ARQUITECTURA FUNCIONAL GEN

1
ARQUITECTURA FUNCIONAL GENÉRICA DE LAS REDES DE
TRANSPORTE

• Asignatura Redes de Núcleo de Banda Ancha
• Carrera Ingeniería Civil Electrónica

2
Arquitectura funcional genérica de las redes de
transporte

• Introducción
• Objetivos
• Temario

3
Introducción

• Las redes tradicionales estaban restringidas
  principalmente por limitaciones tecnológicas a
  ser relativamente simples, por lo que una
  representación lógica abstracta basada en los
  diagramas convencionales de bloques y líneas de
  los sistemas entregaba una imagen ingenieril de
  las implementaciones físicas.
• La complejidad creciente en el entorno de redes y
  servicios ha ido en paralelo con la complejidad
  de los altos niveles de integración funcional que
  es posible implementar en las redes de transporte
  de próxima generación.
• En consecuencia, son necesarias abstracciones
  nuevas y más poderosas, y herramientas analíticas
  y de especificación más expresivas, por lo que el
  UIT-T ha impulsado el desarrollo de una nueva
  arquitectura funcional de redes de transporte.
• En esta Presentación se describe las
  arquitecturas funcionales y estructurales de las
  redes de transporte de banda ancha de una forma
  independiente de la tecnología.
• Esta arquitectura funcional genérica de las redes
  de transporte ha sido adoptada como base para un
  conjunto armonizado de Recomendaciones sobre
  arquitectura funcional para redes ATM, SDH, MPLS,
  ASON, Ethernet, y para las correspondientes
  Recomendaciones relativas a la gestión, análisis
  de la calidad de funcionamiento y especificación
  de los equipos.

4
Objetivos

• Interpretar y elaborar diagramas descriptivos de
  redes de transporte compuestos por convenios de
  representación de los componentes genéricos de
  arquitectura de red de transporte.
• Reconocer la estructura de capa, la topología y
  los componentes de una interred compleja
  representada mediante los convenios de
  representación de la arquitectura funcional de
  red de transporte.
• Explicar los principios de funcionamiento de las
  principales técnicas de supervisión de la
  conexión, e identificar los elementos componentes
  genéricos de la arquitectura funcional que son
  clave para su implementación.
• Proponer operaciones de subdivisión y
  subestratificación de redes de capa específicas
  que son necesarias para implementar determinados
  mecanismos de supervisión y protección.
• Describir las distintas estrategias de protección
  de redes de transporte en términos de componentes
  genéricos de la arquitectura funcional, y
  reconocer los distintos métodos de supervisión
  usados en esas arquitecturas.

5
Temario

• PARTE I ARQUITECTURA FUNCIONAL DE LAS REDES DE
  TRANSPORTE
• 1. Componentes de arquitectura
• 2. Subdivisión y estratificación de redes de
  transporte
• 3. Aplicación de los conceptos arquitecturales a
  las topologías y estructuras de red
• PARTE II SUPERVISIÓN, INTERFUNCIONAMIENTO Y
  PROTECCIÓN DE REDES DE TRANSPORTE
• 4. Supervisión de la conexión
• 5. Interfuncionamiento de red de capa
• 6. Técnicas para mejorar la disponibilidad en la
  red de transporte
• Bibliografía

6
PARTE I ARQUITECTURA FUNCIONAL DE LAS REDES DE
TRANSPORTE
7
1. COMPONENTES DE ARQUITECTURA
8
Sección 1 Componentes de arquitectura

• Contenido
• 1.1 Clasificación y representación de los
  componentes de arquitectura.
• 1.2 Componentes topológicos.
• 1.3 Entidades de transporte.
• 1.4 Funciones de tratamiento de transporte.
• 1.5 Puntos de referencia.

• Objetivos
• Clasificar los diversos componentes de
  arquitectura dentro de las cuatro categorías
  definidas para ellos(i) componentes
  topológicos,(ii) entidades de transporte,(iii)
  funciones de tratamiento de transporte, (iv)
  puntos de referencia.
• Interpretar y elaborar diagramas descriptivos de
  redes de transporte (o segmentos de estas redes)
  compuestos por convenios de representación de los
  componentes de arquitectura de red de transporte.

9
1.1 Clasificación y representación de los
componentes de arquitectura
10
Antecedentes de la modelación funcional de redes
de transporte

• Esta presentación se preocupa principalmente de
  la modelación funcional de redes de transporte,
  es decir, la arquitectura funcional. Este
  material está basado principalmente en el trabajo
  de la UIT-T expuesto en los siguientes
  documentos
• Recomendación UIT-T G.805 (genérica).
• Recomendación UIT-T G.803 (específica de SDH).
• Recomendación UIT-T I.326 (específica de ATM).
• Recomendación UIT-T G.8080/Y.1304 (específica de
  redes ópticas).
• Recomendación UIT-T G.8110/Y.1370 (específica de
  MPLS).
• Recomendación UIT-T G.8010/Y.1306 (específica de
  Ethernet).
• Los trabajos sobre la infraestructura mundial de
  la información (GII) y las redes de próxima
  generación (NGN) en el UIT-T.

11
Requisitos de la arquitectura funcional de redes
de transporte

• La arquitectura funcional debe describir la
  concepción global de una red de transporte (de
  banda ancha) y entregar el marco dentro del cual
  el diseño detallado puede tener lugar. Por lo
  tanto, debe tener las siguientes características
• Ser completa en alcance.
• Ser completa para una amplia comunidad de
  diseñadores, planificadores, constructores y
  operadores de redes.
• Ser aceptable dentro de la comunidad
  internacional multioperador, multisuministrador
  de redes de telecomunicaciones.
• Soportar herramientas y métodos para expresar en
  forma consistente conceptos y capacidades
  específicas.
• Permitir un nivel de especificación suficiente
  preciso para asegurar compatibilidad entre
  componentes y una operación exitosa de toda la
  red, y no imponer restricciones innecesarias para
  que un implementador pueda construir componentes
  particulares de la red.

