CONMUTACIÓN DE PROTECCIÓN GENÉRICA DE RED DE TRANSPORTE

1. CONMUTACIÓN DE PROTECCIÓN GENÉRICA DE RED DE TRANSPORTE Asignatura: Seguridad en Redes de Telecomunicaciones Carrera: Ingeniería Civil Electrónica

2. Conmutación de Protección Genérica de Red de Transporte • Resumen • Objetivos • Temario Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

3. Resumen • En esta Presentación se describe los modelos funcionales genéricos, las características y los procesos asociados con diversos métodos de protección lineal para redes de capa orientadas a conexión. • Se explica los conceptos fundamentales de protección lineal de camino y de subred, y la terminología asociada, • Se describe los principios de funcionamiento de las principales arquitecturas de protección genérica de red: 1+1, 1:n, m:n y (1:1)n. • Se identifica las funciones que realizan los componentes de protección en distintas arquitecturas de protección y diversos esquemas de supervisión y conmutación de protección. • El marco descrito es aplicable, por ejemplo, a redes ópticas de transporte (OTN), redes de jerarquía digital síncrona (SDH), redes de modo de transferencia asíncrono (ATM), redes MPLS de transporte, y redes Ethernet. • Este material didáctico está basado principalmente en la Recomendación UIT-T G.808.1 (02/2010), Conmutación de protección genérica - Protección lineal de camino y de subred. • Las arquitecturas de protección de anillo y de subred interconectada (por ejemplo, anillo SDH, red óptica, red ATM, red MPLS, red Ethernet) están definidas en otras Recomendaciones UIT-T identificadas en la sección Bibliografía. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

4. Objetivos generales • Interpretar el significado de la terminología referente a la protección lineal de redes de transporte. • Explicar los principios de operación y reconocer los componentes de los modelos funcionales genéricos de diversos métodos de protección de redes de capa. • Distinguir las clases, tipos y modos de funcionamiento de la conmutación de protección. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

5. Temario 1. Conceptos básicos de protección. 2. Arquitecturas de protección. 3. Conmutación de protección. • Bibliografía. • Presentación personalizada: • <Protección de red – Nociones>. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

6. 1. CONCEPTOS BÁSICOS DE PROTECCIÓN Red y entidades de transporte Información y señales de red Proceso de supervisión Calidad de funcionamiento Arquitectura de protección Conmutación de protección Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

7. Contenido: 1.1 Red y entidades de transporte. 1.2 Información y señales de red. 1.3 Proceso de supervisión. 1.4 Problemas de calidad de funcionamiento. 1.5 Concepto protección. 1.6 Componentes de protección. 1.7 Arquitectura de protección. 1.8 Conmutación de protección. 1.9 Conmutación de protección automática . Objetivos: Explicar los conceptos básicos de protección de redes e interpretar el significado de la terminología asociada. Relacionar los conceptos de arquitectura de protección con condiciones de fallas y mecanismos de supervisión. Reconocer las funciones que realizan los componentes de protección en distintas arquitecturas de protección y diversos esquemas de conmutación de protección. Sección 1 – Conceptos básicos de protección Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

8. 1.1 Red y entidades de transporte Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

9. Red y entidades de transporte – Términos clave • Transporte. • Red de transporte. • Función • Función de tratamiento de transporte • Entidad de transporte. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

10. Red de transporte • Transporte: • Proceso funcional de transferencia de información entre ubicaciones diferentes. • Red de transporte: • Recursos funcionales de la red que transporta información de usuario entre ubicaciones. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

11. Función de transporte • Función: • Proceso (en el contexto de comunicación) que actúa sobre una colección de información de entrada para producir una colección de información de salida. • Una función se distingue por el modo en que las características de la colección de información de salida difiere de la colección de información de entrada. • Función de tratamiento de transporte: • Componente de arquitectura definido por el tratamiento de la información que se realiza entre sus entradas y salidas. • La entrada o la salida deben ser internas a una red de capa; la salida o la entrada correspondientes pueden estar en la red de gestión (p. ej., salida de una función de supervisión). Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

