Ingeniería de Tráfico en Redes MPLS

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1 Ingeniería e Tráfico en Rees MPLS Arián Delfino Faculta e Ingeniería Universia e la Reública Montevieo, Uruguay a-elfino@ainet.com.uy Sebastián Rivero Faculta e Ingeniería Universia e la Reública Montevieo, Uruguay sebarivero@mercurio.com.uy Marcelo San Martín Faculta e Ingeniería Universia e la Reública Montevieo, Uruguay msanmar@ainet.com.uy RESUMEN El ráio crecimiento e la Internet y e los istintos servicios ofrecios (como ser voz sobre IP (VoIP), vieoconferencia, etc.) estimula la necesia e los Internet Service Proviers (ISPs) e oseer sofisticaas herramientas e gestión e rees e manera e lograr un uso ótimo e los recursos e la re, al mismo tiemo que se ebe eterminar con cuiao or óne irigir el tráfico e caa emana e manera e no ver comrometios los Service Level Agreements (SLAs). El resente trabajo introuce una herramienta e software que ermite analizar las istintas restaciones que se ueen obtener al alicar algoritmos e Ingeniería e Tráfico sobre una re e comutaoras basaas en Multi Protocol Label Switching (MPLS). Ofrece una interfaz gráfica ara el iseño e la toología e la re, istintas herramientas e visualización el estao actual e la misma y varios algoritmos ara el establecimiento e Label Switch Paths (LSPs). Se uo comrobar el correcto funcionamiento e los algoritmos en base a ruebas y ensayos y comarano contra ejemlos ya conocios, así como la carga automática e la re e manera exitosa en la re multiservicio el Instituto e Ingeniería Eléctrica e la Faculta. Too esto le ermite a un roveeor e re el exerimentar con cambios en la configuración e la re en un ambiente simulao, en vez e en una re oeracional, basánose en una lataforma ara investigaciones el tio whatif e ingeniería e tráfico. 1. INTRODUCCIÓN La Ingeniería e Tráfico (TE) es una iscilina que rocura la otimización e la erformance e las rees oerativas. La Ingeniería e Tráfico abarca la alicación e la tecnología y los rinciios científicos a la meición, caracterización, moelao, y control el tráfico que circula or la re (Ver[5]). Las mejoras el renimiento e una re oeracional, en cuanto a tráfico y moo e utilización e recursos, son los rinciales objetivos e la Ingeniería e Tráfico. El objetivo es en este caso el otimizar la utilización e los recursos e la re e manera que no se saturen artes e la misma mientras otras ermanecen subutilizaas. Too lo anterior aunta a un objetivo global, que es minimizar la congestión al mismo tiemo que intentar incrementar la eficiencia e la utilización e los recursos. Claramente, la congestión es un fenómeno naa eseable y es causaa or ejemlo or la insuficiencia e recursos en la re. En casos e congestión e algunos enlaces, el roblema se resolvía a base e añair más caacia a los enlaces. La otra causa e congestión es la utilización ineficiente e los recursos ebio al maeao el tráfico. El objetivo básico e la Ingeniería e Tráfico es aatar los flujos e tráfico a los recursos físicos e la re. La iea es equilibrar e forma ótima la utilización e esos recursos, e manera que no haya algunos que estén sobre-utilizaos, creano cuellos e botella, mientras otros uean estar subutilizaos. La comonente el acket forwaring e TE contiene a MPLS, resonsable e irigir un flujo e aquetes IP a lo largo e un camino reeterminao a través e la re or meio el intercambio e etiquetas. Esas etiquetas son las que ermiten que se establezcan las rutas que siguen los aquetes entre os noos e la re, conocias con el nombre e ruta conmutaa e etiquetas o LSPs. De ahora en más se asume el lector osee los conocimientos básicos e MPLS (Ver[2]). Debio a la imortancia el establecimiento e los LSPs, cómo elegirlos y óne ubicarlos e manera e cubrir e la mejor manera osible las emanas es que esarrollamos una herramienta e software que tiene cuatro istintos mecanismos ara ofrecer al usuario, al momento e elegir cómo y or óne ubicar a los LSPs. En rimer lugar, entro e los algoritmos que oríamos consierar online tenemos al Ruteo Exlícito y al Constraint Shortest Path First (CSPF). En ambos se consiera que las emanas van llegano una a la vez, e manera que la clave es ver la manera e alojar tal emana or eterminao LSP consierano