Ajustes LAN necesarios para garantizar el buen funcionamiento de la VoIP QoS, PoE/PoE+, HA, SAIs

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Nieves Sevilla Herrera
hace 7 años
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1 5 y 6 de noviembre de 2015 Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaría y de Biosistemas Ajustes LAN necesarios para garantizar el buen funcionamiento de la VoIP QoS, PoE/PoE+, HA, SAIs Marcos Mezo ETS Edificación

2 Situación actual RTC (Ibercom) Libre de manentenimiento para los servicios de informática Únicamente reparcheo de extensiones en caso de movimiento de algún despacho o en el peor de los casos instalación de algún cableado adicional DIAPOSITIVA 2

3 Situación actual RTC (Red Telefónica Conmutada) (II) Punto de fallo único Centralita Ibercom (con mantenimiento por parte de Telefónica) Tolerancia a caídas eléctricas: viene de serie Teléfonos plug&play DIAPOSITIVA 3

4 DIAPOSITIVA 4

5 VoIP Depende de la red Depende del suministro eléctrico de la escuela Depende de nosotros La hemos liado!!!! DIAPOSITIVA 5

6 Retos: que al menos sea igual de fiable que hasta ahora Que nuestra red sea fiable Enlaces redundantes, agregación de enlaces o mínimo STP Que nuestra red dé las prestaciones Calidad de Servicio / Servicios diferenciados, QoS Que nuestro sistema eléctrico esté a la altura Sistemas de Alimentación ininterrumpida En definitiva: HA - Alta Disponibilidad DIAPOSITIVA 6

7 X X X X DIAPOSITIVA 7

8 Sistema Eléctrico Teléfonos (y puntos de acceso WiFi) alimentados por PoE / PoE+, generalmente desde switches Mantener la alimentación de los switches mediante SAIS Dimensionar la potencia alimentación de los armarios de comunicaciones!! DIAPOSITIVA 8

9 PoE / PoE+ Común Sistemas de alimentación de dispositivos a través del cableado estructurado existente Compatibles entre sí Compatibles con Gigabit Ethernet Compatibles con dispositivos no PoE negociación básica mediante resistencias físicas en dispositivos Negociación avanzada mediante LLDP DIAPOSITIVA 9

10 PoE 802.3AF 44-57V 350mA Max. 15,4W en la salida Cableado >= CAT3 Garantiza 13W en el dispositivo 3 niveles de potencia PoE AT 50-57V 600mA Max 30W en la salida Cableado >= Cat5 Garantiza 25,5W en el dispositivo 4 niveles de potencia + ajuste fino 0,1W DIAPOSITIVA 10

11 Dimensionado Potencia Eléctrica 48 puertos PoE+ = 48 x 15,4W = 740W!! Sumar consumo switch normal (~ W ) Consumo Total: ~ 850W 48 puertos PoE+ = 48 x 30W = 1440W Sumar consumo switch normal (~ W ) Consumo Total: ~ 1600W!!! Afortunadamente normalmente no siempre todos los puertos están activos ni a la máxima potencia DIAPOSITIVA 11

12 Ejemplo: Switch 48 puertos PoE Cisco sólo permite hasta 370W simultaneos entre todos los dispositivos PoE y no hablamos de PoE+ o UpoE (propietario Cisco, Hasta 60W por puerto). Aún así puede consumir más de 500W DIAPOSITIVA 12

13 Dimensionado Potencia Eléctrica Atención a los circuitos de alimentación Una línea normal con cables de 2,5mm2 de sección, enchufe Schuko máximo 16A o 3,7kW Varios switches PoE+ grandes pueden requerir más de 1 línea de alimentación. Atención especial a las regletas/ladrones si no se utilizan PDUs específicas para rack. Muchas tienen cables de 1,5mm2 máximo 9A ~ 2kW DIAPOSITIVA 13

14 Sistemas de Alimentación Ininterrumpida Importante: Poner al menos una SAI en cada armario de comunicaciones. Al menos donde haya tráfico VoIP Dimensionarla adecuadamente, teniendo en cuenta los consumos que hemos visto y con algo de margen para el futuro Al menos que nos dé tiempo a llamar a la compañía eléctrica cuando se vaya la luz :-) DIAPOSITIVA 14

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16 Redundancia de enlaces de red Puede caer el switch cabecera del armario Puede romperse/soltarse el cable que une los armarios. Solución: duplicar los enlaces (y tener más de un switch por armario) DIAPOSITIVA 16

17 Caso Ideal Switches del mismo fabricante y apliables en los 2 Armarios. Agregación de puertos LACP 802.3ad / Etherchannel / (LACP = Link Aggregation Control Protocol) Caso más probable Switches distintos fabricantes, o no apliables, o... Redundancia de enlaces y STP DIAPOSITIVA 17

18 LACP (802.3ad o posteriormente 802.1AX) Estándar ampliamente adoptado, tanto por hardware de red como incluso por distintos sistemas operativos (Linux, MacOS, *BSD,...) Sustituye/compite con otros protocolos similares propietarios. Permite unir varios enlaces físicos y que se vean como un único enlace lógico. Hasta 8 enlaces activos simultáneos (depende del fabricante/modelo Configuración manual o automática Pega: únicamente entre 2 dispositivos lógicos DIAPOSITIVA 18

