PDF de programación - Optimización de una red de área amplia mediante la instalación de un dispositivo acelerador de redes WAN

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA ISRAEL

TRABAJO DE TITULACIÓN

CARRERA: Ingeniería de Sistemas




















TEMA: Optimización de una red de área amplia mediante la instalación de un

dispositivo acelerador de redes WAN.

AUTOR: Flavio Vinicio Valdivieso Vintimilla

TUTOR: Ing. Franz del Pozo





2014













AGRADECIMIENTO



Mi eterna gratitud a todos los maestros que han formado
parte de mi educación y que con sus conocimientos me
han permitido avanzar como profesional y como persona.

A mis colegas del área de sistemas del organismo
internacional para el que trabajo, quienes aportaron con
sus conocimientos en el plan de implementación de este
proyecto y cuyos resultados han sido utilizados como la
base para este trabajo de investigación.

A mis padres Reinaldo Valdivieso y Eulalia Vintimilla, que
con su apoyo y cariño me dieron ánimo en los momentos
difíciles.

A mis hijas, Daniela, Doménica y Juliana quienes son el
motivo y mi razón para luchar cada día y que con su cariño
llenan mi corazón de amor.

A mi amada esposa Lorena de los Ángeles Vargas, que me
acompaño en todo el proceso y que junto a mi pasó
muchas noches en vela, logrando no solo cumplir las
tareas sino acrecentar el amor mutuo y verdadero.



"El agradecimiento es la memoria del corazón" – Lao Tsé


















DEDICATORIA



Dedico este trabajo primeramente a Dios y a la Virgen
Dolorosa del Colegio, pues sin ellos y su intercesión, nada
es posible; a mis padres, siempre presentes en mi vida y a
quienes amo infinitamente, a la Universidad Israel que
aportó con mi formación profesional, a mi Tutor el Ing.
Franz del Pozo y la coordinadora la Ing. Miryan Almache
quienes con sus conocimientos, me orientaron para la
culminación del mismo.

A mis hijas que han estado junto a mí en todo momento y
que me brindaron su ternura y compañía incondicional, a
mi hija Daniela, que con sus palabras de aliento me
motivaron a seguir adelante y me dieron el coraje para
mostrarle que no hay obstáculo, ni edad para cumplir los
sueños.

Y en especial, dedico este trabajo a mi esposa Lorena
quien ha sido el eje fundamental para lograr la culminación
de esta etapa y quien me ha dado la fuerza con su
compañía, palabras y amor, para superar cualquier
obstáculo que encontré en el camino y así lograr las metas
y objetivos propuestos.



“No voy a aprender acerca del fuego a fuerza de pensar en
el fuego, sino a fuerza de hacer arder las cosas.” - Carla
Needleman

















INTRODUCCIÓN

1.
2.
3.
4.
5.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
OBJETIVO GENERAL
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
JUSTIFICACIÓN DE ESTE PROYECTO
HIPÓTESIS

CAPÍTULO 1: FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

REDES WAN
6.1 ¿QUÉ ES UNA RED WAN?
6.2 INFRAESTRUCTURA DE REDES WAN PRIVADAS
6.2.1 LEASED LINES (LÍNEAS ARRENDADAS)
6.2.2 ACCESO TELEFÓNICO (DIALUP)
6.2.3 RED DIGITAL DE SERVICIOS INTEGRADOS (ISDN POR SUS SIGLAS EN INGLES)
6.2.4 FRAME RELAY
6.2.5 ATM
6.2.6 ETHERNET WAN
6.2.7 MPLS
6.2.8 VSAT
UNIDADES DE MEDIDA DE TRANSFERENCIA DE BITS EN UNA RED
7.1 CAPAS Y UNIDADES DE DATOS DEL MODELO OSI
7.2 TASA DE BITS (BIT RATE)
7.3 TASA DE TRANSFERENCIA BRUTA DE BITS (GROSS BIT RATE)
7.4 TASA DE INFORMACIÓN (INFORMATION RATE)
7.5 TASA DE TRANSFERENCIA DE DATOS (GOODPUT)
MEDIDAS DEL RENDIMIENTO DE UNA RED
8.1 ANCHO DE BANDA (BANDWITH)
8.1.1. CAPACIDAD DE ANCHO DE BANDA DE RED
8.1.2. EL CONSUMO DE ANCHO DE BANDA DE RED
8.1.3 ANCHO DE BANDA ASINTÓTICA (ASYMPTOTIC BANDWITH)
8.1.4 ANCHO DE BANDA EN ALOJAMIENTO DE WEB (BANDWITH IN WEBHOSTING)
8.1.5 ANCHOS DE BANDA DE CONEXIÓN A INTERNET.
8.2 CAUDAL (NETWORK THROUGHPUT)
8.3 LATENCIA
8.4 JITTER
8.5 TASA DE ERROR
MEDICIÓN DEL CAUDAL DE RED
9.1 TEORÍA DE LA MEDICIÓN
9.2 SOFTWARE PARA PRUEBA DE ANCHO DE BANDA
9.3 NOMENCLATURA DE LAS MEDIDAS DE CAUDAL
9.4 COMPRESIÓN DE DATOS EN EL CAUDAL
9.5 LOS ENCABEZADOS DE TRANSMISIÓN Y EL FORMATO DE DATOS