las restricciones exigias or el usuario en términos el ancho e bana y el estao actual e la re (osibles LSPs ya existentes que ocuan recursos e la re). Por otro lao tenemos a los algoritmos offline que son el Minimum Interference Routing Algorithm (MIRA) y los e Fairness. En este caso, se consieran toas las emanas existentes hasta el momento e manera conjunta y se etermina la mejor manera e alojarlas en la re, hacieno un arovechamiento inteligente e los recursos e manera que la mayoría e ellos vean sus requerimientos satisfechos. Otra imortante funcionalia en la que se hizo hincaié fue la e imlementar un mecanismo automático e carga e la re, que consiste básicamente en escubrir toos los routers resentes en la re, que estén intercambiano información e ruteo meiante el rotocolo Oen Shortest Path First (OSPF). Ésta es una manera muy ráctica e oer levantar la toología e la re en caso que el usuario no tenga conocimiento e la misma, o en caso que se trate

2 e una re e gran tamaño en cuyo caso se consumiría mucho tiemo en crearla manualmente. En too momento el usuario tiene la osibilia e visualizar el estao actual e la re, como ser información sobre utilización e los enlaces, LSPs establecios, enlaces que conforman los LSPs, etc. Esta información uee ser eslegaa tanto e manera numérica como gráfica, visualizano en antalla la utilización e los enlaces, or meio e la iferenciación or colores e los mismos. Los concetos básicos sobre CSPF, MIRA, y Fair Networks, son exlicaos en la sección 2 el resente ocumento, mientras que en la sección 3 resentaremos los rinciales casos e uso. En una cuarta sección haremos una comaración e los algoritmos e ruteo usaos y finalmente en una quinta y última sección se resentarán las conclusiones. 2. CSPF, MIRA y FAIR NETWORKS Veremos a continuación los rinciales concetos y iferencias entre estos tres iferentes mecanismos e establecimiento e LSPs. 2.1 CSPF La comutación e caminos ara rotocolos e ruteo intraominio se basa en un algoritmo que otimiza (minimiza) una métrica escalar en articular. Para el caso el rotocolo Oen Shortest Path First (OSPF) un aministraor e re asigna a caa enlace en la re una métrica aministrativa. Daa la oción e múltiles caminos a un estino ao, OSPF usa el algoritmo e Dijkstra el camino más corto, también conocio en inglés como Shortest Path First (SPF), ara comutar el camino que minimiza la métrica aministrativa el camino. Para el caso e algoritmos e ruteo basaos en restricciones, Constraint Base Routing (CBR), se requiere la habilia e comutar un camino e manera tal que sea ótimo resecto a alguna métrica escalar y que no viole un conjunto e restricciones. La comutación e un camino se uee lograr usano un algoritmo e SPF. El algoritmo SPF lano, comuta un camino que es ótimo con resecto a cierta métrica escalar. Entonces, ara comutar un camino que no viole restricciones, too lo que necesitamos es moificar el algoritmo e manera tal que uea tomar en cuenta esas restricciones. Nos referiremos a tal algoritmo como CSPF (Ver [1]). El algoritmo CSPF requiere que el router que realiza la comutación el camino tenga información sobre toos los enlaces en la re, lo cual imone una restricción en el tio e rotocolo e ruteo a usar restringiénonos a rotocolos e estao e enlace como Intermeiate System to Intermeiate System (IS-IS) u OSPF. La caacia e ruteo exlícito necesaria es rovista or MPLS. 2.2 MIRA El objetivo es minimizar la interferencia que rovoca el establecimiento e un nuevo LSP a otenciales nuevos LSPs que son esconocios (Ver [3] y [6]). Maear un LSP en la re uee reucir el máximo ancho e bana isonible entre algunos ares e noos ingreso-egreso críticos en la re, eenieno e or óne se irija el mismo. Este fenómeno es conocio como interferencia. Si los caminos que reucen el BW entre noos ingreso-egreso son evitaos entonces la creación e cuellos e botella se evitará también. En otras alabras, aa una nueva emana entre los noos (s,), se consiera el imacto e maear esta emana, en futuras emanas entre noos ingreso-egreso. Dicho imacto se caracteriza al asignarle esos a los enlaces que ueen ser usaos or estas futuras emanas y asano luego a calcular SPF con ichos esos. Veamos ahora la imlementación roia el algoritmo. 