12
Clasificación de los componentes de la
arquitectura de red de transporte

• Este diagrama muestra las clasificaciones de los
  componentes genéricos de la arquitectura
  funcional de la red de transporte.

Componentes de arquitectura de red de transporte
Componentes topológicos
Entidades de transporte
Funciones de tratamiento de información
Puntos de referencia
Red de capa
Conexiones
Caminos
Función de terminación
Punto de conexión
Subred
Conexión de red
Función de adaptación
Punto de conexión de terminación
Enlace
Conexión de subred
Punto de acceso
Grupo de acceso
Conexión de enlace
13
Componentes de arquitectura de red de transporte
(1/3)

• La funcionalidad de la red de transporte se
  describe de manera abstracta, independiente de la
  tecnología de implementación, empleando un número
  reducido de componentes de arquitectura, que se
  agrupan en cuatro categorías
• 1) Componentes topológicos.
• 2) Entidades de transporte.
• 3) Funciones de tratamiento de información.
• 4) Puntos de referencia.

14
Componentes de arquitectura de red de transporte
(2/3)

• Los componentes de la arquitectura de transporte
  se definen mediante la función que ejecutan en
  términos del tratamiento de la información o
  según las relaciones que describen entre otros
  componentes de arquitectura.
• Las funciones de los componentes actúan sobre la
  información presentada en una o más entradas y
  presentan la información procesada en una o más
  salidas.
• Las funciones de los componentes se definen y
  caracterizan por el tratamiento de la información
  que se efectúa entre sus entradas y sus salidas.

15
Componentes de arquitectura de red de transporte
(3/3)

• Los componentes de la arquitectura de transporte
  son asociados conjuntamente en formas
  específicas, constituyendo los elementos de red a
  partir de los cuales se construyen las redes
  reales.
• Los puntos de referencia de la arquitectura de
  transporte son el resultado de la vinculación de
  las entradas y las salidas de las funciones de
  tratamiento y las entidades de transporte.

16
Convenios de representación de los componentes de
arquitectura de red de transporte

• Se han elaborado varios convenios de
  representación para los componentes de
  arquitectura de red, los que permiten
  confeccionar diagramas descriptivos de las redes
  de transporte a nivel funcional con distintos
  grados de detalle
• Funciones de procesamiento.
• Puntos de referencia.
• Componentes topológicos.
• Entidades de transporte.
• Las diapositivas siguientes ilustran los
  convenios de representación definidos para los
  componentes de arquitectura en diagramas que
  ayudan a describir la arquitectura funcional de
  la red de transporte.

Representación de asociación entre redes de capas
Representación de conexiones compuestas
Ejemplo de modelo funcional
17
Convenios de representación de funciones de
procesamiento y puntos de referencia
Funciones de procesamiento
Puntos de referencia
Punto de referencia unidireccional
Entrada o salida
Adaptación unidireccional
Punto de referencia bidireccional
Terminación de camino unidireccional
Punto de conexión
Punto de acceso
Punto de conexión de terminación
Emparejamiento
Terminación de camino bidireccional
18
Convenios de representación de componentes
topológicos y entidades de transporte
Componentes topológicos
Entidades de transporte
Conexión
Red de capa
Camino
Subred
Enlace
equivale a
Grupo de acceso
Ejemplo de red de capa limitada por grupos de
acceso
19
Otros convenios de representación usados en
diagramas de redes Asociación entre redes de
capas
CP
CP
TCP
AP
AP
Asociación entre redes de capa
AP Punto de acceso (access point) CP Punto de
conexión (connection point) TCP Punto de
conexión de terminación (termination connection
point)
20
Otros convenios de representación en diagramas de
redes Conexiones compuestas
CP Punto de conexión (connection
point) TCP Punto de conexión de terminación
(termination connection point)
21
Ejemplo de modelo funcional
Camino
AP
AP
Red decapacliente
Conexión de red
Terminaciónde camino
Terminaciónde camino
CP
Conexión de enlace
SNC
TCP
TCP
Adaptaciónde clientea servidora
Adaptaciónde clientea servidora
Camino
AP
AP
Terminaciónde camino
Terminaciónde camino
Red decapaservidora
SNC
LC
LC
LC
SNC
TCP
CP
CP
CP
CP
TCP
AP Punto de acceso (access point) CP Punto de
conexión (connection point) LC Conexión de
enlace (link connection) SNC Conexión de subred
(subnetwork connection) TCP Punto de conexión de
terminación (termination connection point)
22
1.2 Componentes topológicos
23
Componentes topológicos de una red de transporte

• Los componentes topológicos proporcionan la
  descripción más abstracta de una red en términos
  de relaciones topológicas entre conjuntos de
  puntos de referencia similares.
• Se distinguen cuatro componentes topológicos
• Red de capa.
• Subred.
• Enlace.
• Grupo de acceso.
• Los componentes topológicos permiten describir
  completamente la topología lógica de una red de
  capa.
• Las estructuras de redes de capa y entre redes de
  capa se describen mediante grupos de acceso,
  subredes y los enlaces entre ellas.

24
Red de capa

• Una red de capa queda definida por el conjunto
  completo de grupos de acceso del mismo tipo que
  pueden estar asociados para efectos de
  transferencia de información.
• La información transferida es característica de
  la red de capa y se denomina información
  característica.
• En una red de capa pueden constituirse y
  deshacerse las asociaciones de las terminaciones
  de camino (que forman un camino), mediante un
  proceso de gestión de red de capa que modifica de
  esta forma su conectividad.
• Para cada tipo de terminación de camino existe
  una red de capa lógicamente distinta y separada.