12. Entidad de transporte • Entidad de transporte: • Componente de arquitectura que transfiere información entre sus entradas y salidas dentro de una red capa. • Ejemplos de entidades de transporte: • Camino. • Conexión de red. • Conexión de subred. • Conexión de enlace. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

13. 1.2 Información y señales de red Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

14. Información y señales de red – Términos clave • Señal. • Información característica. • Información adaptada. • Señal de tráfico. • Señal de tráfico normal. • Señal de tráfico adicional. • Señal nula. • Cabecera de unidad de datos. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

15. Concepto señal de red • Señal: • En el contexto de protección de redes, las señales son cargas útiles reales transportadas a través del grupo de protección. • Este concepto de señal incluye: • Una señal o señales de tráfico normal; • Una señal de tráfico adicional (opcionalmente); y • La señal nula. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

16. Información de red de capa • Información característica: • Señal con un formato específico transferida por conexiones de red. • Los formatos específicos de la información característica dependen de la tecnología de red. • Información adaptada: • Señal que es transferida por caminos, y por tanto es la información que pasa a través de un punto de acceso (AP). Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

17. Señales de tráfico • Señal de tráfico: • Información característica o adaptada. • Señal de tráfico normal: • Señal de tráfico protegida por dos entidades de transporte alternativas, denominadas entidad de transporte de trabajo y entidad de transporte de protección. • Señal de tráfico adicional: • Señal de tráfico transportada por la entidad y/o ancho de banda de transporte de protección, cuando éstas no están siendo utilizadas para la protección de una señal de tráfico normal (cuando la entidad de transporte de protección se encuentra en reserva). • El tráfico adicional tiene prioridad inferior al tráfico que lleva la entidad de trabajo. • El tráfico adicional no es tráfico protegido. • El tráfico adicional es desplazado cuando se solicita la entidad/ancho de banda de transporte de protección para proteger o restablecer el tráfico normal de la entidad de transporte de servicio,. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

18. Señal nula • Señal nula: • Por defecto la señal nula es la señal insertada por una función de conexión en una salida, que no se conecta a una de sus entradas. • La señal nula puede ser una señal de cualquier clase que sea conforme a la estructura de señal (información característica o adaptada) del punto de referencia en la capa específica. • La señal nula se ignora (no se selecciona) en el extremo sumidero de la protección. • La señal nula se indica en el protocolo APS si la entidad de transporte de protección no se utiliza para llevar la señal de tráfico extra o adicional. • Ejemplos de señales nulas: VC-n (SDH) no equipado; ODUk-OCI (OTN); sin señal (ATM, MPLS); una señal de prueba; una de las señales de tráfico normal; una señal AIS/FDI. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

19. Cabecera de unidad de datos (1/2) • Cabecera de unidad de datos: • Una cabecera (overhead) es un campo de información añadida a la carga útil de una unidad de datos de protocolo (paquete), que es utilizada para fines de alineación, mantenimiento, supervisión de la calidad de funcionamiento y otras funciones operacionales. • Se definen seis tipos de información de cabecera: 1) Información de cabecera de terminación de camino: información generada por la fuente de terminación de camino y extraída por el sumidero de terminación de camino para supervisar el camino. • Esta información de cabecera es específica para una red de capa y es independiente de cualquier relación cliente/servidor entre capas de red. 2) Información de cabecera específica del cliente: información asociada a una determinada relación cliente/servidor, por lo que es procesada por una determinada función de adaptación. 3) Información de cabecera no asociada: Información de supervisión transportada en una señal de transporte. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

20. Cabecera de unidad de datos (2/2) 4) Información de cabecera de canal auxiliar: información que puede ser transferida por una capa de red, pero que no está necesariamente asociada a una conexión determinada. • Ejemplo: canal de comunicaciones de datos para transferir datos de gestión entre entidades de gestión. Estas entidades de gestión no son funciones de terminación ni de adaptación de camino. 5) Información de cabecera reservada: esta cabecera se define para cada capa de red específica. 6) Información de cabecera específica del operador de red: información que puede ser utilizada por un operador para soportar sus necesidades específicas de interconexión de redes y/o para diferenciación de servicios. • El contenido de esta cabecera no está normalizado. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

21. 1.3 Proceso de supervisión Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

