispositivo terminal. Estas interfaces son las que permiten conectar un telfono
analgico convencional a un router o central de telefona IP, es decir, estas interfaces -o puertos-
emulan a una lnea analgica tradicional.
Puerto FXO (Foreign eXchange Office)
Estos puertos actan como enlaces troncales para la PSTN o PBX. Es el puerto que recibe la lnea
analgica. Es la interfaz que permite conectar un dispositivo terminal a un servicio de telefona
como PSTN o una PBX. Enva al sistema telefnico una seal de colgado o descolgado (cierre de
loop). Este puerto recibe las seales del puerto FXS. Un telfono tiene un puerto FXO, es decir,
este puerto no enva seales de tono o timbrado, solo recibe las seales de los FXS.
FXS y FXO son siempre pares que se corresponde mutuamente: una interfaz FXS se conecta en el
otro extremo de la lnea a una interfaz FXO.
Figura 16. Interfaces FXS y FXO
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Cuando se instala una central telefnica (PBX), la lnea telefnica se conecta al puerto FXO de la
PBX, la cual provee mltiples puertos FXS para conectar los telfonos o aparatos de fax.
Figura 17. Interfaces FXS y FXO con una PBX
Gateway de voz
Es el dispositivo que permite interconectar la red PSTN o las PBX de telefona tradicional con la red
IP. Este dispositivo puede ser un router o un PBX IP y debe contar con tantos puertos FXO como
lneas telefnicas desee acceder y puertos FXS como PBXs o telfonos convencionales desee
conectar.
Figura 18. Gateway de Voz
Ejemplo
A partir de ahora, se revisar la configuracin de un router Cisco IOS para operar como Gateway
de voz, definiendo un plan de marcacin (dial plan) que permitir utilizar la red de telefona
pblica como la red IP para el transporte de voz, usando el ejemplo que se muestra a
continuacin:
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Figura 19. Topologa de ejemplo para configurar interfaces de voz
Como se puede observar en la figura 19, se tienen 2 routers Cisco conectados entre s a travs de
sus puertos seriales utilizando la subred 172.16.1.0/30. El router 1 tiene conectado un telfono
analgico (interno 720) a travs de un puerto FXS. El router 2 conecta a la PSTN usando un puerto
FXO y da acceso al interno 721 mediante un puerto FXS.
Para permitir la operacin es necesario definir un plan de marcacin. El cdigo de configuracin
mostrado es para el router 2:
!
interface Serial0/0/0
ip address 172.16.1.1 255.255.255.252
!
! Redirige una llamada dirigida al interno 720
! a travs del enlace serial (sobre IP)
! hacia el Router1
dial-peer voice 1 voip
destination-pattern 720
session-target ipv4:172.16.1.2
!
! Una llamada al interno 721
! genera seal de ring en el puerto FXS
dial-peer voice 2 pots
destination-pattern 721
port 1/0/0
!
! Define dial-peer para acceso a lnea externa
! Marcando 9 se obtiene lnea
dial-peer voice 3 pots
destination-pattern 9
port 2/0/0
!
-
Cada nmero de interno definido requiere de un "destination-pattern" que define el ID que se
recibe. Cuando se trata de una comunicacin telefnica tradicional, a ese destination-pattern se
asocia el puerto de voz correspondiente, es el caso por ejemplo del interno 721.Cuando se trata
de destination-pattern cuyo trfico debe encaminarse a travs de la red IP se define la direccin IP
de destino del dispositivo en el cual se encuentra conectado ese interno, como es el caso del
interno 720.
6. Protocolo H.323
La Unin Internacional de Telecomunicaciones (ITU-T) originalmente creo el protocolo H.323 para
permitir la transmisin de voz, video y datos a travs de conexiones ISDN. Ahora ha sido adaptado
para trabajar en ambientes LAN. Los diseadores de H.323 lo crearon como un protocolo punto a
punto. Esto, le permite a cada dispositivo que ejecuta H.323 una completa independencia de otros
dispositivos. Esto permite configurar cada dispositivo H.323 independientemente y evitar
reliance sobre cualquier otro dispositivo para una operacin normal. De esta forma, si el
Gateway H.323 pierde comunicacin con otros routers, contina operando y proporciona soporte
a dispositivos de voz sin perder ninguna capacidad de procesamiento de llamadas. La desventaja
de este diseo punto a punto es la cantidad de configuracin que debe realizarse en cada
dispositivo. Dado que se configura cada Gateway H.323 independientemente de los dems, se
necesita un conocimiento completo de la red.
