Este documento presenta un caso de estudio para diseñar una red que conecte tres sedes de un instituto de investigación. La sede A alberga centros de pruebas, computación y visualización. La sede B alberga un centro de fabricación de prototipos. La sede C alberga un centro de análisis. Se necesita conectar remotamente los centros de pruebas en la sede A a los usuarios y otras sedes. Se identifican siete aplicaciones con diferentes requisitos de rendimiento. El diseño propuesto incluye el uso de

1. Caso estudio
Instituto de Investigación e Innovación Tecnológica
(TDC) en Oklahoma, CA USA.
• Misión
– Probar modelos y generar datos experimentales
– Simular modelos y generar datos computables
– Refinar modelos utilizando pruebas
• Centro de pruebas A (simulación y test) con un uso local
• Las localizaciones físicas de TDC son:
• Se quiere poder usar remotamente el Centro de pruebas A
– Con usuarios locales vía LAN
– A un centro remoto B en un edificio
– A centro remoto C en un edificio con tres bloques
– A cinco edificios del campus de A
• El número de usuarios es del orden de 250
• El crecimiento previsto en un año es del 50%

2. Caso estudio (continuación)
• Sede A
Centro de pruebas, centro de computación y centro de
visualización.
• Sede B
Centro de fabricación de prototipos
• Sede C
Centro de análisis

3. Localización de los edificios
SEDE C
Centro de Análisis
SEDE B
Centro Fabricación
SEDE A
GW CPD
Pruebas
Pruebas
Pruebas
: Caso Estudio

4. Caso estudio (continuación)
• Aplicaciones
– Aplicación A. Pruebas. Almacenamiento de datos procedentes de
computación y tests, y su recuperación en las áreas de
visualización
– Aplicación B. Base de datos distribuida. Contiene los resultados
de los análisis y tests hechos en la sede A
– Aplicaciones C y E. Control remoto de equipos de pruebas.
Recibe audio, vídeo y telemedida del centro de pruebas y les envía
información de control
– Aplicaciones D y G. Colaboración entre los técnicos de los
centros de visualización, pruebas y computación, en un entorno
interactivo
– Aplicación F. Acceso a base de datos de modelos de fabricación.

5. Caso estudio (continuación)
• Identificación de las Aplicaciones
– Aplicación A. Aplicación de pruebas. Acceso a
los ficheros de prueba
– Aplicación B. Base de datos distribuida
– Aplicaciones C y E. Control remoto de equipos
de pruebas
– Aplicaciones D y G. Interactivas
– Aplicación F. Acceso a base de datos
• ADAPTABILIDAD: Todas las aplicaciones y la Red en si
misma debe ser adaptable a cambios, adiciones y
eliminaciones.

7. Requerimientos del usuario
Tipos de Requerimientos
de usuarios
Descripción de
Requerimientos
Localización y número de
usuarios
Sede A: 75 usuarios
Sede B: 30 usuarios
Sede C: 80 usuarios
Centro de computación
y pruebas, sede A: 60 usuarios
Crecimiento esperado en 1 año 50 % incremento
Interactividad Mismo funcionamiento en
remoto que en local
Fiabilidad 100% en algunas aplicaciones
Seguridad Pruebas independientes entre sí
Caso Estudio

8. Identificación y características de las
aplicaciones
• Aplicación A: (Mejor esfuerzo)
– Tamaño promedio de los datos 100MB
– Dos usuarios concurrentes
– Tiempo de transferencia hasta 10 min.
– Capacidad por calcular
– Retardo y Disponibilidad sin identificar
Aplicación B: ( Mejor esfuerzo)
- Tamaño de la transacción 10MB
- 40 Transacciones / minuto
- Capacidad a definir
- Retardo: 25ms para un TCT ( total completion time)
- Disponibilidad no especificada.