22. Proceso de supervisión – Términos clave • Proceso de supervisión. • Funciones de supervisión. • Punto extremo de supervisión de conexión. • Función de terminación de camino. • Supervisión de calidad de la señal. • Supervisión de la conexión. • Supervisión de conexión de subred. • Supervisión de calidad de la señal de terminación de camino. • Supervisión de conectividad. • Supervisión de continuidad. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

23. Proceso de supervisión • Proceso de supervisión: • El proceso de supervisión describe el modo en que se analiza la ocurrencia real de una avería o perturbación con el fin de proporcionar una indicación apropiada de la calidad de funcionamiento y/o de la condición de la avería detectada al personal de mantenimiento. • Para describir el proceso de supervisión se utilizan los siguientes términos: • Anomalía. • Defecto. • Avería. • Falla. • Alarma. • Causa de la avería. • Acción consiguiente. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

24. Funciones de supervisión • Se definen las siguientes funciones de supervisión básicas: • Supervisión de continuidad (terminación de camino). • Supervisión de conectividad (terminación de camino). • Supervisión de la calidad de señal (terminación de camino). • Supervisión del tipo de carga útil (adaptación). • Supervisión de la alineación (adaptación). • Procesamiento de la señal de mantenimiento (terminación de camino, adaptación): • Supervisión del protocolo (conexión). Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

25. Punto extremo de supervisión de conexión • Punto extremo de supervisión de conexión: • Los puntos extremos de supervisión de conexión (CMEP, connection monitoring end point) representan puntos extremos de camino y, como tales, se corresponden con las funciones de terminación de camino. • La cabecera de supervisión de conexión (CMOH, connection monitoring overhead) se inserta y extrae en los CMEP. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

26. Función de terminación de camino • Función de terminación de camino: • La función de terminación de camino realiza la supervisión de integridad de señal de la capa. Esta operación incluye: • Supervisión de la conectividad. • Supervisión de continuidad. • Supervisión de la calidad de la señal. • Procesamiento de la información de mantenimiento (indicaciones hacia adelante y hacia atrás). Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

27. Supervisión de la conexión • Supervisión de calidad de la señal: • Conjunto de procesos para comprobar la calidad de funcionamiento de una conexión que soporta un camino. • Supervisión de la conexión: • Proceso de comprobación de la integridad de una conexión o conexión en cascada que forman parte de un camino. • Supervisión de conexión de subred: • Conjunto de procesos que proporcionan supervisión de conectividad y/o supervisión de continuidad y/o supervisión de calidad de la señal en una conexión de subred que está soportando un camino. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

28. Supervisión del camino • Supervisión de calidad de la señal de terminación de camino: • Conjunto de procesos para comprobar la calidad de funcionamiento de un camino, los que se realizan en los puntos extremos de camino. • Supervisión de conectividad: • Conjunto de procesos para supervisar la integridad del enrutamiento de la conexión entre las terminaciones de camino fuente y sumidero. • Supervisión de continuidad: • Conjunto de procesos para supervisar la integridad de la continuidad de un camino. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

29. 1.4 Problemas de calidad de funcionamiento Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

30. Anomalía. Deficiencia. Defecto. Falla. Avería. Causa de la avería. Alarma. Señal Todos UNOS. Acción consiguiente. Señal de indicación de alarma (AIS). Punto distante (RP). Información distante (RI). Indicación de defecto distante (RDI). Indicación de error distante. (REI). Degradación de señal (SD). Falla de señal (SF). Degradación de señal de camino (TSD). Falla de señal de camino (TSF). Señal de degradación de servidor (SSD). Señal de falla de servidor (SSF). Problemas de calidad de funcionamiento – Términos clave Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

31. Anomalía y deficiencia • Anomalía: • La discrepancia más pequeña que se puede observar entre las características reales y deseadas de un elemento. • La ocurrencia de una sola anomalía no constituye una interrupción en la capacidad de realizar una función requerida. • Las anomalías se utilizan como entradas del proceso de supervisión de la calidad de funcionamiento (PM, performance monitoring) y en la detección de defectos. • Deficiencia: • Defecto o degradación de la calidad de funcionamiento que puede llevar a una activación por falla de señal (SF) o degradación de señal (SD). Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