25
Subred

• Una subred existe dentro de una única red de
  capa, y se define mediante el conjunto de puertos
  disponibles para la transferencia de información
  característica.
• Las asociaciones entre los puertos en el borde de
  una subred pueden constituirse y deshacerse
  mediante un proceso de gestión de red de capa,
  cambiando de este modo su conectividad.
• Cuando se establece una conexión de subred se
  crean asimismo los puntos de referencia mediante
  la vinculación de los puertos a la entrada y a la
  salida de la conexión de subred.
• En general, las subredes pueden subdividirse en
  subredes menores interconectadas por enlaces.
• La matriz es un caso especial de subred que no
  puede dividirse ulteriormente.

26
Enlace

• Un enlace consta de un subconjunto de puertos
  situados en el borde de una subred o grupo de
  acceso que están asociados con un subconjunto
  correspondiente de puertos situados en el borde
  de otra subred o grupo de acceso para los efectos
  de transferencia de información característica.
• El enlace representa la relación topológica y la
  capacidad de transporte disponible entre un par
  de subredes o una subred y un grupo de acceso o
  un par de grupos de acceso.
• Pueden existir múltiples enlaces entre una subred
  determinada y un grupo de acceso o entre un par
  de subredes o grupos de acceso.
• Los enlaces son suministrados generalmente por un
  camino de servidor (se establecen y mantienen en
  la escala de tiempo de la red de capa servidora),
  pero pueden ser proporcionados también por
  conexiones de redes de capa de cliente.

27
Grupo de acceso

• Un grupo de acceso es un grupo de funciones de
  terminación de camino situadas en la misma
  ubicación y conectadas a la misma subred o al
  mismo enlace.

28
1.3 Entidades de transporte
29
Entidades de transporte

• Las entidades de transporte proporcionan la
  transferencia de información transparente entre
  puntos de referencia de la red de capa.
• No existe modificación de la información entre la
  entrada y la salida de una entidad de transporte
  salvo la resultante de las degradaciones del
  proceso de transferencia.
• Se distinguen dos entidades básicas de
  transporte, según que se supervise o no la
  integridad de la información transferida
• Conexiones (no existe supervisión de la
  información transferida).
• Caminos (existe supervisión de la información
  transferida).
• De acuerdo con el componente topológico al que
  pertenezcan, las conexiones se dividen en
• Conexiones de red.
• Conexiones de subred.
• Conexiones de enlace.

30
Conexión de enlace

• Una conexión de enlace es capaz de transferir
  información de forma transparente a través de un
  enlace.
• Una conexión de enlace está delimitada por
  puertos y representa la relación fija entre los
  extremos del enlace.
• Una conexión de enlace representa un par de
  funciones de adaptación y un camino en la red de
  capa servidora.
• El puerto situado a la entrada de una conexión de
  enlace unidireccional representa la entrada a una
  fuente de adaptación y el puerto situado a la
  salida de una conexión de enlace unidireccional
  representa la salida de un sumidero de
  adaptación.
• Pueden emparejarse las conexiones de enlace
  unidireccional y los puertos de adaptación fuente
  y sumidero asociados, para proporcionar la
  transferencia de información bidireccional.

31
Conexión de subred

• Una conexión de subred es capaz de transferir
  información de forma transparente a través de una
  subred.
• Una conexión de subred está delimitada por
  puertos en la frontera de la subred y representa
  la asociación entre esos puertos.
• En general, las conexiones de subred se
  construyen a partir de una concatenación de
  conexiones de subred y conexiones de enlace.
• La conexión de matriz es un caso especial de
  conexión de subred formada por una única conexión
  (indivisible) de subred.

32
Conexión de red

• Una conexión de red se constituye a partir de una
  concatenación de conexiones de subred y/o
  conexiones de enlace y es capaz de transferir
  información de forma transparente a través de una
  red de capa.
• Una conexión de red está delimitada por puntos de
  conexión de terminación (TCP, termination
  connection points).
• Se forma el TCP mediante la vinculación del
  puerto de terminación de camino con una conexión
  de subred o con el puerto de una conexión de
  enlace.
• No existe información explícita que permita la
  supervisión de la integridad de la información
  transferida por una conexión de red.

33
Camino

• Un camino representa la transferencia de
  información característica adaptada y supervisada
  de la red de capa de cliente entre puntos de
  acceso.
• Un camino está delimitado por dos puntos de
  acceso, uno en cada extremo del camino.
• Un camino se forma mediante la asociación de
  terminaciones de camino con una conexión de red.
• En un camino existe información explícita que
  permite la supervisión de la integridad de la
  información transferida por éste.

34
1.4 Funciones de tratamiento de transporte
35
Funciones de tratamiento de transporte

• En la descripción de la arquitectura de las redes
  de capa se distinguen dos funciones genéricas de
  tratamiento de información
• Función de adaptación.
• Función de terminación.

36
Función de adaptación (1/2)

• Fuente de adaptación
• Función de tratamiento de transporte que adapta
  la información característica de la red de capa
  cliente a una forma adecuada para su transporte
  por un camino en la red de capa servidora.
• Sumidero de adaptación
• Función de tratamiento de transporte que
  convierte la información de camino de la red de
  capa servidora en información característica de
  la red de capa cliente.
• Adaptación bidireccional
• Función de tratamiento de transporte que consiste
  en un par formado por una fuente y un sumidero
  situados en el mismo lugar.
• Ejemplos de procesos que pueden ocurrir de forma
  aislada o en combinación en una función de
  adaptación (i) codificación (ii) modificación
  de la velocidad (iii) alineación
  (iv) justificación (v) multiplexión.