9. Identificación y características de las
aplicaciones
• Aplicaciones C y E (Misión crítica)
– Capacidad dada 1.69 Mbps
– Retardo: 40ms RT
– Disponibilidad: 100%
Aplicaciones D y G( Tiempo Real)
- Capacidad 5Mbps/ grupo y dos grupos concurrentes
- Retardo. 80ms RT
- Disponibilidad no especificada.
Aplicación F (Mejor esfuerzo)
- Capacidad dada 400kbps
- Retardo y disponibilidad no especificada
Valores por default (omisión)
Disponibilidad 99.5%
Retardo: 100 ms HRT

10. Requerimientos de las aplicaciones
Categorización de
aplicaciones
Misión
Crítica
Tiempo real Mejor esfuerzo Localización de
las aplicaciones
Aplicación A Tamaño 100 MB
Usuarios simultaneos:
2
TT hasta 10 min
Cliente/servidor
En todas
localidades
Aplicación B Tamaño 10 MB
40 trans/minuto
Localidad C
Aplicación C y E TR=40ms
1,69 Mbps
Disp:100%
Sesiones
Concurr. 4
App.C: Loc A
App.E:Loc C
Aplicación D y G TR=80ms
5 Mbps por grupo
2 grupos
concurrentes
Cliente/ Servidor
App.D:Loc A
App G:Loc C
Aplicación F 400 Kbps
Cliente/servidor
Localidad B

11. Requerimientos de Hosts
Tipo de Host Número y localización
Estaciones gráficas En todas las localidades
Servidor aplicación A CPD A
Servidor aplicaciones D y G CPD A
Servidor aplicación F Localidad B
Servidor aplicación B Localidad C
Host central CPD A

12. Requerimientos de redes
Redes Existentes Localidades de la red
Ethernet 10T Centro Proceso de datos
FDDI Centro Proceso de datos
SEGURIDAD: La Compañía especifica que todos los datos deben ser protegidos
Contra accesos externos.
PRESUPUESTO: La compañía indica que dispone para la inversión correspondiente

13. Mapa de aplicaciones del caso
CPD
Aplicación A
Aplicación F
Aplicaciones C y D
Aplicaciones E y G
A
B
C
Aplicación B Aplicaciones E y G

14. Comportamiento de aplicaciones (Capacidades)
A: (100MBx 2 usuarios/10m)= 20MB/min = 2,7 Mbps
B: 10MB*40 trans /min = 400 MB/min = 53 Mbps
C y E: 1,69 Mbps
D y G: 2 concurrent-grupos*5Mbps /grupo=10 Mbps

15. Sumario de características de rendimiento de
las aplicaciónes
Categorización de
aplicaciones
Tiempo de
tránsito
Capacidad Disponibilidad
Aplicación A 100 ms HRT
(**)
2,7 Mbps
(*)
99,5%
(**)
Aplicación B 100ms HRT
(**)
53 Mbps
(*)
99,5%
(**)
Aplicación C y E RT=40ms 1,69 Mbps 100%
Aplicación D y G RT=80ms 10 Mbps
(*)
99,5%
(**)
Aplicación F HRT=100ms
(**)
400Kbps 99,5%
(**)
(*) Calculado
(**) Asumido

16. Diagrama de rendimiento
Capacidad
Tiempo de tránsito
40ms
53Mb/seg
Disponibilidad
100%400 Kb/seg
99,5%
100 ms

17. Caso Estudio

18. Fuentes y destinos de datos para Aplicación A
C
B
A
GW CPD
: Caso Estudio
Representación entrante saliente

19. Fuentes y destinos de datos para Aplicaciones D y G
C
B
A
GW CPD
: Caso Estudio

20. Fuentes y destinos de datos para Aplicación F
C
B
A
GW CPD
Caso Estudio

21. Fuentes y destinos de datos para Aplicación B
C
B
A
GW CPD
Caso Estudio

22. Fuentes y destinos de datos para Aplicación C y E
C
B
A
GW CPD
: Caso Estudio

23. Fronteras de datos, flujos compuestos y troncales
C
B
A
GW CPD
fa
fb
fd/g
fa f c/e f d/g
fc/e fd/g
f f
f f
fa
fd/g
fc/e
fd/g
fa
fc/e
fd/g
fa
fc/e
fa
fa
fc/e
fb
fd/g
fa fc/e
CF1
CF2
CF6
CF3
CF4
CF5BB2
BB1
80
30
60
75

24. Modelos de Flujo y Distribución
• Modelos:
– Peer to Peer
– Cliente servidor
– Computación cooperativa
– Computación distribuida
Distribución del Flujo:
- El Tradicional regla del 80/20
- 80% del trafico local y el 20% entrante y saliente de la red
- 50/50 y 20/80 de acuerdo a las aplicaciones.

