Documento de Diseño de la Red Óptica del - WDM

Documento de Diseño de la Red Óptica IP
del Proyecto Fondef D00I1026
“Redes ópticas para la Internet del Futuro”
Revisión 1.0
Julio 2002
Autor: Cristian E. Henry
Indice de Materias
1.
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 3
2.
ACERCA DE LA RED ................................................................................................ 3
2.1
2.2
2.3
2.4.
2.5.
2.6.
3.
LA RED ÓPTICA ........................................................................................................ 3
LA RED IPV4 ............................................................................................................ 4
LA RED IPV6 ............................................................................................................ 4
ADMINISTRACIÓN .................................................................................................... 5
CONFIGURACIONES LOCALES ................................................................................... 6
DIAGRAMA ESTÁNDAR DE CABLEADOS POR NODO ................................................... 8
ENRUTAMIENTO..................................................................................................... 11
3.1
3.2
ENRUTAMIENTO UNICAST ...................................................................................... 11
ENRUTAMIENTO MULTICAST.................................................................................. 12
4.
PLAN DE NUMERACIÓN IPV4 ............................................................................. 12
5.
CARACTERISTICAS FÍSICAS DE LOS EQUIPOS ............................................ 12
1.
Introducción
Este documento representa el primer borrador del diseño de la red óptica el cual puede contener
secciones aún no terminadas y que están abiertos a discusión. Es mas bien un primer resumen
orientado a describir los equipamientos, sus configuraciones básicas de capa 3 y algunos tópicos
de administración generales y de ingeniería de tráfico útiles para el personal de operaciones de
redes de REUNA y de las Universidades participantes.
2.
Acerca de la Red
La red óptica IP del proyecto está construida utilizando la técnica de multiplexación por división de
ondas (WDM) sobre fibra óptica oscura de norma G.652. Tanto la fibra oscura de larga distancia
como la fibra oscura local conectarán directamente equipamiento de redes ópticas Cisco ONS
15252, con los cuales se dará soporte a la topología óptica de longitudes de onda o “canales
ópticos” que finalmente terminarán en equipos de capa 2 y 3 llamados routing-switches. Estos
equipos finales son Cisco Catalyst 3550-12G cuyo protocolo de capa 2 es GigabitEthernet (1.25
Gbps) y el protocolo de capa 3 es IPv4. En esta configuración topológica los canales ópticos se
comportarán como enlaces punto a punto entre los routing-switches. Los nodos IP serán tres y
estarán ubicados en la UTFSM-Valparaiso, en la UCHILE-Santiago y en REUNA-Santiago, los
nodos ópticos WDM serán tres y estarán ubicados en UTFSM-Valparaiso, en USACH-Santiago y
en REUNA-Santiago.
Esta es una red óptica IP experimental que no necesariamente requiere de supervisión constante y
una alta disponibilidad, sin embargo, debe ser monitoreada a fin de dar el adecuado apoyo a las
investigaciones que sobre ella serán realizadas.
2.1
La red óptica
La siguiente figura ilustra la red de óptica inicial incluyendo los nombres de los dispositivos y las
interfaces que llevarán la numeración IP asignada por el NOC de REUNA para administración y
monitoreo. Esta numeración aparece en una sección siguiente. Esta red esta mas bien enmarcada
en la capa 1, sin embargo tiene terminaciones en capa 2 al incluir como terminales a elementos
opto-eléctricos que manejan el protocolo de capa 2 GigabitEthernet conocidos como
“transponders”.
Figura 2-1: Red óptica
2.2
La red IPv4
La siguiente figura ilustra la red desde el punto de vista de los nodos IPv4, los cuales serán
implementados con los equipos Cisco Catalyst 3550-12G. Esta visión de la red muestra la
topología de la misma en capa 3, además de los nombres de los dispositivos y las interfaces que
llevarán la numeración IP asignada por el NOC de REUNA. Esta numeración aparece en una
sección siguiente.
Figura 2-2: Red capa 3 IPv4
2.3
La red IPv6
Durante el segundo año del proyecto se configurará el protocolo de ruteo IP versión 6 sobre la red
del proyecto. Como los routing-switches Catalyst 3550-12G solo soportan IP en la versión 4, este
protocolo se correrá sobre tres routers Cisco 2651XM adicionales, los cuales serán interconectados
tras los Catalyst 3550 usando puertas sus interfaces FastEthernet y cables UTP, esto significa que
para esta nueva red, el Catalyst 3550 actuará sólo como switch de capa 2.
Las puertas del routing-switch utilizadas para esta nueva topología utilizarán como enlace punto a
punto un canal óptico distinto de la red óptica de backbone. La numeración IPv6 será asignada por
el proyecto, que a su ves obtendrá un sub-bloque de pruebas de otro proyecto donde REUNA
participa y que ya tiene numeración disponible. Los nodos IPv6 serán ubicados en UTFSMValparaiso, REUNA-Santiago y UCHILE-Santiago. La siguiente figura ilustra la situación anterior.
Figura 2-3: Red capa 3 IPv6
2.4.