37
Función de adaptación (2/2)

• Cardinalidad de la función de adaptación
• La relación de entrada a salida de la función de
  fuente de adaptación es de muchos a uno o de uno
  a muchos.
• Caso muchos a uno una o más entradas de red de
  capa cliente se adaptan en un solo tren de
  información adaptado adecuado para el transporte
  por un camino de la red de capa servidor y esta
  relación se utiliza normalmente para representar
  la multiplexión de varios clientes en un solo
  servidor.
• Caso de uno a muchos se divide un tren compuesto
  en varias salidas, y esto se utiliza para
  describir el tratamiento común en multiplexión
  inversa.
• La relación inversa se mantiene para la función
  de sumidero de adaptación entre su única entrada
  y su salida o salidas.

38
Función de terminación de camino (1/2)

• Fuente de terminación de camino
• Función de tratamiento de transporte que acepta,
  a su entrada, la información característica
  adaptada de redes de capa cliente, añade
  información para permitir la supervisión del
  camino y presenta, a su salida, la información
  característica de la red de capa.
• La fuente de terminación de camino puede
  funcionar sin ninguna entrada de la red de capa
  cliente.
• Sumidero de terminación de camino
• Función de tratamiento de transporte que acepta,
  a su entrada, la información característica de la
  red de capa, elimina la información relacionada
  con la supervisión del camino y presenta, a su
  salida, la información restante.
• El sumidero de terminación de camino puede
  funcionar sin una salida a una red de capa de
  cliente.
• Terminación de camino bidireccional
• Función de tratamiento de transporte consistente
  en un par de funciones fuente y sumidero de
  terminación de camino situadas en la misma
  ubicación.

39
Función de terminación de camino (2/2)

• Cardinalidad de función de terminación de camino
• La relación de entrada a salida de la fuente de
  terminación de camino es una relación de uno a
  muchos.
• Un tren único de entrada de información adaptada
  se distribuye en una o más conexiones de red en
  la capa de servidor.
• Esta relación se utiliza más generalmente en la
  forma de uno a uno para representar esa adición
  de cabecera de camino a la información adaptada
  que es transportada por una conexión de red.
• En su forma más general, la relación se puede
  utilizar para representar multiplexión inversa,
  en la cual un tren único de alta capacidad se
  divide en varias conexiones de red de capacidad
  más baja.
• La relación inversa se mantiene para la función
  de sumidero entre su entrada o entradas y su
  única salida.

40
1.5 Puntos de referencia
41
Puntos de referencia

• Los puntos de referencia se forman mediante la
  vinculación entre entradas y salidas de funciones
  de tratamiento de transporte y/o entidades de
  transporte.
• Se distingue los siguientes tipos de puntos de
  referencia
• Punto de conexión (connection point, CP).
• Punto de conexión de terminación (terminating
  connection point, TCP).
• Punto de acceso (access point, AP).
• En el cuadro de la diapositiva siguiente se
  muestran las vinculaciones admisibles entre
  parejas de funciones de tratamiento y/o entidades
  de transporte y los tipos específicos resultantes
  de puntos de referencia.

42
Puntos de conexión

• Punto de conexión (connection point, CP).
• El punto en el cual la salida de una conexión
  atómica está unida a la entrada de otra conexión
  atómica.
• Punto de conexión de terminación (terminating
  connection point, TCP).
• El punto en el cual la salida de una fuente de
  terminación de camino está unida a la entrada de
  la conexión de red y el punto en el cual una
  entrada de sumidero de terminación de camino está
  unida a la salida de una conexión de red.
• Los CPs y TCPs pueden ser bidireccionales o
  unidireccionales de acuerdo con la
  direccionalidad de la entidad de transporte que
  ellos delimitan.

43
Punto de acceso

• Punto de acceso (access point, AP)
• El punto en el cual la salida de la función
  fuente de adaptación está unida a la entrada de
  la función fuente de terminación de camino y el
  punto similar en el cual la salida de la función
  sumidero de terminación de camino está unida a la
  entrada de la función sumidero de adaptación.
• Los APs pueden ser bidireccionales o
  unidireccionales.
• El AP actúa como un punto de referencia a través
  del cual pasa la información adaptada a la capa
  servidora y en el cual es definida la relación
  intercapa cliente/servidora.

44
Significado de los puntos de conexión

• Los puntos de conexión (CPs) y los puntos de
  terminación de conexión (TCPs) sirven como puntos
  de referencia dentro de una red de capa, a través
  de los cuales pasa la información característica.
• Las asociaciones entre los puntos de referencia
  CPs y TCPs definen la conectividad de la red de
  capa.

45
Significado de los puntos de acceso

• Los puntos de acceso (APs) marcan las fronteras
  funcionales entre las redes de capa de
  transporte, donde la información intercapa
  definida es transferida y donde el camino de capa
  servidora es delimitado.
• Desde el punto de vista de la capa servidora, el
  AP es un destino de enrutamiento que puede
  soportar un camino.
• Desde el punto de vista de la capa cliente, el AP
  representa un punto en que es posible obtener una
  capacidad de enlace.
• La función de adaptación queda localizada entre
  las capas.
• Desde el punto de vista de la gestión y el
  control, se considera convencionalmente que la
  función de adaptación y los APs asociados
  pertenecen a la capa servidora.
• Para muchos propósitos prácticos, la frontera de
  la capa queda en alguna parte entre la función de
  adaptación y los CPs de la capa cliente.