1. Una vez ientificaos los noos ingreso-egreso (s, ), se calcula el máximo flujo e re (MNF) ara caa uno e ' ellos y lo llamamos θ.el MNF reresenta el máximo ancho e bana que uee traficar la re entre el ar e noos (s, ), ya sea or varios caminos o or uno sólo. 2. Calculamos el eso w(l) ara caa enlace e la re: calculamos la contribución e caa enlace e la re a este MNF entre s y, lo cual se reresenta or: ' f l ' one θ f s l reresenta la cantia e tráfico e MNF que asa or el enlace l. Se caracteriza entonces el BW isonible en el enlace l e moo e incororar la caacia e maear futuras emanas or el enlace, meiante el cálculo e la contribución normalizaa e ancho e bana el enlace ' f l: l. Luego asignamos a caa enlace el eso total ' θ R() l ebio a las contribuciones e toos los ares e noos ingreso-egreso (s, ) que ueen originar LSPs en el futuro: ' fl w( l) =, l E ' (, ') L θ R() l 3. Se eliminan toos los enlaces que no cumlen con la restricción e ancho e bana el nuevo LSP. 4. Corremos el SPF a una toología reucia con los w(l) hallaos. 5. Establecemos el LSP en la re, actualizano los BW isonibles en caa enlace. 2.3 FAIR NETWORKS El eterminar cuánto tráfico e caa flujo ebe ser amitio or la re y or óne rutear al mismo una vez que ingresa, satisfacieno los requerimientos e alta utilización e la re y garantizano justicia a los usuarios, es uno e los retos más granes en el iseño e las rees e telecomunicaciones e hoy en ía. La regunta que nos ebemos hacer es la siguiente: qué rinciio ebemos seguir al alojar las emanas entre los recursos que la re tiene are ofrecer, e manera e cumlir con algún criterio e justicia? Una osible resuesta es utilizar el esquema e asignación e recursos llamao Max-Min Fairness (MMF).

3 La iea básica e Max-Min Fairness es incrementar lo máximo osible el ancho e bana (BW) e una emana sin que sea a exensa e otra emana (Ver [7]). En nuestro software, imlementamos cuatro istintos algoritmos e MMF: Max-Min Fairness básico ara caminos fijos, Max-Min Fairness ara caminos fijos acotaos, Max-Min Fairness con múltiles caminos y Max- Min Fairness con múltiles caminos acotaos Max-Min Fairness básico ara caminos fijos Consieremos una re con enlaces e caaciaes fijas y con caminos refijaos únicos asignaos ara transortar los flujos e las emanas (o sea que en caso e existir varios caminos osibles calculaos or CSPF entre eterminao ar e noos, nos queamos solamente con uno sólo e ellos, uieno éste ser elegio or el usuario a su gusto). El usuario tiene como ociones e métrica ara calcular los caminos en CSPF, or eso (se le asigna a caa enlace un eterminao eso aministrativo) o minho (se le asignan a los enlaces un eso igual a uno y se calcula el camino en base a la cantia e saltos). Básicamente la iea es incrementar e a asos el BW e caa emana hasta que satura al menos un enlace or el que asan una o varias emanas. El valor e icho aso se calcula e la siguiente manera: Paso = mínimo {caacia/cantia e amanas que asan or él} Nuestro objetivo es hallar el vector e asignación e * * * * recursos x = ( x1, x2,..., x D ) one D es la cantia e emanas. Dicho vector inicará cuánto BW llevará caa emana. Los asos ara resolver este algoritmo se resumen en los siguientes: * Paso 0: Poner x = 0 Paso 1: t: = min ce / δe : e= 1,2,..., E Paso 2: * * ce: = ce t δ e ara e= 1,2,..., E; x: = x+ t ara = 1,2,..., D En one, = 1, 2,, D son las emanas y e = 1, 2,, E los enlaces. Por otro lao, las constantes se efinen e manera tal queδ e = 1 si el enlace e ertenece al camino fijo e la emana y 0 en otro caso; y c e es la caacia el enlace e. Removemos toos los enlaces saturaos (toos los enlaces e con c e =0). Para caa enlace removio e, remover toos los caminos y corresonientes emanas que usan ese enlace removio (toas las con δ e = 1). Paso 3: Si no quea ninguna emana más, entonces etenerse. En caso contrario ir al aso Max-Min Fairness básico ara caminos fijos con cotas Ahora seguiremos consierano el caso el MMF ara caminos fijos, ero agregánole ahora esos a las emanas y cotas suerior e inferior a los flujos asignaos a ésas emanas. Agrega a caa emana un enlace virtual e caacia igual al BW eseao multilicao or la rioria. En este caso, los ínices y e siguen señalano a las emanas y enlaces resectivamente. A su