Administración
La administración de todos los equipos que constituyen la red óptica del proyecto se realizará en
modalidad in-of-band (IOB) en los Catalyst 3550 y Routers 2561 y en modalidad out-of-band (OBM)
en los equipos ópticos ONS 15252.
Cada equipo óptico tiene una puerta ethernet para administración via Telnet y SNMP. A esta puerta
se le configurará una dirección IP respectiva de la red local donde se encuentre el equipo
instalado, en este punto, es el administrador local de cada red universitaria respectiva el que
deberá asignar de su red una dirección IP para estos fines.
Los otros equipos, el Catalyst 3550 y el Router 2561 serán administrados IOB, es decir, utilizando
sus mismas interfaces de red IP de tráfico normal de datos.
Por otra parte, si bien los Routers 2561 serán configurados para correr el protocolo de red IPv6,
también se les configurará el protocolo IPv4 para efectos de administración ya que toda la
administración de los equipos se llevará a cavo sobre el protocolo de red IPv4.
La siguiente figura ilustra el esquema de administración y sus respectivas numeraciones IPv4
asignadas.
Figura 2-4: Esquema de red para administrara y monitorear la red
2.5.
Configuraciones locales
La red completa comprende cuatro nodos localizados en dependencias de UTFSM, REUNA,
UCHILE. Las siguientes figuras ilustran la disponibilidad de interfaces de cada nodo y su posible
utilización. Los nodos serán diagramados desde el punto de vista de las redes IPv4 e IPv6, esto
significa que los equipos de red ópticos no aparecen aquí reflejados y por esta misa razón no
aparece el nodo de la USACH que solo es parte de la red óptica de capa 1.
Figura 2-5: Configuración del red del nodo REUNA
Figura 2-6: Configuración de red del nodo UTFSM
Figura 2-7: Configuración de red del nodo UCHILE
2.6.
Diagrama estándar de cableados por nodo
La siguiente figura ilustra el cableado inicial de cada nodo de la red. Los paneles frontales de los
equipos corresponden al router Cisco 2651XM, el routing-switch Catalyst 3550-12G y el switch
óptico ONS 15252.
Figura 2-8: Diagrama de cableado del nodo REUNA
Figura 2-9: Diagrama de cableado del nodo UTFSM
Figura 2-10: Diagrama de cableado del nodo UCHILE
Figura 2-11: Diagrama de cableado del nodo USACH
3.
Enrutamiento
La configuración de enrutamiento de esta red experimental debe permitir ser interconectable
eventualmente en IPv4 e IPv6 con subredes externas, ya sea directamente conectadas usando las
interfases de red disponibles de los equipos, o a través de la red REUNA2 (haciendo túneles para
el caso de IPv6). Podría ser deseable que esta red también se conecte a Internet2 en IPv4 e IPv6
con túneles.
3.1
Enrutamiento unicast
El backbone de la red IPv4 que dará paso al intercambio de tráfico de las subredes de acceso IPv4
de los tres nodos ya mencionados, será configurado con enrutamiento dinámico de estado de
enlaces, en este caso el algoritmo escogido será OSPF.
La red IPv6 que será administrada IOB con IPv4, entonces, para efectos de conocer las subredes
IPv4 desde la red de administración central, solo bastará ser configurada con enrutamiento
estático, programando las rutas estáticas necesarias para comunicar bidireccionalmente sus
subredes con la estación de administración. Se planificarán los bloques CIDR de manera tal que se
simplifique al máximo esta configuración manual.
3.2
Enrutamiento multicast
El soporte multicast es un importante elemento en las configuraciones de las red IPv4. El objetivo
sobre esta red experimental es disponer de un servicio de multicast estable y confiable.
Se escogerá el modalidad “sparse” del protocolo PIM e IGMPv2. De acuerdo con el plan de
numeración IPv4 multicast de REUNA2, se utilizará una subred del direccionamiento 239.0.0.0/8
para sesiones de cobertura privada y una subred del direccionamiento 233.44.76.0/24 para
sesiones de cobertura pública, por ejemplo, sesiones con Internet2.
La subred de grupo privado asignada por el NOC REUNA será la 239.83.245.0/24
La subred de grupo público asignado por el NOC REUNA será la 233.44.76.240/28
4.
Plan de numeración IPv4
En estudio.
5.
Caracteristicas físicas de los equipos
Switch óptico ONS 15252:
Frente-Altura: 62,20 cm
Frente-largo: 48.3 cm (19", para ser montado en rack)
Fondo: 27,5 cm
Disipación de potencia: 130 W máximo
Routing-switch Catalyst 3550-12G
Frente-Altura: 6,68 cm
Frente-largo: 44.45 cm (17,5", para ser montado en rack)
Fondo: 40,38 cm
Disipación de potencia: 190 W máximo
Router Cisco 2651-XM
Frente-Altura: 4,29 cm
Frente-largo: 44.45 cm (17,5", para ser montado en rack)
Fondo: 29,97 cm
Disipación de potencia: 72 W máximo
ONS 15216 EDFA2
Frente-Altura: 4,4 cm
Frente-largo: 443.7 cm (17,2", para ser montado en rack)
Fondo: 27,9 cm
Disipación de potencia: 25 W máximo (-48 VDC)