PDF de programación - Backbones de Internet: Redes troncales, infraestructura y conectividad

Backbones de Internet: Redes
troncales, infraestructura y

conectividad

David González Astobiza
[email protected]

Indice

• Topología de “la red de redes”, ¿qué esconde la nube?
• Sistemas Autónomos (AS)
• Unión entre redes: Tránsito y Peering
• Puntos neutros
• Tier 1
• Backbone (red troncal) y Nodo
• Conectividad internacional
• Medidas de calidad de un proveedor de tránsito, SLA

1

Internet,

¿Qué esconde la nube?

Topología de Internet

D I R E C T P E E R I N G

P U B L I C P E E R I N G

T R A N S I T

&

P U B L I C P E E R I N G

40 Public Peers
40 Public Peers

@ 10 Gbps
@ 10 Gbps

Tier 1

Tier 2

Tier 3

G
L
O
B
A
L

I
N
T
E
R
N
E
T

2

Sistemas Autónomos

Un sistema autónomo es un conjunto de Routers
administrado y gestionado por una única entidad desde el
punto de vista de enrutamiento.

AT&T

NTT

Jazztel

Level 3

Telefonica

MCI

C&W

BT Ignite

Sistemas Autónomos

• La unidad básica de Internet es el Sistema autónomo.
• Dentro de un Sistema Autónomo puede haber subredes pero

desde Internet solo se presta atención a los SA y a sus rangos de
direcciones IP.

• La red de sistemas autónomos mundiales unidas entre si forman

Internet.

• Existen más de 8.000 sistemas autónomos en todo el mundo y

más de 70.000 rutas

3

Sistemas Autónomos

• Los rangos de direcciones IP siempre están administradas por un

sistema autónomo.

• El BGP-4 es el protocolo estándar de facto para las interconexiones

de AS.

•

Lo que los AS se intercambian es información de enrutamiento, es
decir las rutas que cada uno anuncia al otro

• Una ruta como mínimo es una clase C (255 direcciones IP)

Unión entre redes

• La interconexión entre redes se hace entre un router frontera de

un AS y otro router frontera de otro AS

• Desde el punto de vista físico son circuitos PDH, SDH, Ethernet

o GigE.

• Desde el punto de vista comercial las conexiones son de Tránsito

o de peering, si bien existen combinaciones de ambas (paid
peering, dual transit peering....)

Sistema Autónomo Telefonica Data España

AS 3352

Sistema Autónomo CW España

AS 12541

4

Tránsito

• Son conexiones de pago. Relación proveedor cliente.
• También se denomina “Up Stream Provider”.
• El proveedor de tránsito vende el acceso global a Internet, es

decir, publica al cliente todas las rutas de Internet.

• El cliente publica solo sus rutas y no otras que pueda tener

con otros proveedores de tránsito o peerings

Peering

• El “peering” se define como el intercambio gratuito y recíproco

de las rutas de los clientes de cada AS

• No se publican ni conexiones de tránsito ni otros peerings que

cada AS tenga

• Los peerings pueden ser públicos o privados:

• Públicos: los que se realizan en los puntos neutros de

interconexión (normalmente una LAN)

• Privados: los que se realizan sobre un circuito dedicado

punto a punto

5

Puntos neutros de interconexión

• Los puntos neutros de interconexión son nodos en los que los ISPs

realizan sus peerings.

• Las relaciones entre los miembros están reguladas por los estatutos

del punto neutro.

• Las políticas de peering varían de un punto neutro a otro, en

algunos permiten la venta de tránsito

• Los puntos neutros también proporcionan servicios de espacio y

“hosting”

• Ejemplos de puntos neutros de interconexión son Espanix (Madrid),

Paix (Palo Alto), Amxis (Amsterdam), Linx (Londres).....

Sistemas Autónomos “Tier 1”

• No existe una definición académica, pero sí algunos puntos en los

que todo el mundo parece estar de acuerdo.

• Un Tier 1 tiene acceso a la tabla de enrutamiento global pero no

compra tránsito a ningún otro ISP.

• Es decir, que obtiene dicha tabla a través de conexiones de peering.
• Tiene acceso a los principales Puntos de Accesos de Red (NAP) y

Metro Access Exchanges (MAE)
Se consideran 8 regiones de interconexión: NY, Washington,
Atlanta, Chicago, Dallas, Seattle, San Jose y Los Angeles
Son Tier 1: Cable & Wireless, MCI, Sprint, Level 3, AOL...