vez, las constantes δ e y c e se efinen e igual manera que anteriormente. Las nuevas constantes son w que inica el eso e la emana ; h que inica el límite inferior ara el flujo e la emana y H que corresone al límite suerior ara el flujo e la emana. Los asos ara resolver este algoritmo son los siguientes: * Paso 0: Poner x = h ara = 1, 2,, D y c : = c δ w h ara e = 1,2,..., E; e e e Incrementar e a asos el bw e caa emana hasta que satura al menos un enlace or el que asan una o varias emanas o alcanza el bw eseao or la emana. Remover toos los enlaces saturaos (toos los e con c e = 0). Para caa enlace removio e remover toos los caminos y corresonientes emanas que usan el enlace removio (toas las con δ e = 1). Paso 1: Calculamos t e manera e maximizarlo sujeto a: t wδ e ce e = 1, 2,..., E Paso 2: * * ce = ce - t( wδ e ) ; e = 1,2,...,E ; x = x + t con = 1,2,...D Remover toos los enlaces saturaos (toos los e con c e =0). Para caa enlace removio e remover toos los caminos y corresonientes emanas que usen el enlace removio (toas las con δ e = 1). Paso 3: Si no quean más emanas entonces etenerse. En caso contrario ir al aso 1. La imlementación e este algoritmo consiste básicamente en agregar un enlace y noo ficticio ara caa emana, e manera e asegurarse que or icho enlace ase solamente ésa emana en articular. O sea que caa emana tenrá un enlace y noo ficticio roio e ella. La caacia e icho enlace ficticio será igual al ancho e bana requerio ara la emana en cuestión. De esta manera, nos aseguramos que el ancho e bana no se aumente más que el ancho e bana requerio or el usuario. Es una manera e oner un toe suerior al ancho e bana Max-Min Fairness ara múltiles caminos Calcula toos los caminos osibles ara caa emana, sin consierar métrica alguna. Esto ermite searar caa emana en varias sub emanas. Tomemos x como el flujo (en términos el BW) asignao al camino e la emana, y a X como el flujo total asignao a la emana, X = (X 1, X 2,,X D ). Para este algoritmo aarece el ínice = 1, 2,, P ara

4 inicar los caminos caniatos ara la emana. Dentro e las constantes tenemos ahora δ e = 1 si el enlace e ertenece al camino e la emana y 0 en caso contrario. Y finalmente, entro e las variables tenemos a x ara reresentar el flujo (ancho e bana) asignao al camino e la emana ; y a X como el flujo total asignao a la emana, X = (X 1, X 2,, X D ). Los asos ara resolver este algoritmo son los siguientes: Paso 0: Resolvemos el roblema e otimización lineal (LP) siguiente: maximizar t sujeto a X = x = 1, 2,..., D t X 0 = 1,2,..., D δ x = c e= 1,2,..., E ' ' e e con toos los x 0 Observar que el objetivo en el que estamos interesaos es en realia: maximizar min {X : = 1, 2,, D} Ahora nombremos (t *, x *, X * ) a la solución ótima el mismo. Pongamos n := 0, Z 0 :=, Z 1 := {1, 2,,D}, y t := t * ara caa Z 1. Paso 1: Pongamos n := n + 1. Emecemos consierano las emanas Z 1 una or una, ara chequear si el volumen total e asignación X uee hacerse mayor a t *, sin ' t' X ' 0 ' = 1, 2,..., D ( t' const) δ x c e= 1, 2,..., E * ecrementar las máximas asignaciones ya encontraas t ara el resto e toas las emanas. El chequeo es llevao a cabo or el test e no bloqueo siguiente: maximizar X sujeto a X = x ' = 1,2,..., D e ' ' e con toos los x' 0 Si no hay emanas que bloqueen en Z 1 (emana Z 1 se consiera que bloquea, si X no uee incrementarse más) entonces ir al Paso 2. En caso contrario, cuano la rimer emana que bloquee se encuentre, igamos emana, agregar al conjunto Z 0 y borrarla el conjunto Z 1 (Z 0 := Z 0 {}, Z 1 := Z 1 \{}). Si Z 1 =, entonces etenerse el vector * * * * X = ( X, X,..., X ) = ( t, t,..., t ) es la solución 1 2 D 1 2 ara este roblema. En caso contrario roceer al Paso 2. Paso 2: Solucionar el roblema LP siguiente ara mejorar las mejores asignaciones totales actuales: maximizar t sujeto a D X = x = 1,2,..., D e t X 0 = Z1 t X 0 = Z0 ( t const) δe e= 1, 2,..., E con x toos c los x 0 Nombremos (t *, x *, X * ) a la solución el último roblema LP. Pongamos t := t * ara caa Z 1 y vayamos entonces al Paso 1 nuevamente. Observar que uee suceer que la solución ótima e lo anterior no incremente al t * orque uee que haya más emanas que bloqueen aemás e la etectaa en el Paso 1. La salia el test e no