46
Vinculaciones admisibles entre componentes de
arquitectura y puntos de referencia resultantes
Par de componentes de arquitectura vinculados Par de componentes de arquitectura vinculados Par de componentes de arquitectura vinculados Par de componentes de arquitectura vinculados Par de componentes de arquitectura vinculados Punto de referencia Punto de referencia
salida de fuente entrada de fuente uni
Adaptación entrada de sumidero Term Camino Term Camino salida de sumidero AP uni
par fuente/sumidero par fuente/sumidero bi
salida de fuente entrada uni uni
Term. Camino entrada de sumidero LC LC salida uni TCP uni
par fuente/sumidero par fuente/sumidero bi
salida de fuente entrada uni uni
Term. Camino entrada de sumidero SNC SNC salida uni TCP uni
par fuente/sumidero par fuente/sumidero bi
entrada uni salida uni uni
LC salida uni SNC SNC entrada uni CP uni
par fuente/sumidero par fuente/sumidero bi
entrada uni salida uni uni
LC salida uni LC LC entrada uni CP uni
par fuente/sumidero par fuente/sumidero bi
entrada de fuente salida de sumidero uni
Adaptación salida de sumidero Adaptación Adaptación entrada de fuente CP uni
par fuente/sumidero par fuente/sumidero Bi
AP Punto de acceso (access point) bi Bidireccional LC Conexión de enlace (link connection) SNC Conexión de subred (subnetwork connection) AP Punto de acceso (access point) bi Bidireccional LC Conexión de enlace (link connection) SNC Conexión de subred (subnetwork connection) AP Punto de acceso (access point) bi Bidireccional LC Conexión de enlace (link connection) SNC Conexión de subred (subnetwork connection) TCP Punto de conexión de terminación Term Camino Terminación de camino (trail termination) uni Unidireccional TCP Punto de conexión de terminación Term Camino Terminación de camino (trail termination) uni Unidireccional TCP Punto de conexión de terminación Term Camino Terminación de camino (trail termination) uni Unidireccional TCP Punto de conexión de terminación Term Camino Terminación de camino (trail termination) uni Unidireccional
47
Relación de conectividad cliente/servidor entre
redes de capa
Camino
AP
AP
Capa cliente
Terminaciónde camino
Terminaciónde camino
Conexión
Conexión
CP
CP
Conexión de enlace
TCP
TCP
Frontera convencional entre capa cliente y
capa servidora
Adaptaciónintercapa
Adaptaciónintercapa
Camino
AP
AP
Conexiones
Terminaciónde camino
Terminaciónde camino
TCP
TCP
CP
CP
CP
CP
Capa servidora
48
Vinculaciones y tipos de puntos de referencia
Fuente
AP
AP
Fuente
Conexión de enlace
SNC
CP
TCP
TCP
Fuente
Sumidero
AP Punto de acceso (access point) CP Punto de
conexión (connection point) TCP Punto de
conexión de terminación (termination connection
point)
49
Fin de la Sección 1COMPONENTES DE ARQUITECTURA
50
2. SUBDIVISIÓN Y ESTRATIFICACIÓN DE REDES DE
TRANSPORTE
51
Sección 2 Subdivisión y estratificación de
redes de transporte

• Contenido
• 2.1 Noción preliminar de subdivisión y
  estratificación.
• 2.2 Concepto de subdivisión.
• 2.3 Concepto estratificación.
• 2.4 Descomposición de las redes de capa.

• Objetivos
• Descomponer redes y subredes de capa mediante
  operaciones de subdivisión y estratificación.
• Reconocer los tipos de red de capa que se
  encuentran dentro de un complejo interred
  multicapa particular.
• Realizar las subestratificaciones de redes de
  capa específicas que son necesarias para
  implementar determinados mecanismos de
  supervisión y protección.

52
2.1 Noción preliminar de subdivisión y
estratificación
53
Conceptos subdivisión y estratificación Noción
preliminar

• Estratificación
• Una red de transporte puede descomponerse en
  cierto número de capas de red de transporte
  independientes con una asociación
  cliente/servidor entre capas adyacentes.
• Subdivisión
• Cada red de capa puede subdividirse separadamente
  de manera que refleje la estructura interna de
  esa capa o la forma en que será gestionada.
• Los conceptos de subdivisión y estratificación
  son por tanto ortogonales.
• La diapositiva siguiente ilustra estas dos
  visiones ortogonales de la arquitectura de una
  red de transporte.

54
Visiones ortogonales de la estratificación y la
subdivisión
Subredes
Enlaces
Red de capa detrayecto específico
Red de capa detrayecto específico
Redes de capa demedios de transmisión
Grupo de acceso
Red de capa
Visión de la estratificación(asociación de capas
cliente/servidora)
Visión de la subdivisión
a) Concepto de estratificación
b) Concepto de subdivisión
55
Aplicación del concepto de subdivisión

• El concepto de subdivisión es importante en la
  medida que permite definir
• La estructura de la red dentro de una red de
  capa.
• Fronteras administrativas entre operadores de red
  que proporcionan conjuntamente conexiones dentro
  de una sola red de capa.
• Fronteras de dominio dentro de una red de capa de
  un mismo operador para permitir la asignación de
  objetivos de calidad de funcionamiento a los
  componentes de arquitectura.
• Fronteras de dominio de enrutamiento dentro de la
  red de capa de un mismo operador.
• La parte de una red o subred de capa controlada
  por una tercera parte con fines de enrutamiento
  (por ejemplo, gestión de la red de cliente).

56
Aplicación del concepto de estratificación

• El concepto de estratificación de la red de
  transporte es importante en la medida que
  permite
• La descripción de cada red de capa empleando
  funciones similares.
• El diseño y operación independientes de cada red
  de capa.
• Que cada red de capa posea sus propias
  capacidades de operaciones, diagnóstico y
  recuperación automática de fallas.
• La posibilidad de agregar o modificar una red de
  capa sin que esto afecte a otras redes de capa
  desde el punto de vista de la arquitectura.
• La modelación simple de redes que contengan
  múltiples tecnologías de transporte.

57
2.2 Concepto de subdivisión
58
Concepto de subdivisión Alcance

• El concepto subdivisión de redes de capa abarca
  los siguientes asuntos específicos
• Subred contenedora.
• Subdivisión de subredes.
• Matriz.
• Descomposición de conexiones de red y subred.
• Subdivisión de enlaces.