19 LACP (configuración automática) El switch envía tramas LACPDU por todos los puertos en los que esté habilitado el protocolo El switch también recibe estas tramas y anota si ha recibido más de una trama por diferentes puertos desde el mismo switch. En caso afirmativo, une ambos enlaces en un mismo enlace lógico El switch se puede configurar para que envíe tramas LACPDU siempre (modo activo) o sólo si previamente ha recibido una trama por ese puerto (modo pasivo) Resultado: enlace de más capacidad y redundante DIAPOSITIVA 19

20 LACP + pilas switches independientes Los switches de una misma pila actuan como un único switch lógico se puede establecer la agregación LACP incluso teniendo los cables a puertos de diferentes switches físicos Protege de caída de un switch, puesto que ahora el enlace troncal se recibe por dos miembros distintos de la pila Protege de la rotura o desconexión de un cable DIAPOSITIVA 20

21 Alternativa: switches dispares y STP Si los switches no son apilables o son de fabricantes distintos, no queda más remedio que optar por el plan B Duplicar enlaces mucho mejor utilizar switches distintos del mismo armario. Activar STP!!! Resultado: enlace redundante, pero sólo capacidad original DIAPOSITIVA 21

22 Tenemos casi todo resuelto, pero... Nos faltan los Lemmings!!!! DIAPOSITIVA 22

23 Calidad de Servicio, QoS Hasta ahora hemos visto problemas de disponibilidad, ahora los vamos a combinar con calidad La VoIP y en general la comunicación en tiempo real impone unos requisitos bastante exigentes a la red. DIAPOSITIVA 23

24 Requisitos importantes Baja Latencia Poca pérdida de paquetes Bajo jitter pero... Estos son nuestros blockers DIAPOSITIVA 24

25 Requisitos de VoIP Ancho de banda no demasiado exigente Ejemplos de Codecs: G.711 (equivalente a calidad telefónica tradicional) 64kbit/s, voz hasta 3,4kHz y frec. muestreo 8kHz G.722 calidad HD, 64kbit/s voz hasta 7kHz y frec. Muestreo de 16kHz G o AMR-WB, misma calidad que G kbit/s, utilizado en móviles G.729 y variantes, entre 6,4 y 11,8 kbit/s (VoIP y conferencias múltiples) DIAPOSITIVA 25

26 Requisitos de VoIP Sin embargo: La ITU (International Telecommunication Union recomienda una latencia de menos de 150ms (y según algunos autores incluso 120ms) de extremo a extremo para poder seguir una conversación fluída Pérdida de paquetes inferior a 1% (fuente Cisco) Requiere bajo jitter (bufferbloat,...) DIAPOSITIVA 26

27 QoS Tenemos que priorizar el tráfico VoIP en nuestras redes. Tenemos que reservar un ancho de banda suficiente Sobre todo tenemos que minimizar la latencia, haciendo que los paquetes de VoIP adelanten a otros en las cachés de nuestros equipos DIAPOSITIVA 27

QoS L2 802.1p Curiosidad: en realidad no existe el estándar 802.1p, forma parte de 802.

28 QoS L p Curiosidad: en realidad no existe el estándar 802.1p, forma parte de 802.1Q (VLAN) Se utiliza el CoS (Class of Service), los paquetes se clasifican con 8 niveles de prioridad, mediante el marcado con los 3 bits más significativos del campo ToS en los paquetes que llevan también marcaje de 802.1Q!! DIAPOSITIVA 28

29 QoS L3 DSCP (Differenciated Services Code Point) Se utiliza lo 6 bits más significativos del campo ToS Normalmente se utilizan los siguiente identificadores DSCP PHB por defecto, código DSCP Expedited Forwarding (EF) dedicado a tráfico con pocas pérdidas, baja latencia y poco Jitter (Voz, Video) Se recomienda el código DSCP Voice Admit (VA)(similares características al anterior) Assured Forwarding (AF) DIAPOSITIVA 29

30 QoS L3 DSCP (II) También se pueden mapear las peticiones de calidad de servicio del nivel 2 a códigos de servicios diferenciados de DSCP CS CS CS Normalmente se respetan los marcajes de QoS dentro de una organización, pero no hay garantías de que todos los routers por los que atraviesa un paquete mantengan el marcaje o siquiera que lo interpreten de la misma forma. Pero... es problema del rectorado/telefónica, las escuelas entregamos el tráfico en L2 DIAPOSITIVA 30

31 Caso práctico, una escuela Definir una VLAN de voz (se asigna el identificador desde el rectorado) Extenderla a todos los switches por los que pueda pasar tráfico VoIP Marcarla como VLAN de voz ó Marcar manualmente con el CoS 5 DIAPOSITIVA 31

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33 Muchas gracias y... Hasta el año que viene!! DIAPOSITIVA 33

34 Créditos: Lemmings: DMA Design / Psygnosis Iconos: openclipart.org Gráficos red: Dia Presentación: LibreOffice Impress Licencia: CC Reconocimiento CompartirIgual 4.0 Internacional DIAPOSITIVA 34

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