bloqueo es ositiva, lo cual significa que la emana es no bloqueaora si el ótimo X es estrictamente mayor que t *. En otro caso, la emana consieraa resulta ser bloqueaora en realia. Los cálculos eben ser realizaos usano la solución resultante el Paso 0 (o Paso 2) como solución inicial el test e no bloqueo ara caa Z 1. El vector final e volúmenes e asignación total * * * * X = ( X1, X2,..., X D ), que resulta e la solución el aso 2 obtenia en la última iteración el algoritmo, es único y constituye la solución buscaa Max-Min Fairness ara múltiles caminos acotao La iea etrás e este algoritmo es la siguiente. Es básicamente el mismo algoritmo que el exuesto anteriormente; la rincial iferencia es que se etiene una vez que se llega a obtener el ancho e bana requerio or el usuario. Como vemos entonces, los asos ara resolver el algoritmo 4 son los mismos que los usaos en el algoritmo 3. La única iferencia es que se hace un tratamiento e los resultaos arrojaos or el algoritmo 3 e manera e, en caso e ser suficiente el ancho e bana que orta caa emana, etenerse en cuanto se llega al valor el ancho e bana requerio. 3. PROBLEMAS A RESOLVER Veremos ahora cuáles son los rinciales roblemas lanteaos en el royecto y cuáles fueron las istintas soluciones creaas ara caa uno e ellos entro el software NET-TE (Networking Traffic Engineering). Se istinguieron tres granes roblemas u objetivos trazaos entro e NET-TE: construcción e la toología e la re e trabajo, establecimiento e los LSPs or los cuáles asará el tráfico e caa emana y visualización el estao actual e la re. 3.1 CONSTRUCCIÓN DE LA TOPOLOGÍA NET-TE ofrece os maneras al usuario e construir la toología e la re sobre la cual va a trabajar: una manual y otra automática.

5 En el caso el métoo manual e construcción, el usuario isone e os osibles objetos ara crear su toología: routers (Label Ege Routers o LERs y Label Switch Routers o LSRs) y links. Los camos que ofrece NET-TE ara configurar los enlaces son los siguientes: ancho e bana, eso aministrativo y afinia. La oción el uso e esos aministrativos es esecialmente útil en los casos en los que el usuario esea arle más rioria a ciertos enlaces sobre otros. Meiante el uso e la Afinia, el usuario tiene la osibilia e crear gruos e enlaces que se iferencien unos a otros e acuero al tio e tráfico que asa a través e ellos. NET-TE ofrece también un mecanismo automático, meiante el cual, tras ingresar eterminaos arámetros obligatorios comienza a iterar hasta escubrir comletamente la re. Para NET-TE, el cargar la toología se entiene como escubrir toos los routers resentes en la re que estén intercambiano información e ruteo meiante el rotocolo OSPF. Los arámetros obligatorios a ingresar son la irección IP e algún router e la re (en general es la el router a la que la comutaora está irectamente conectaa), la versión Simle Network Management Protocol (SNMP) que se esea ejecutar (versiones 1 o 2) y el community o asswor usao or SNMP ara ermitir sólo el acceso al router a ersonas con ermiso. Dentro e los arámetros ocionales encontramos el uerto (NET-TE usa el 161 or efecto), número e reintentos y timeout. Una vez cargaa la toología en forma automática, el usuario vuelve a ser libre e oer moificarla a su gusto, tal como lo hace si la cargara manualmente. 3.2 ESTABLECIMIENTO DE LOS LSPs NET-TE tiene cuatro istintos mecanismos ara ofrecer al usuario, al momento e elegir cómo y or óne ubicar a los LSPs Ruteo Exlícito Se le ofrece al usuario una ventana en la cual, a artir e la elección el noo e origen, se le van eslegano los osibles enlaces ara que uea ir creano salto a salto el LSP e manera exlícita e origen a fin. En NET-TE, la emana se exresa en términos el ancho e bana. Esta es una manera que no utiliza algoritmo alguno, sino que sólo se basa en la ecisión que tome el usuario y eene exclusivamente el camino que éste esee CSPF NET-TE le muestra al usuario cuáles son toos los osibles caminos or los cuales uee rutear su tráfico, aseguránose que cumlan con el BW solicitao or el cliente, aemás e un conjunto re-efinio e restricciones que él mismo uee ingresar. Finalmente, será ecisión el usuario el elegir el camino que más le convenga, entro e toa la gama e soluciones. Dentro e los arámetros