Estado del arte en la aplicación de ingeniería del tráfico en las redes IP

Abstract

Actualmente las redes IP presentan un gran crecimiento en la información a transmitir debido al mayor número de aplicaciones existentes (Videostream, VozIP, Audiostream), las cuales integran grandes flujos de información (audio, voz, datos y video simultáneamente). De tal manera que la demanda por estos nuevos servicios requiere que estas redes sean lo más eficientes posibles en la administración de sus recursos y así poder garantizar calidad en el servicio. Es por ello que nace el concepto de ingeniería de tráfico que aborda los objetivos de una red IP, dimensionándolos en el tiempo según el crecimiento de la misma en usuarios, volumen de tráfico así como en el comportamiento general de la red. Además no se refiere a la adición de nueva capacidad en los enlaces, sino que hace referencia a optimizar los recursos ya existentes. La ingeniería de tráfico tiene como finalidad obtener el sistema óptimo de pesos en los enlaces al tiempo que reconoce que la red utiliza el enrutamiento del camino más corto para la transmisión. Para ello se debe conocer de antemano la matriz de tráfico, la topología de la red y su configuración. A través de esta monografía se analiza cómo se implementa la ingeniería de tráfico en las redes IP teniendo en cuenta que estas redes trabajan con protocolos de enrutamiento llamados protocolos de estado de enlace conocidos con los nombres de OSPF (Open Short Path First) / IS-IS (Intermediate System to Intermediate System), los cuales tiene como función el balancear la carga y escoger el camino más corto entre los nodos origen y destino. Para ello mediante los pesos de enlace se debe equilibrar el volumen de tráfico a transmitir en la red, teniendo en cuenta cómo funcionan dichas redes. Una vez se comprende como es el enrutamiento de estas redes en la actualidad, el siguiente paso es poder optimizarlas al máximo aplicando ingeniería de tráfico y para ello se analizaron varias propuestas al respecto. Una de ellas confirma que con estos protocolos de enrutamiento se obtiene una buena configuración de pesos en los enlaces para así satisfacer un rendimiento en particular de la red. Otras investigaciones afirman que estos enfoques no adaptan la ruta o camino a las condiciones actuales de tráfico en las redes. Ante esto surge la propuesta del algoritmo de Enrutamiento Adaptativo Multicamino – AMP, el cual es compatible con la arquitectura de enrutamiento existente. Dicho algoritmo tiene como objetivo permitir el balanceo de carga continua aplicando ingeniería de tráfico de forma autónoma en cada nodo. Ofrece la opción de utilizar el mejor camino encontrado logrando evitar la congestión en la transmisión de los datos ante cualquier cambio en el tráfico.

Currently, IP networks have a tremendous growth in the information to be transmitted by the greater number of existing applications (Videostream, VoIP, audiostream), which comprise large flows of information (audio, voice, data and video simultaneously). So the demand for these new services requires that these networks are as efficient as possible in managing their resources and thereby ensure quality service. That is the reason because the concept of traffic engineering was created. It addresses aspects such as the objectives of an IP network, dimensions in time according to the same growth in users, traffic patterns and general behavior of the network. However, Traffic Engineering does not focus in to the addition of new capacity on the links, but refers to optimize existing resources. The traffic engineering aims to obtain the optimal weights on the links while, at the same time, it acknowledges that the network uses shortest path routing for transmission. With this purpose, the traffic matrix, network topology and configuration should be known in advance. Through this paper we analyze how to implement traffic engineering in IP networks taking into account that these networks work with routing protocols called linkstate protocols, they are known by the names of OSPF (Open Short Path First) / IS- IS (Intermediate System to Intermediate System). Also, they have known which is the load balancing function and they should choose the shortest path between source and destination nodes. To do this by using the link weights, the network should balance the volume of traffic transmitted on the network. The next step is to optimize the data traffic by applying several proposals that are discussed in this document. One of them confirms that these routing protocols could obtained a good configuration of weights on the links in order to satisfy a particular performance of the network. Other studies argue that these approaches do not fit the route or path for current traffic conditions in the nets. Against this proposal, arises the Adaptive multipath routing algorithm - AMP, which is compatible with the existing routing architecture. This algorithm is intended to allow load balancing and traffic engineering to apply independently in each node. It offers the option of using the best path found in such way that it avoids congestion in the transmission of data with any change in traffic.