Planificación y diseño de redes.
La planificación y el diseño de redes es un proceso iterativo que abarca diseño topológico, síntesis de red y realización de red, y tiene como objetivo garantizar que una nueva red o servicio de telecomunicaciones satisfaga las necesidades del abonado y operador. El proceso se puede adaptar según cada nueva red o servicio.
Una metodología de planificación de redes
Una metodología tradicional de planificación de redes en el contexto de las decisiones comerciales implica cinco capas de planificación, a saber:
- evaluación de las necesidades y evaluación de los recursos
- planificación de la red a corto plazo
- Recursos informáticos
- planificación de la red a largo plazo y a mediano plazo
- operaciones y mantenimiento.
Cada una de estas capas incorpora planes para diferentes horizontes de tiempo, es decir, la capa de planificación de negocios determina la planificación que el operador debe realizar para asegurar que la red funcione según sea requerido para su vida útil prevista. Sin embargo, la capa de Operaciones y Mantenimiento examina cómo funcionará la red día a día.
El proceso de planificación de la red comienza con la adquisición de información externa. Esto incluye:
- previsiones de cómo funcionará la nueva red/servicio;
- la información económica relativa a los costos y
- los detalles técnicos de las capacidades de la red.
La planificación de una nueva red/servicio implica implementar el nuevo sistema en las primeras cuatro capas del Modelo de Referencia OSI. Hay que elegir los protocolos y las tecnologías de transmisión.
El proceso de planificación de la red implica tres pasos principales:
- Diseño topológico: Esta etapa implica determinar dónde colocar los componentes y cómo conectarlos. Los métodos de optimización (topológicos) que se pueden utilizar en esta etapa provienen de un área de matemáticas llamada teoría gráfica. Estos métodos implican determinar los costos de transmisión y el costo de cambio, y así determinar la matriz de conexión óptima y la ubicación de interruptores y concentradores.
- Síntesis de la red: Esta etapa implica determinar el tamaño de los componentes utilizados, con sujeción a criterios de rendimiento como el grado de servicio (GOS). El método utilizado se conoce como "Optimización Nolinear", e implica determinar la topología, GoS requerido, costo de transmisión, etc., y utilizar esta información para calcular un plan de enrutamiento, y el tamaño de los componentes.
- Realización de redes: Esta etapa implica determinar cómo cumplir los requisitos de capacidad y garantizar la fiabilidad dentro de la red. El método utilizado se conoce como "Multicommodity Flow Optimisation", e implica determinar toda la información relativa a la demanda, costos y fiabilidad, y luego utilizar esta información para calcular un plan de circuito físico real.
Estos pasos se realizan de forma iterativa en paralelo entre sí.
El papel de la previsión
Durante el proceso de Planificación y Diseño de la Red, se realizan estimaciones de la intensidad de tráfico esperada y la carga de tráfico que la red debe soportar. Si ya existe una red de naturaleza similar, las mediciones de tráfico de dicha red se pueden utilizar para calcular la carga de tráfico exacta. Si no existen redes similares, entonces el planificador de redes debe utilizar métodos de previsión de telecomunicaciones para estimar la intensidad de tráfico esperada.
El proceso de previsión implica varios pasos:
- Definición de un problema;
- Adquisición de datos;
- Elección del método de pronóstico;
- Análisis/Forecasting;
- Documentación y análisis de resultados.
Dimensionamiento
El dimensionamiento de una nueva red determina los requisitos mínimos de capacidad que aún permitirán cumplir con los requisitos de Grado de Servicio (GoS) de Teletraffic. Para ello, el dimensionamiento pasa por planificar la hora punta de tráfico, es decir, aquella hora del día en la que la intensidad del tráfico es máxima.
El proceso de dimensionamiento implica determinar la topología de la red, el plan de enrutamiento, la matriz de tráfico y los requisitos de GoS, y utilizar esta información para determinar la capacidad máxima de manejo de llamadas de los conmutadores y la cantidad máxima de canales necesarios entre los conmutadores. Este proceso requiere un modelo complejo que simule el comportamiento de los equipos de red y los protocolos de enrutamiento.
Una regla de dimensionamiento es que el planificador debe garantizar que la carga de tráfico nunca se acerque al 100 por ciento. Para calcular el dimensionamiento correcto para cumplir con la regla anterior, el planificador debe tomar mediciones continuas del tráfico de la red y mantener y actualizar continuamente los recursos para cumplir con los requisitos cambiantes. Otro motivo para el sobreaprovisionamiento es garantizar que el tráfico se pueda redirigir en caso de que se produzca un fallo en la red.
Debido a la complejidad del dimensionamiento de la red, esto generalmente se realiza utilizando herramientas de software especializadas. Mientras que los investigadores suelen desarrollar software personalizado para estudiar un problema particular, los operadores de redes suelen utilizar software de planificación de redes comerciales.
Ingeniería de tráfico
En comparación con la ingeniería de redes, que agrega recursos como enlaces, enrutadores y conmutadores a la red, la ingeniería de tráfico tiene como objetivo cambiar las rutas del tráfico en la red existente para aliviar la congestión del tráfico o adaptarse a una mayor demanda de tráfico.
Esta tecnología es fundamental cuando el costo de expansión de la red es prohibitivamente alto y la carga de la red no está equilibrada de manera óptima. La primera parte proporciona motivación financiera para la ingeniería de tráfico, mientras que la segunda parte otorga la posibilidad de implementar esta tecnología.
Supervivencia
La capacidad de supervivencia de la red le permite mantener la máxima conectividad y calidad de servicio en condiciones de falla. Ha sido uno de los requisitos críticos en la planificación y el diseño de redes. Implica requisitos de diseño sobre topología, protocolo, asignación de ancho de banda, etc. El requisito de topología puede ser mantener una red mínima de dos conexiones contra cualquier falla de un solo enlace o nodo. Los requisitos del protocolo incluyen el uso de un protocolo de enrutamiento dinámico para redirigir el tráfico en función de la dinámica de la red durante la transición del dimensionamiento de la red o fallas del equipo. Los requisitos de asignación de ancho de banda asignan de forma proactiva ancho de banda adicional para evitar la pérdida de tráfico en condiciones de falla. Este tema se ha estudiado activamente en conferencias, como el Taller Internacional sobre Diseño de Redes de Comunicación Confiables (DRCN).
Diseño de red basado en datos
Más recientemente, con el papel cada vez mayor de las tecnologías de inteligencia artificial en la ingeniería, se ha propuesto la idea de utilizar datos para crear modelos basados en datos de redes existentes. Al analizar datos de redes de gran tamaño, también se pueden comprender, solucionar y evitar en diseños futuros los comportamientos menos deseados que pueden ocurrir en las redes del mundo real.
Tanto el diseño como la gestión de sistemas en red se pueden mejorar mediante el paradigma basado en datos. Los modelos basados en datos también se pueden utilizar en diversas fases del ciclo de vida de la gestión de redes y servicios, como la creación de instancias de servicios, la prestación de servicios, la optimización, la supervisión y el diagnóstico.