obligatorios a ingresarse se encuentran el noo e origen, el noo estino y el BW requerio or el cliente. Se incororó también al NET-TE la osibilia e elegir la Afinia como arámetro ocional. Se incororaron también otros os arámetros ocionales a elegir: Enlace Presente y Enlace Ausente. Los mismos le aseguran al cliente que las soluciones a mostrar (en el caso que existan) cumlirán con estas restricciones. Ahora bien, ya que el CSPF se basa en el algoritmo Dijkstra, se ebe eterminar cuál es la métrica a usar ara elegir el camino más corto. NET-TE ofrece 4 iferentes tios e esos a asignar a los enlaces: Ruteo Mínimo or Pesos Aministrativos, Ruteo or Mínima Cantia e Saltos, 1/(BWreservao) y 1/(BWlibre). El rimero e toos es básicamente basarse en los esos que fueron re-efinios or el usuario ara caa enlace. El seguno, es establecer la cantia e saltos como la métrica elegia. La tercera usa esos que equivalen al inverso el BWreservao en caa enlace (Ver [4]). Es una manera e rocurar seguir usano los enlaces que ya están sieno más utilizaos or otros LSPs, y no tocar los que están más libres ejánolos isonibles ara satisfacer futuras emanas. En caso e esear lo contrario se incororó el cuarto eso. Por último, NET-TE le ofrece al usuario la osibilia e usar o no, eterminao criterio e TE sobre los caminos encontraos: Elegir manualmente, No saturación e enlaces críticos y Minho. El rimer criterio simlemente le inica a NET-TE que esliegue toas las soluciones osibles que encontró Dijkstra, tomano en cuenta las restricciones y esos seleccionaos. Con el seguno criterio, NET-TE comara las soluciones encontraas y se quea sólo con aquella cuyos enlaces que la comonen, tienen el mayor ancho e bana isonible. Finalmente el último, tal como su nombre lo inica, e toas las soluciones encontraas, se quea sólo con aquellas que tienen la menor cantia e saltos e origen a estino MIRA La iea básica e este tio e algoritmos es la e minimizar la interferencia que rovoca el establecimiento e un nuevo LSP a otenciales nuevos LSPs que son esconocios e moo e reservar recursos ara emanas a las que consiero más imortantes. Como atos e entraa al rograma ara este algoritmo se estaca la matriz e tráfico reviamente configuraa, la cual contiene las emanas a maear y los ares e noos que serán referencia como los futuros generaores e LSPs (se orán elegir manualmente, o tomarlos a toos o sólo a los LERs). Así se corre el CSPF usano los esos hallaos en base a la información anterior y tal como se exlicó en secciones anteriores, se esliegan las emanas en antalla. En caso e no encontrar solución ara cierta emana entonces se eslegará un mensaje e avertencia Fairness Suongamos ahora que el usuario lo que esea es, tenieno una matriz e tráfico que contiene a toas las emanas que esean establecerse sobre la re (la cual ya uee contener viejos LSPs establecios), ver cómo

6 satisfacerlas a toas ellas e una manera lo más justa osible. Básicamente la regunta que nos estaríamos hacieno es la siguiente: Cuántos recursos me uee ofrecer la re en su estao actual, ara caa uno e los caminos que satisfacen las emanas e los clientes? Así, en un rinciio usamos al CSPF ara encontrar toos aquellos caminos osibles que cumlen con la restricción el ancho e bana. Para toas las emanas, el objetivo es ver cómo se asignan los recursos e la re a caa una e ellas, e manera que se obtenga el máximo arovechamiento osible e la re. NET-TE brina cuatro algoritmos istintos: fairness básico, acotao, con múltiles caminos y con múltiles caminos acotao. El rimero y el tercero brinan información sobre cuál es la cantia máxima e BW que ueo tomar e la re ara caa una e las emanas. La única iferencia es que el rimer algoritmo sólo me consiera un camino solución fijo ara caa emana, mientras que el tercero toma toos los caminos solución osibles. El seguno consiera también sólo un camino solución fijo or emana, ero le brina al usuario la oción e ingresar rioriaes a caa una e ellas y el elegir una cota inferior e BW ara caa emana. El cuarto algoritmo es similar al tercero con la iferencia que en vez e etenerse el cálculo cuano ya no quean más recursos que la re uea ofrecer, se etiene cuano se llegó a cumlir con el ancho e bana requerio ara caa emana. En caso e saturar rimero la re antes que se llegue al ancho e bana requerio, se etenrá el cálculo. Para el tercer y cuarto algoritmo, se tiene la osibilia e areciar caa una e las sub-emanas o caminos que conforman las emanas rinciales en forma searaa, uieno ver cuánto ancho e bana rutean caa una e ellas, así como areciarlas en forma gráfica. 