59
Representación de un conjunto de subredes
Subred contenedora

• Una subred se construye representando la
  implementación física mediante enlaces y subredes
  comenzando por la matriz que sea la subred más
  pequeña (indivisible).
• Un conjunto de subredes y enlaces puede
  representarse de forma abstracta en forma de una
  subred contenedora de orden superior.
• La forma según la cual se interconectan las
  subredes contenidas mediante enlaces describe la
  topología de la subred contenedora.
• Los puertos situados en la frontera de la subred
  contenedora y la capacidad de interconexión deben
  representar totalmente, pero no ampliar, la
  conectividad soportada por las subredes
  contenidas y los enlaces.

60
Subdivisión de subredes

• Cualquier subred puede subdividirse en un cierto
  número de subredes más pequeñas (contenidas)
  interconectadas mediante enlaces.
• En virtud del concepto subred contenedora, es
  posible descomponer una subred de alto nivel para
  mostrar el nivel de detalle requerido.
• La subdivisión de una subred no puede extender o
  restringir su conectividad
• Los puertos de la frontera de la subred
  contenedora y la capacidad de interconexión deben
  estar representados en las subredes y enlaces
  contenidos.
• Las subredes y enlaces contenidos no pueden
  proporcionar una conectividad que no esté
  disponible en la subred contenedora.

61
Ejemplo de subdivisión de redes y subredes de capa

• El siguiente ejemplo indica los dos primeros
  niveles de la subdivisión recurrente de una red
  de capa global
• Primer nivel de subdivisión La porción
  internacional y las porciones nacionales de la
  red de capa
• Segundo nivel de subdivisión Las porciones de
  tránsito y porciones de acceso y núcleo de las
  porciones nacionales de la y de la porción
  internacional de la red de capa.
• La figura de la siguiente diapositiva ilustra
  esta subdivisión recurrente de una red de capa
  global.

62
Ejemplo de subdivisión de redes y subredes de
capa Esquema
1. Primer nivel de subdivisión
Subred de la parte internacional
Red de capa
Subred de la parte nacional
2. Segundo nivel de subdivisión
Subred de la parte de tránsito deuna subred de
la parte nacional
Subred de la parte local deuna subred de la
parte nacional
63
Descomposición de conexiones

• Una conexión de red o conexión de subred puede
  descomponerse en una concatenación de otras
  entidades de transporte (enlace o conexión de
  subred) que refleje la subdivisión de una subred.
• Las dos diapositivas siguientes ilustran dos
  ejemplos de descomposición de conexiones
• Descomposición de una conexión de red.
• Descomposición de una conexión de subred.

64
Descomposición de una conexión de red Esquema
Conexión de red
Conexión de red descompuesta en una
concatenación de 4 conexiones de subred y 3
conexiones de enlace.
Conexión de subred descompuesta en una
concatenación de 4 conexiones de subred y 3
conexiones de enlace.
CP Punto de conexión LC Conexión de
enlace SNC Conexión de subred TCP Punto de
conexión de terminación
65
Relación entre la subdivisión de subredes y la
descomposición de las conexiones
Red de capa
Camino
Conexión de subred descompuesta en una
concatenación de 3 conexiones de subred y 2
conexiones de enlace.
66
Subdivisión de enlace

• Un enlace se construye agrupando un conjunto de
  conexiones de enlace, la unidad más pequeña de
  capacidad gestionable, que son equivalentes para
  fines de enrutamiento.
• Los enlaces se pueden agrupar también para
  proporcionar cualquier visibilidad de capacidad
  deseada.
• Los enlaces pueden ser subdivididos de dos
  formas
• a) Subdivisión en un conjunto de enlaces
  paralelos (o conexiones de enlace).
• b) Subdivisión en una disposición en serie de
  ltconexión de enlace subred conexión de
  enlacegt.
• Los enlaces subdivididos pueden aún subdividirse
  recursivamente.
• La siguiente diapositiva ilustra la subdivisión
  en paralelo y en serie de un enlace.

67
Subdivisión en paralelo y en serie de un enlace
Esquemas
Enlace compuesto
Subred A
Subred B
Enlaces componentes
(a) Subdivisión en paralelo de un enlace
Subred A
Subred B
Enlace compuesto en serie
Subred A
Subred B
Subred C
Enlaces componentes
(b) Subdivisión en serie de un enlace
68
2.3 Concepto de estratificación
69
Concepto de estratificación Alcance

• El concepto estratificación de redes de
  transporte abarca los siguientes asuntos
  específicos
• Relación cliente/servidor entre capas adyacentes.
• Función de adaptación entre redes de capas.
• Multiplexión.
• Multiplexión inversa.

70
Concepto de estratificación

• Una red de transporte puede descomponerse en
  cierto número de redes de capa independientes con
  una relación cliente/servidor entre redes de capa
  adyacentes.
• Una red de capa describe la generación,
  transporte y terminación de una información
  característica determinada.
• Las redes de capa identificadas en este modelo
  funcional de red de transporte no deben
  confundirse con las capas del modelo de
  referencia OSI (Rec. UIT-T X.200).
• Una capa OSI ofrece un servicio específico que
  utiliza uno de entre varios protocolos
  diferentes.
• Por el contrario, una red de capa ofrece el mismo
  servicio empleando un protocolo específico
  (información característica).

71
Ilustración de la relación cliente/servidor entre
redes de capa adyacentes
Conexión soportada por un camino en la red de
capa servidor
72
Relación cliente/servidor (1/2)

• La relación cliente/servidor entre redes de capa
  adyacentes es una asociación entre dichas redes
  realizada por una función de adaptación para
  permitir que un camino de la red de capa
  servidora soporte la conexión de enlace de la red
  de capa cliente.
• El concepto de adaptación es usado para describir
  cómo se modifica la información característica de
  la red de capa cliente de forma que pueda
  transportarse por un camino en la red de capa
  servidora.
• Desde el punto de vista funcional de la red de
  transporte, la función de adaptación está situada
  entre las redes de capa.
• Todos los puntos de referencia pertenecientes a
  una misma red de capa pueden visualizarse
  situándolos en un solo plano, como es el caso de
  una red de capa limitada por grupos de acceso.