•

•

6

Backbone “Tier 1” C&W en USA

Backbone global de C&W

• Tres áreas principales: USA, Europa y

Asia/Pacífico

7

Nodo de Backbone C&W

Router de agregación
Router de

agregación de de cliente
cliente

Switch ATM
Switch ATM

Core Router
Core Router

Peerings globales

• Más del 80% son peerings privados directos

8

Conectividad Intercontinental

de Internet

Fuente: TeleGeography 2002

Conectividad internacional

• La conectividad internacional puede ser mediante:

• Redes terrestres
• Cables submarinos
• Enlaces satelitales

• Las capacidades van desde:

• PDH: E1 (2 Mbit/s), T1 (1,5 Mbit/s), E3 (34 Mbit/s), DS3 (45

Mbit/s)

• SDH (o SONET) : STM-1/OC-3 (155 Mbit/s), STM-4/OC-12
(644 Mbit/s), STM-16/OC-48 (2,4 Gbit/s) y STM-64/OC-192
(10 Gbit/s)

• Nueva norma UIT-T G 959.1 para 40 Gbit/s

9

Redes Terrestres

• Son redes de fibra óptica
• Utilizan DWDM, multiplexación

densa de longitud de onda

• Forman anillos SDH
• Son capacidades protegidas en

caso de corte o avería

SDH
ADM

SDH
ADM

SDH
ADM

SDH
ADM

Esquema conexión cable submarino

moderno

Backhaul

CABLE SUBMARINO

RUTA 1

Backhaul

NODO GLOBALESTACION DE

AMARRE

ESTACION DE

AMARRE

NODO GLOBAL

RED CLIENTE

PROVEEDOR
TRANSITO

Backhaul

Backhaul

CARRIER HOTEL/

TELEHOUSE

ESTACION DE

AMARRE

CABLE SUBMARINO

ESTACION DE

AMARRE

CARRIER HOTEL/

TELEHOUSE

RUTA 2
• Rutas submarinas independientes
•
•
• Cada circuito tiene dos partes:

También DWDM
Se puede elegir entre capacidades protegidas o no protegidas

•
•

“Wet capacity” o submarina, entre las estaciones de amarre
“Backhaul” que conecta las estaciones de amarre con los nodos
de interconexión

10

Cable submarino Apollo de C&W

Shirley

Manasquan

Bude

Lannion

Puesto en servicio Febrero 2003

•
• Dos cables independientes de 4 fibras cada uno
• Cada fibra puede transmitir hasta 80 x 10 Gbit/s, en total 3,3 Tbit/s
•

Equivalente a 200 millones de llamadas simultáneas por cable

Enlace vía satelite

• Destinado a zonas en las que otras opciones no son posibles

normalmente por la no existencia de Fibra óptica. (ejemplo África).

• Los precios son muy elevados y la capacidad disponible escasa
• Pueden ser capacidades simétricas y asimétricas.
• Añaden retardos que ralentizan el funcionamiento de Internet.

router

AS

Tránsito

8Mb

Half circuit

Full circuit

2- 8 Mbit/s
Router de
Cliente

AS

Cliente

11

Calidad de un proveedor de tránsito, SLA
• Son acuerdos de nivel de servicio, Service Level Agreement (SLA)
•
• Los proveedores pagan compensaciones por incumplimiento (aunque

Indican la calidad del backbone del ISP

sean ellos mismos los que lo miden)

• También existen entidades “independientes”, que hacen medidas y

establecen “rankings”, p.ej. MIQ o Keynote

• Se miden por tres parámetros:

• Disponibilidad: % del tiempo que el router del proveedor está

disponible (normalmente se garantiza el 100%)

• Retardo: tiempos máximos que tardan los paquetes IP en ir a
determinadas zonas de la red del proveedor (por ejemplo <50
mseg intra-USA ó <150 mseg Europa-NY)

• Pérdida de paquetes: % de paquetes IP perdidos en la red del

proveedor (<1% es habitual)

Influencia de la pérdida de paquetes IP

• La agregación de clientes

100%

Upper limit

TCP

Una retransmisión del

5%

reduce el throughput

a un 45% de la

capacidad de la conexión

80%

60%

40%

20%

0%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

% de retransmisiones

12

puede causar congestión
• La congestión produce

pérdidas de paquetes

%


t
u
p
h
g
u
o
r
h
T

• La pérdida de paquetes
provoca la retransmisión
• La retransmisión reduce

drásticamente las
prestaciones de la conexión.