32. Defecto y falla • Defecto: • La densidad de anomalías ha alcanzado un nivel en el que la posibilidad de ejecutar una función requerida se ha interrumpido. • Los defectos se utilizan como entrada de la supervisión de la calidad de funcionamiento (PM), el control de las acciones consiguientes y la determinación de la causa de la avería. • Falla: • La causa de avería ha durado tiempo suficiente para que se pueda considerar que la capacidad de un elemento para realizar una función requerida ha terminado. • Se puede considerar que el elemento ha fallado; en este momento se ha detectado una avería. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

33. Avería • Avería: • Una avería es la incapacidad de que una función ejecute una acción requerida. • La avería no incluye la incapacidad debida a las tareas de mantenimiento preventivo, a la falta de recursos externos o a acciones planificadas. • Causa de la avería: • Una perturbación o avería única puede conducir a la detección de múltiples defectos. • Una causa de avería es el resultado de un proceso de correlación destinado a identificar el defecto representativo de la perturbación o avería que es causante del problema. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

34. Alarma • Alarma: • Indicación observable por las personas que atrae la atención hacia una falla (avería detectada) dando normalmente una indicación de la gravedad del mismo. • Señal Todos UNOS: • Condición especial de una señal de transporte en que toda la capacidad de la información característica o adaptada se pone al valor lógico “1”. • Por lo general, la señal todos UNOS representa una señal indicación de alarma (AIS, alarm indication signal). Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

35. Acción consiguiente • Después de detectarse un defecto o anomalía, pueden ser necesarias una o más de las siguientes acciones consiguientes: • Inserción de todos UNOS (AIS). • Inserción de “indicación de defecto distante (RDI)”. • Inserción de “indicación de error distante (REI)”. • Inserción de “indicación de defecto de salida (ODI)”. • Inserción de “indicación de error de salida (OEI)”. • Inserción de la señal de no equipado. • Generación de la señal “falla de señal de servidor (SSF)“. • Generación de la señal “falla de señal de camino (TSF)”. • Generación de la señal “degradación de señal de camino (TSD)”. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

36. Señal de indicación de alarma (AIS) • Señal de indicación de alarma (AIS, alarm indication signal): • Código enviado en sentido descendente (hacia el destino) en una red digital para indicar que se ha detectado una falla más arriba (hacia el origen) en la red y debido a la cual se ha emitido una alarma. • Por defecto, la AlS es una señal de información adaptada o característica todos UNOS que se genera para reemplazar a la señal de tráfico normal cuando ésta contiene una condición de defecto, con el fin de evitar que se declaren fallas en sentido descendente y aparezcan las consiguientes alarmas. • La AIS se asocia con múltiples capas de transporte. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

37. Información distante • Punto distante (RP, remote point): • Punto de referencia en el cual la salida de una función sumidero de terminación de camino de una terminación de camino bidireccional está vinculada a la entrada de su función fuente de terminación de camino con el fin de transportar la información al extremo distante. • Información distante (RI, remote information): • Información que atraviesa un punto distante (RP), por ejemplo, una indicación de defecto distante (RDI) o una indicación de error distante (REI). Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

38. Indicación de defecto y error distante • Indicación de defecto distante (RDI, remote defect indication): • Señal que retorna el estado de defecto de la información característica recibida por la función sumidero de terminación de camino hacia el elemento de red que originó la información característica. • Indicación de error distante (REI, remote error indication): • Señal que retorna el número exacto o el número truncado de violaciones del código de detección de errores de la información característica detectada por la función sumidero de terminación de camino hacia el elemento de red que originó la información característica. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

39. Degradación y falla de señal • Degradación de señal (SD, signal degrade): • Señal que indica que los datos asociados se han degradado en el sentido de que se ha activado la condición de defecto de degradación (dDEG). • Falla de señal (SF, signal fail): • Señal que indica que los datos asociados han fallado en el sentido de que se ha activado una condición de defecto en el extremo cercano (no tratándose de un defecto de degradación). Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