3.3 VISUALIZACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA RED Con tan sólo aretar un botón, al usuario se le eslegará una antalla one figurarán toos los noos que conforman la re, los enlaces, así como los LSPs establecios hasta ahora. Porá ver las características e caa uno e ellos, así como también or cuál o tal noo o enlace asa cierto LSP, entre otros valores. Al usuario también le oría interesar el oer clasificar a los enlaces e la re, e acuero al orcentaje e utilización que tienen y visualizar esa clasificación e una manera ráia y sencilla en antalla. NET-TE ermite realizar eso or meio e la herramienta Utilización. Con tan sólo ingresar os valores e orcentajes, una cota inferior y otra suerior, NET-TE intará e istintos colores caa uno e los tres niveles e utilización ara caa enlace. Esta es una manera sencilla e visualizar en antalla qué zonas e la re están más saturaas que otras, esecialmente ráctico ara rees e gran tamaño one ver valores numéricos no es tan intuitivo. 4. COMPARACIÓN DE ALGORITMOS El usuario eberá buscar el algoritmo e establecimiento e LSPs que más se ajuste a sus necesiaes articulares en caa situación ya que unos serán mejores que otros eenieno e lo que se quiera otimizar. El rimer algoritmo (ruteo exlícito) claramente es el que le brina al usuario la mayor liberta al elegir el LSP. Puee resultar aecuaa esta forma cuano la re tiene recursos suficientes como ara no restringir ningún osible LSP o ya sea que el usuario osee un conocimiento muy grane e la re. También uee ocurrir que haya un acuero con el cliente el cual obligue al LSP a seguir un camino exlícito e manera obligatoria. Suongamos ahora que el usuario tiene una re la cual satisface ya ciertas emanas e otros clientes con lo cual ya hay LSPs establecios. Aemás hay varios tios e tráfico circulano or la re y esto se ve reflejao en las afiniaes creaas. Aarece ahora un nuevo cliente solicitano un LSP ara rutear su tráfico y requiere se le asigne cierto BW. Salvo que el tamaño e la re sea lo suficientemente equeño como ara que la solución sea obvia, el usuario necesitara cierto algoritmo que le halle icho LSP tenieno en cuenta el estao actual e la re. Este es un caso one el CSPF oría resultar el algoritmo a usar. También es ieal ara el caso en que or razones olítico-aministrativas e arte el cliente, o or eterminao SLA a cumlirse, el usuario necesite que los osibles caminos asen or un enlace en articular y no lo hagan or otro, ya que se le brina al usuario esta oción. Hay que tomar en cuenta que este tio e algoritmo consiera caa emana e a una a la vez, a meia que van llegano y tomano en cuenta el estao actual e la re revio al arribo e la nueva emana, ero sin moificarlo ara acomoarla. Muestra la/las soluciones osibles en caso que exista un camino con el BW necesario isonible, y en caso e no llegar al BW requerio a or resultao que no es osible alojar la nueva emana en la re. Para el tercer algoritmo suongamos ahora que el usuario quiere querer establecer varios caminos e acceso a Internet ara clientes a los que no se les garantiza ningún tio e calia e servicio (tráfico Best Effort) y al mismo tiemo, caminos con altos requerimientos e calia e servicio ara ofrecer servicios cororativos e voz y vieo. Con los algoritmos clásicos como el anterior el tio SPF, los caminos se maearán inistintamente or el camino más corto egraano el servicio e los clientes cororativos ya establecios e interfirieno con futuras emanas. La solución aquí sería el MIRA, ya que al introucir al rograma la lista e noos críticos y la matriz e emana contenieno los caminos menos imortantes (e Internet), el MIRA los maeará en la re e manera que no interfieran con los caminos mas críticos. Luego orá usar un algoritmo como el anterior e tio CSPF ara alojar las emanas más imortantes (servicios cororativos). Ya vimos cómo se ueen comlementar el seguno y tercer algoritmo.