6.

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9.



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9.5.1 ESQUEMA DE CODIFICACIÓN HDLC
9.5.2 ESQUEMA DE CODIFICACIÓN PPP
9.5.3 ESQUEMA DE CODIFICACIÓN ETHERNET
9.6 TRANSPORTE DE DATOS EN PROTOCOLOS DE BAJO NIVEL
9.6.1 TRANSPORTE DE DATOS EN FRAME RELAY
9.6.2 TRANSPORTE DE DATOS EN ATM
9.6.3 TRANSPORTE DE DATOS EN MPLS
9.7 TRANSPORTE DE DATOS EN PROTOCOLOS DE NIVEL SUPERIOR
9.8 HERRAMIENTAS DISPONIBLES PARA LA MEDICIÓN DEL CAUDAL
¿QUÉ AFECTA EL RENDIMIENTO DE UNA RED WAN?
10.1.1 LATENCIA
10.1.2 TAMAÑO DE LA VENTANA TCP

10.

CAPÍTULO 2: DIAGNÓSTICO DEL PROBLEMA ESTUDIADO

CAPÍTULO 3: PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

MODELO PROPUESTO
11.1 CONCEPTO DE OPTIMIZADORES WAN
11.1 EVALUACIÓN DE LA NECESIDAD DE OPTIMIZAR LA WAN
11.3 VENTAJAS DE LOS OPTIMIZADORES WAN
11.4 DESVENTAJAS DE LOS OPTIMIZADORES WAN
11.5 BENEFICIOS DE LOS OPTIMIZADORES WAN
11.6 FUNCIONAMIENTO DE LOS OPTIMIZADORES WAN
11.7 TECNOLOGÍA USADA POR LOS ACELERADORES DE RIVERBED
11.7.1 TECNOLOGÍA STEELHEAD
11.7.1.1 RACIONALIZACIÓN DE DATOS (DATA STREAMLINING)
11.7.1.2 RACIONALIZACIÓN DE TRANSPORTE (TRANSPORT STREAMLINING)
11.7.1.3 RACIONALIZACIÓN DE APLICACIÓN
11.8 ESPECIFICACIONES DE LOS EQUIPOS RIVERBED
APLICACIÓN DEL MODELO PROPUESTO
12.1 EQUIPO OPTIMIZADOR WAN DE RIVERBED INSTALADO EN EL RACK PRINCIPAL.
12.2 CONEXIÓN DEL ACELERADOR RIVERBED CON EL SWITCH PRIMARIO
12.3 VISTA POSTERIOR DE LOS PUERTOS EN EL EQUIPO
12.4 SLOTS DISPONIBLES EN EL EQUIPO
12.5 DIAGRAMA DE CONECTIVIDAD WAN
12.6
PRUEBAS REALIZADAS CON EL OPTIMIZADOR RIVERBED STELLHEAD.
13.1 PRUEBA 1 – TIEMPO DE ACCESO A LA PÁGINA PRINCIPAL DE LA INTRANET
13.2 PRUEBA 2 - TIEMPO DE ACCESO A UNA PÁGINA WEB DE LA INTRANET
13.3 PRUEBA 3 – TIEMPO DE ACCESO A UNA SEGUNDA PÁGINA WEB DE LA INTRANET
13.4 PRUEBA 4 – TIEMPO DE COPIA DE UN ARCHIVO DESDE UN SERVIDOR EN EL HUB A UN DISCO
LOCAL.
13.5 PRUEBA 5 – TIEMPO DE COPIA DE UN ARCHIVO DESDE UN SERVIDOR EN EL HUB A UN DISCO
LOCAL.