73
Relación cliente/servidor (2/2)

• La relación cliente/servidor puede ser de alguno
  de los siguientes tres tipos
• Relación uno a uno representa el caso de una
  sola conexión de enlace de capa de cliente
  soportada por un solo camino de capa de servidor.
• Relación de muchos a uno se suele implementar
  usando técnicas de multiplexión.
• Relación de uno a muchos se suele implementar
  usando técnicas de multiplexión inversa.

74
Multiplexión

• La relación cliente/servidor de muchos a uno
  representa el caso de varias conexiones de enlace
  de redes de capa de cliente que son transportadas
  por un camino de capa de servidor.
• Se utilizan técnicas de multiplexión para
  combinar las señales de la capa de cliente.
• Las señales de cliente pueden ser del mismo tipo
  o de tipos diferentes.
• La función de adaptación puede consistir de
  procesos específicos para cada señal de cliente y
  procesos comunes asociados con la señal de capa
  de servidor.
• La siguiente diapositiva ilustra el modelo
  funcional de la multiplexión general.

75
Relación cliente/servidor de muchos a uno
Multiplexión
Conexión de enlacede capa de cliente n
Conexión de enlacede capa de cliente 2
Conexión de enlacede capa de cliente 1
Proceso específico
Proceso específico
Proceso específico
Función de adaptación intercapa
Proceso común
Camino de capa de servidor
Terminación de camino
Conexión de red de capa de servidor
76
Multiplexión inversa

• La relación cliente/servidor de uno a muchos
  representa el caso de una conexión de enlace de
  capa de cliente que es soportada por varios
  caminos de capa de servidor en paralelo.
• Se utilizan técnicas de multiplexión inversa (por
  ejemplo, multiplexión inversa ATM, concatenación
  virtual) para distribuir la señal de capa de
  cliente.
• Las señales de servidor pueden ser del mismo tipo
  o de tipos diferentes.
• Si se introduce la multiplexión inversa en una
  red existente, ello no deberá imponer requisitos
  adicionales a la red.
• El interfuncionamiento de capa es posible entre
  un camino único de capa de servidor que soporte
  la señal de cliente íntegra y los caminos de capa
  de servidor n de la señal de multiplexión
  inversa, si las dos redes de capa de servidor
  tienen similar información característica.

77
Modelo funcional de la multiplexión inversa

• La multiplexión inversa se lleva a cabo mediante
  una subcapa de multiplexión inversa que incluye
  una función de terminación de camino de
  multiplexión inversa (I_TT) y una función de
  adaptación de multiplexión inversa (XY,Z/I).
• La función de terminación de camino de
  multiplexión inversa representa la supervisión
  del camino para la señal combinada.
• La función de adaptación de multiplexión inversa
  realiza el desintercalado/intercalado de la señal
  combinada que llega o sale de cada uno de los
  caminos individuales de capa de servidor n.
• Estas dos funciones de subcapa y las funciones de
  terminación de red de capa de servidor n
  (XY,Z_TT) forman la función compuesta de
  terminación de camino de multiplexión inversa
  (Ic_TT).
• La siguiente diapositiva ilustra el modelo
  funcional de la multiplexión inversa general.

78
Relación cliente/servidor de uno a muchos
Multiplexión inversa
Cliente_CP
X/Cliente
Subcapa de multiplexión inversa
X_AP
X
Este CI no estádisponible parasupervisión en la
red
Terminación de caminode multiplexión inversa
X_TCP
Función de adaptación de multiplexión inversa

1
2
X
Y
.
.
Terminación de camino de capa de servidor
79
Diversidad de enrutamientos y retraso diferencial
en la multiplexión inversa

• Los caminos de capa de servidor n para la
  multiplexión inversa pueden ser de diferentes
  redes de capa, por lo que cada uno de esos
  caminos puede tener diferentes enrutamientos
  (diversas rutas) y puede presentar retrasos de
  señal distintos.
• La función de sumidero de adaptación de
  multiplexión inversa debe compensar estas
  diferencias de retraso (retraso diferencial) para
  intercalar las señales individuales a fin de
  recrear la señal combinada.
• El retraso diferencial máximo es específico de
  cada aplicación.
• La gama de detección del retraso diferencial debe
  ser mucho mayor que el retraso máximo que podría
  ser compensado para impedir que se produzcan
  efectos aleatorios, lo cual podría perturbar el
  transporte sin ser detectado.
• Un retraso diferencial superior al retraso máximo
  que puede ser compensado producirá una alarma.

80
Calidad de servicio de la subcapa de multiplexión
inversa

• La calidad de servicio del camino de subcapa de
  multiplexión inversa está definida por dos
  factores principales
• La calidad de servicio de cada uno de los caminos
  de capa de servidor suministrado por las
  funciones de terminación de camino de capa de
  servidor y
• Las fallas detectadas a través del proceso de
  reintercalado suministrado por la función de
  terminación de camino de subcapa de multiplexión
  inversa.
• En los puntos de medición intermedios (es decir,
  monitores no intrusivos), sólo está disponible la
  calidad de servicio de cada uno de los caminos de
  capa de servidor.
• La introducción de la multiplexión inversa no
  deberá imponer una funcionalidad de supervisión
  adicional para los caminos de capa de servidor.