40. Degradación y falla de camino • Degradación de señal de camino (TSD, trail signal degrade): • Señal de indicación de degradación a la salida del punto de acceso (AP) de una función de terminación de camino. • Falla de señal de camino (TSF, trail signal fail): • Señal de indicación de falla a la salida del punto de acceso (AP) de una función de terminación de camino. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

41. Degradación y falla de (capa) servidor • Señal de degradación de servidor (SSD, server signal degrade): • Señal de indicación de degradación a la salida del punto de conexión (CP) de una función de adaptación. • Señal de falla de servidor (SSF, server signal fail): • Señal de indicación de falla a la salida del punto de conexión (CP) de una función de adaptación. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

42. 1.5 Concepto protección Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

43. Concepto protección – Términos clave • Supervivencia de red. • Red con capacidad de supervivencia. • Escalación. • Protección. • Relación de protección. • Protección de la entidad de transporte. • Protección de camino. • Protección de conexión de subred. • Protección de conexión de red. • Protección individual. • Protección de grupo. • Protección especializada. • Protección compartida. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

44. Supervivencia de red • Supervivencia de red: • Conjunto de capacidades que permiten a una red restablecer el tráfico afectado en caso de una degradación o falla. • El grado de supervivencia viene determinado por la capacidad de la red para sobrevivir a degradaciones aisladas, degradaciones múltiples y degradaciones de equipo. • Red con capacidad de supervivencia: • Red capaz de restablecer el tráfico en caso de una degradación o falla. • Escalación: • Acción de supervivencia de red que se produce cuando no se ha llevado a cabo la función supervivencia en capas inferiores. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

45. Concepto protección • Protección: • Protección es la utilización de capacidad previamente asignada entre nodos de una red con el fin de proteger el tráfico que soporta una entidad de transporte (p. ej., un camino, una conexión de (sub)red, o una conexión de enlace). • La arquitectura de protección más sencilla tiene una entidad de protección especializada (dedicada) para cada entidad de trabajo (1+1). • La arquitectura de protección más compleja tiene m entidades de protección compartidas entre n entidades de trabajo (m:n). • Relación de protección: • Cociente de la anchura de banda realmente protegida dividido por la anchura de banda de tráfico, que se intenta proteger. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

46. Protección de la entidad de transporte • Protección de la entidad de transporte: • Método que permite transportar una señal de tráfico a través de más de una entidad de transporte previamente asignada. • El transporte de una señal de tráfico normal a través de una entidad de transporte de trabajo se reemplaza por el transporte de esta señal de tráfico normal a través de una entidad de transporte de protección si la entidad de transporte de trabajo falla (condición SF), o si su calidad de funcionamiento cae por debajo de un nivel requerido (condición SD). Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

47. Clases de protección (1/3) • Protección de camino: • Protección de entidad de transporte para el caso que la entidad de transporte sea un camino. • El camino se protege mediante la incorporación de puentes y selectores en ambos extremos del camino, y un camino adicional entre dichos puentes y selectores. • La determinación de una condición de falla en un camino dentro del dominio protegido se efectúa mediante la operación de supervisión de camino. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

48. Clases de protección (2/3) • Protección de conexión de subred: • Protección de la entidad de transporte para el caso que la entidad de transporte sea una conexión de subred. • La conexión de enlace compuesto en modo serie dentro de la conexión de subred se protege agregando puentes y selectores en las funciones de conexión ubicadas en los márgenes del dominio protegido, y una conexión de enlace compuesto serie adicional entre esas funciones de conexión. • Protección de conexión de red: • Caso especial de la protección de conexión de subred. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

49. Clases de protección (3/3) • Protección individual: • La protección se efectúa para una sola entidad de transporte. • Protección de grupo: • La protección se efectúa para un conjunto de entidades de transporte. • Protección especializada: • Arquitectura de protección que proporciona capacidad especializada para la protección de la capacidad de transporte de tráfico. Se denota por (1 + 1). • Protección compartida: • Arquitectura de protección que utiliza m entidades de protección compartidas entre n entidades de trabajo. Se denota por (m:n). • Las entidades de protección pueden también utilizarse para transportar tráfico adicional cuando no se emplean con fines de protección. Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

50. 1.6 Componentes de protección Seguridad en redes de telecomunicaciones. Ingeniería Civil Electrónica – 2011