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14.

13.6 PRUEBA 6 - COPIA DE SEGUNDO ARCHIVO DESDE UN DISCO LOCAL A UN SERVIDOR EN EL HUB. 51
13.7 PRUEBA 7 - TIEMPO PARA ABRIR UNA APLICACIÓN WEB DE LA INSTITUCIÓN
51
13.8 CRITERIO DE SELECCIÓN DE LOS PAÍSES
52
RESULTADOS DE LA PRUEBA
52
14.1 RESULTADOS CONSOLIDADOS POR PRUEBA
53
14.1.1 RESULTADO PRUEBA 1 – TIEMPO DE ACCESO A LA PÁGINA PRINCIPAL DE LA INTRANET
53
14.1.3 RESULTADO PRUEBA 3 – TIEMPO DE ACCESO A UNA SEGUNDA PÁGINA WEB DE LA INTRANET 54
14.1.5 RESULTADO PRUEBA 5 – TIEMPO DE COPIA DE UN ARCHIVO DESDE UN SERVIDOR EN EL HUB A
UN DISCO LOCAL.
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14.1.6 RESULTADO PRUEBA 6 - COPIA DE UN SEGUNDO ARCHIVO DESDE UN DISCO LOCAL A UN
SERVIDOR EN EL HUB.
14.1.7 RESULTADO PRUEBA 7 - TIEMPO PARA ABRIR UNA APLICACIÓN WEB DE LA INSTITUCIÓN
14.2 RESULTADOS CONSOLIDADOS PAÍS
ARGENTINA:
14.3 COMPARACIÓN GRÁFICA DE LOS RESULTADOS
14.4 RESULTADOS GENERALES POR PRUEBA
14.5 RESULTADOS GENERALES POR PAÍS, TIPO DE CONEXIÓN Y EQUIPO UTILIZADO

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CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS





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Introducción



1. Planteamiento del Problema

De acuerdo al estudio realizado por Cisco sobre el tráfico de datos IP, (Cisco, 2014,
Forecast and Methodology 2013-2018), el tráfico IP global anual superará el umbral
del zettabyte (1.000 exabytes) en 2016. El tráfico IP Global alcanzará 1.1 zettabytes
por año o 91.3 exabytes (un billón de gigabytes) por mes en 2016. En el 2018, el
tráfico IP global alcanzará 1.6 zettabytes por año, o 13.6 exabytes por mes.

Esto indica que el tráfico IP global ha aumentado más de cinco veces en los últimos 5
años y se triplicará durante los próximos 5 años. En general, el tráfico IP crecerá a una
tasa de crecimiento anual compuesta (Compound Annual Grow Rate, CAGR) del 21
por ciento del 2013 al 2018.

Las horas de mayor tráfico de Internet están creciendo más rápidamente que el tráfico
de Internet promedio. Estas horas de mayor tráfico de internet (o el período más activo
de 60 minutos en un día) aumentaron un 32 por ciento en 2013, frente a un
crecimiento del 25 por ciento en el tráfico promedio. Esto se incrementará por un factor
de 3,4 entre 2013 y 2018, mientras que el tráfico de Internet promedio aumentará 2,8
veces. Las horas de mayor tráfico de Internet alcanzará 1,0 petabits por segundo
(PBP) en 2018, el equivalente de 335 millones de personas en “streaming” de video de
alta definición (HD) continuamente.

Más de la mitad de todo el tráfico IP se originará con dispositivos que no son PCs en
2018. En 2013, sólo el 33 por ciento del tráfico total IP se originó con dispositivos que
no son PCs, pero en 2018 la participación tráfico IP de dispositivos no PC crecerá un
total de 57 por ciento.

El tráfico originado por PCs crecerá a una tasa compuesta anual del 10 por ciento,
mientras que los televisores, tablets, smartphones y módulos de maquina a máquina
(M2M) tendrán tasas de crecimiento del tráfico de un 35 por ciento, 74 por ciento, 64
por ciento, y 84 por ciento, respectivamente.

El tráfico procedente de dispositivos inalámbricos y móviles superará el tráfico
procedente de dispositivos cableados de 2018. En 2018, los dispositivos con cable
representarán el 39 por ciento del tráfico IP, mientras que Wi-Fi y dispositivos móviles



i

representarán el 61 por ciento del tráfico IP. En 2013, los dispositivos con cable
representaron