81
Número de caminos de capa servidor en la
multiplexión inversa

• El número de caminos de capa de servidor
  necesarios en la multiplexión inversa depende de
  las características de la señal de la capa de
  cliente y/o de decisiones de gestión.
• En caso de una señal de cliente con una anchura
  de banda fija, el número de caminos de capa de
  servidor es también fijo.
• En el caso de una señal de cliente con una
  anchura de banda variable, el número de los
  caminos de capa de servidor podría también ser
  variable.
• En el caso de una conexión bidireccional, el
  número de los caminos de capa de servidor en
  ambos sentidos podría ser diferente.
• El número de caminos de capa de servidor podría
  cambiar a petición (p. ej., a petición del
  operador de red, a petición de la capa de
  cliente) o en caso de falla.
• En el primer caso, el cambio no debe afectar al
  servicio.
• En el último caso, uno o varios caminos de capa
  de servidor podrían no estar disponibles debido a
  las fallas en la red.

82
Fallas de caminos en la multiplexión inversa

• Los caminos de la capa de servidor para la
  multiplexión inversa pueden ser afectados por
  eventos de falla distintos y no necesariamente de
  forma simultánea.
• Se debe utilizar un enrutamiento diferente de
  cada uno de los caminos de capa de servidor a fin
  de reducir al mínimo la posibilidad de que una
  sola falla afecte a todos los caminos de capa de
  servidor.
• La disminución de la anchura de banda debido a un
  camino defectuoso afectará al servicio, mientras
  que el aumento de la anchura de banda debido a la
  recuperación de un camino defectuoso puede no
  afectar el servicio.

83
2.4 Descomposición de las redes de capa
84
Clasificación de las redes de capa de transporte

• El grupo funcional de transporte admite la
  siguiente clasificación de las redes de capa
• Red de capa de trayecto.
• Red de capa de medios de transmisión.
• Red de capa de sección.
• Red de capa de medios físicos.

Redes de capa
Redes de capa de trayecto
Redes de capa de medios de transmisión
Redes de capa de sección
Redes de capa de medios físicos
Pulsar sobre los bloques del diagrama para ver la
descripción de la clase de red de capa específica
85
Redes de capa de trayecto

• Una red de capa de trayecto proporciona la
  capacidad de transferencia de información
  necesaria para el soporte de varios tipos de
  servicios.
• Las redes de capa de trayecto son independientes
  de las redes de capa de medios de transmisión.
• La conectividad de los trayectos (es decir,
  caminos de capa de trayecto) es controlada por un
  proceso que es invocado directamente o
  indirectamente por procesos de gestión de camino
  de la capa cliente.
• Ejemplos de redes de capa de trayecto
• Red de capa DS3
• Red de capa VC4 de SDH.
• Red de capa de trayecto virtual ATM.
• Red de líneas arrendadas (red de capa de trayecto
  que proporciona servicios de transporte
  típicamente una red privada).
• La descripción de la red de capa de trayecto
  constituye la aplicación principal de la
  Recomendación UIT-T G.805, que es el documento
  base de esta Presentación.

86
Redes de capa de medios de transmisión

• Una red de capa de medios de transmisión está
  soportada por caminos y conexiones de enlace,
  pero no se proporciona conexiones de subred.
• Una red de capa de medios de transmisión puede
  depender de los medios físicos utilizados para la
  transmisión tales como la fibra óptica o la
  radio.
• Las redes de capa de medios de transmisión se
  dividen en
• Redes de capa de sección.
• Redes de capa de medios físicos.
• Ejemplos de redes de capa de medios de
  transmisión
• Red de capa con inversión de marca codificada
  (CMI) a 139264 kbit/s.
• Red de capa de sección múltiplex STM-4.

87
Redes de capa de sección

• Las redes de capa de sección representan la
  implementación de todas las funciones que
  proporcionan la transferencia de información
  entre ubicaciones en las redes de capa de
  trayecto.
• La red de capa de sección determina el formato de
  la información en la red de transporte.
• Las secciones (es decir, los caminos de capa de
  sección) terminan en los puntos de acceso de la
  capa de trayecto, y su conectividad es
  determinada por un proceso que es invocado
  indirectamente por los requisitos de transporte
  de las capas de trayecto, lo que es determinado
  por los procesos de gestión de capa de trayecto.
• La red de capa de sección puede descomponerse en
  redes de capa de sección específica.

88
Redes de capa de medios físicos

• Las redes de capa de medios físicos se refieren a
  los medios reales por fibra, hilo metálico o
  canales de radiofrecuencia que soportan una red
  de capa de sección.
• La red de capa de medios físicos puede
  descomponerse en redes de capa de medios físicos
  específicos para representar, por ejemplo, la
  multiplexión por división de longitud de onda.
• Como para la red de capa más inferior (p. ej., la
  red de capa de medios físicos) no existe una red
  de capa servidora, son los medios de transmisión
  y no el camino quienes soportan directamente la
  conexión de red.

89
Descomposición de la red de capa de trayecto en
redes de capa de trayecto específicas

• Dentro de una red de capa de trayecto es posible
  identificar un conjunto de redes de capa de
  trayecto específicas que pueden ser gestionadas
  de forma independiente por un operador de red.
• Cada red de capa de trayecto específica puede
• Tener la capacidad de transferencia de
  información necesaria para soportar diversos
  tipos de servicios y otras redes de capa de
  trayecto específicas como clientes.
• Poseer la red de capa de medios de transmisión u
  otras redes de capa de trayecto específicas como
  servidores.
• La descomposición real utilizada para generar las
  redes de capa de trayecto específicas es función
  de la tecnología.
• Cada red de capa de trayecto específica puede
  tener una tecnología independiente y es probable
  que se establezcan trayectos en forma
  independiente a través de distintas redes de capa
  de trayecto específicas.

90
Descomposición de la red de capa de medios de
transmisión en capas de medios de transmisión
específicas

• Dentro de una red de capa de medios de
  transmisión es posible identificar un conjunto
  redes de capa de medios específicas que pueden
  ser administradas de forma independiente por un
  operador de red.
• En la descomposición de la red de capa de medios