Figura 20. Topologa con Gateway H.323
Por ejemplo, considere la red mostrada en la figura 20. En esta red, necesitara configurar cada
Gateway H.323 para conocer acerca de todas las extensiones de las oficinas remotas. Por ejemplo,
sera necesario configurar el Gateway 1 para apuntar a la IP 10.1.1.2 y alcanzar las extensiones
-
2XXX, apuntar a la 10.1.1.3 para alcanzar las extensiones 3XXX y apuntar a la 10.1.1.4 para alcanzar
las extensiones 4XXX. Sera necesario entonces repetir este proceso en cada uno de los Gateway
H.323 para alcanzar a las dems oficinas. Por ltimo, imagine que su red crece de 4 a 10 o hasta 20
oficinas remotas, la cantidad de configuracin de cada uno de estos dispositivos de voz podra
volverse muy difcil de administrar.
Esta configuracin se puede facilitar al implementar un Gatekeeper H.323 (tambin aparece en la
figura 20). Este dispositivo acta como punto de referencia central en la red H.323 para nmeros
de telfono, control de acceso y administracin de ancho de banda. Por ejemplo, si fuera
necesario configurar la red mostrada en la figura 20 utilizando un gatekeeper, solamente este
dispositivo requerira conocimiento completo de la red. De esta forma, se configuran los Gateways
para preguntar al gatekeeper por la ubicacin y los nmeros de marcacin en el momento en
que lo necesiten para alcanzar otro dispositivo en la red. Adems de actuar como directorio
telefnico en la red, el gatekeeper tambin provee control para el ingreso de llamadas (CAC Call
Admission Control) y administracin de ancho de banda. Un Gateway no solo pregunta al
gatekeeper por una extensin telefnica dada, sino tambin pregunta: Estoy autorizado para
hacer esta llamada? (CAC) y Hay suficiente ancho de banda para hacerla?. De esta forma, se
habilita a un dispositivo para que administre el ancho de banda disponible en la WAN asegurando
que cada enlace no est saturado de trfico.
El H.323 soporta vdeo en tiempo real, audio y datos sobre redes de rea local, metropolitana,
regional o de rea extensa. Soporta as mismo Internet e intranets. En Mayo de 1997, el Grupo 15
del ITU redefini el H.323 como la recomendacin para "los sistemas multimedia de
comunicaciones en aquellas situaciones en las que el medio de transporte sea una red de
conmutacin de paquetes que no pueda proporcionar una calidad de servicio garantizada. Ntese
que H.323 tambin soporta videoconferencia sobre conexiones punto a punto, telefnicas y
RDSI.En estos casos, se debe disponer un protocolo de transporte de paquetes tal como PPP.
Componentes H.323
Entidad
La especificacin H.323 define el trmino genrico entidad como cualquier componente que
cumpla con el estndar.
Extremo
Un extremo H.323 es un componente de la red que puede enviar y recibir llamadas. Puede generar
y/o recibir secuencias de informacin.
Terminal
Un terminal H.323 es un extremo de la red que proporciona comunicaciones bidireccionales en
tiempo real con otro terminal H.323, gateway o unidad de control multipunto (MCU). Esta
comunicacin consta de seales de control, indicaciones, audio, imagen en color en movimiento
-
y/o datos entre los dos terminales. Conforme a la especificacin, un terminal H.323 puede
proporcionar slo voz, voz y datos, voz y vdeo, o voz, datos y vdeo.
Gatekeeper
El gatekeeper (GK) es una entidad que proporciona la traduccin de direcciones y el control de
acceso a la red de los terminales H.323, gateways y MCUs.