25. Estimación de distribuciones de flujo
Flujo Modelo de Flujo Fronteras de flujo Distribución de
flujo
fa
Cliente/servidor A, B, C 20/80
fb
Cliente/servidor C 80/20
fc/e
A la par A, C 20/80
fd/g
Cliente/servidor A, C 20/80
ff
Cliente/servidor A, B 50/50

26. Especificaciones de flujo
Flujo Fiabilidad Capacidad Tránsito
fa
99,5% 2,7Mbps 100ms
fb
99,5% 53 Mbps 100 ms
fc/e
100% 1,69 Mbps 40 ms
fd/g
99,5% 10 Mbps 80 ms
ff
99,5% 400 Kbps 100 ms

27. Especificaciones de flujos compuestos
Flujo Fiabilidad Capacidad Tránsito
CF1 100% 67 Mbps 40 ms
CF2 100% 67 Mbps 40 ms
CF3 100% 14 Mbps 40 ms
CF4 100% 14 Mbps 40 ms
CF5 100% 14 Mbps 40 ms
CF6 99,5% 3,5 Mbps 100 ms

28. Especificaciones de flujos troncales
Flujo Fiabilidad Capacidad Tránsito
BB1 100% 14 Mbps 40 ms
BB2 100% 33 Mbps 40 ms
Caso Estudio

29. Caso Estudio

30. Diseño segmentado en campus y bloques
Campus C
Campus B
Campus A
GW CPD
: Caso Estudio

31. Tráficos BB1 y CF6
Campus C
Campus B
Campus A
Caja Negra
Caja Negra
Caja Negra
CF6 (R=99,5% C=3,5 Mbps TT=100ms)
BB1 (R=100% C=29 Mbps TT=40ms)
Suministrador de servicios para estos flujos
•Opciones FR, ATM, RDSI, ADSL
Caso Estudio

32. Elección de tecnologías para caja negra A
Caja Negra Caja NegraGW CPD
Caja Negra
Caja Negra
CF3:R=100%,C=14Mbps,TT=40ms
BB2:R=100%,C=33Mbps,TT=40ms
Flujo más crítico
Con más probabilidades de crecimiento
Posibilidades
ATM
FDDI
Ethernet 100 Mbps
ATM 155 Mbps
Posibilidades
ATM
FDDI
Ethernet 100 Mbps
Ethernet conmutado
100 Mbps
Caso Estudio

33. Elección de tecnologías para Campus C
Caja NegraB1R=100%,C=67 Mbps,TT=100 ms
CF1
CF2
Factor de crecimiento 50%. Posibilidad de crecer hasta 100 Mbps
El mayor flujo es local (Fb=53 Mbps)
Opciones Tecnológicas: ATM 155 Mbps, GigaEthernet
Caso Estudio

34. Diseño lógico completo
C
B
A
GW CPD
ATM155Mbps
Ethernet 10 Mbps
ATM 155 Mbps de un
suministrador de servicios
ATM155
Mbps
Ethernet100Mps
Caso Estudio

35. Ejemplo de problemas de mal diseño
Subred IP A
Subred IP B
Localidad 1 Localidad 2
Un flujo de datos local
tiene que atravesar la
WAN
Caso Estudio

36. Tipos de conectividad con el exterior
Redes
externas
Redes
internas
Redes
externas
Redes
internas
Redes
externas
Redes
internas
Servidor de seguridad
Red de perímetro
Zona desmilitarizada
Servidor de seguridad/NAT
Servidor Web
Servidor Web
interno
Servidor Web
externo
Caso Estudio

37. Caso estudio. Grado de jerarquías y
redundancia
Campus C
Campus B
Campus A
GW CPD
2:1
5:1 3:1
Caminos que necesitan
disponibilidad entre media
y alta
Caso Estudio

38. Diseño lógico con routers y conmutadores
Campus C
Campus B
Campus A
GW CPD
ATM 155 Mbps de un
suministrador de servicios
RFC1577
RFC1577 RFC1577
RFC157
7
RFC1577
Caso Estudio