7 Por último uee asar que los algoritmos anteriores no encuentren solución osible ara cierta emana ebio a la istribución actual e las emanas ya existentes sobre la re. En ese caso, el cuarto algoritmo (fairness) uee ser el ieal a usar ya que oría quizás hallar una manera e alojar la nueva emana cuano los emás algoritmos no uieron. Intenta lograrlo tomano toas las emanas como un conjunto y istribuyénolas e la mejor manera con el objetivo e que queen toas satisfechas, o en caso e no ser osible, queen cubiertas e la manera más justa. Uno e los algoritmos ofrecios e fairness ofrece la osibilia aemás e asignar rioriaes a las emanas. Esto es rácticamente útil ara aquellos casos one se esea oer iferenciar a los clientes ese un unto e vista económico, riorizano a aquellos que or ejemlo agan más e los que agan menos. También es útil cuano el usuario ebe asegurarse que las emanas lleguen a obtener al menos un BW mínimo obligatorio en el rearto. 5. CONCLUSIONES Presentaremos a continuación los suuestos que se lantearon en el royecto y cerraremos la sección con las conclusiones. 5.1 Suuestos El único suuesto que oemos consierar imortante al momento e instalar el software, es que se ebe hacer sobre una re MPLS cuyos routers manejen el rotocolo e ruteo OSPF. Este suuesto es necesario en caso e esear utilizar NET-TE ara levantar la re en forma automática y eslegarla en antalla. La hiótesis sobre la re MPLS no afecta ninguna otra funcionalia el software, ya que es rincialmente una herramienta e trabajo offline, usaa or el usuario ara analizar istintos métoos e búsquea e caminos ara el establecimiento e LSPs. 5.2 Conclusiones Se logró imlementar una interfaz gráfica sencilla y fácil e usar que ermite la creación e una re, visualizar su estao actual y oer moificarla e acuero a las necesiaes. El roblema el establecimiento e los LSPs fue solucionao utilizano el algoritmo CSPF. Realizamos varias ruebas sobre istintas toologías y situaciones, y uimos areciar el correcto funcionamiento el mismo. Se uo comrobar también la gran utilia que ofrece el algoritmo MIRA meiante ruebas e chequeo que emostraron cómo el algoritmo tenía a evitar los enlaces críticos ara futuras emanas. En cuanto a los algoritmos e fairness uimos areciar con éxito como se lograba ubicar emanas sobre la re, imosibles e alojar usano el CSPF. Aemás, comrobamos con éxito como NET-TE lograba asignar los recursos e una manera justa en aquellos casos one no era osible satisfacer or comleto a toas las emanas. Too esto se realizó meiante ruebas y ensayos y comarano con ejemlos cuyos resultaos confiables ya se conocían y observano los resultaos eseraos. En cuanto a la escalabilia e los algoritmos a meia que la re crece e tamaño, uimos corroborar en la ráctica, que el tercer y cuarto algoritmo e fairness son los que consumen más tiemo e oeración ebio a la gran cantia e iteraciones que realizan. En toologías e 30 noos aroximaamente vimos que el tiemo que emora en eslegar los resultaos fue rácticamente e un ar e segunos como máximo. Con resecto a la carga automática e la re, se uo comrobar con éxito su funcionamiento en una re multiservicio ese el IIE e la Faculta. Vale estacar aquí que el NET-TE solamente levanta la toología e la re con las velociaes e caa enlace, ermitieno luego eterminar or óne rutear los LSPs. No fue imlementaa y constituye una tarea a futuro el esarrollar una interfaz que ermita cargar en los routers e la re real los LSPs calculaos or NET-TE. Es or too lo anterior que creemos que NET-TE constituye una útil herramienta que uee ser usaa or cualquier usuario que esee realizar ruebas en un ambiente simulao creano istintos escenarios e Ingeniería e Tráfico, sin temor e afectar e alguna manera la re real, ya que se está en too momento trabajano sobre escenarios e rueba y no sobre la re en cuestión. Ofrece aemás varios criterios y algoritmos ara el cálculo e los LSPs, los cuales ueen ser luego exanios en futuras versiones el software. 6. REFERENCIAS [1]MPLS: Technology an Alications. Ca.7: Constraint- Base Routing. Autores: Bruce Davie y Yakov Rekhter. Año [2]NetScoe: Traffic Engineering for IP Networks. Paer e AT&T Labs. Autores: Anja Felmann, Albert Greenberg, Carsten Lun, Nick Reingol y Jennifer Rexfor. Marzo [3]Minimum interference routing with alications to MPLS traffic engineering. Proceeings of International Worksho on QoS. Pennsylvania. Autores: M. Koialam y T.V.Lacksham. Junio [4]Data Networks: Routing, Security, an Performance Otimization. Caítulo 8: Quality of Service. Autor: Tony Kenyon. Año [5]Request for Comments (RFC): Visión y Princiios e la Ingeniería e Tráfico en Internet. Autores: D. Awuche, A. Chiu, A. Elwali, I. Wijaja, X. Xiao. Mayo [6]A New Banwith Guarantee Routing Algorithm for MPLS Traffic Engineering. Autores: Bin Wang, Xu Su y C.L. Phili Chen. Noviembre [7] Routing, Flow an Caacity Design in Communication an Comuter Networks. Caítulo 8: Fair Networks. Autores: Michal Pioro y Deeankar Mehi. Año 2004.