Universidad Yacambú Vicerrectorado de Estudios a Distancia

Universidad Yacambú

Vicerrectorado de Estudios a Distancia

Diseñar un propuesta de políticas de calidad de servicios (QoS) en la plataforma WAN de las áreas operacionales de

Pdvsa Gas Anaco.

Autor (a): Yelitza Maria Aro VillasanaAsesor (a): Juan Ignacio García

Noviembre 2007

Problema de Investigación

Enlaces de redes entre un 80% y 90% de ocupación de ancho de banda.

Transferencias masivas de trabajadores de la empresa que laboraban en Caracas hacia las diversas localidades de Pdvsa Gas Anaco, sin un previo estudio de las capacidades de las redes de datos.

Incorporación de videoconferencia IP y Telefonía IP, los cuales requieren de un ancho de banda mínimo disponible.

Estos problemas no solo son solventados incrementando los ancho de banda entre las localidades, también se deben aplicar mecanismos que permitan discriminar el tráfico que viaja sobre la red, para así garantizar un desempeño optimo de los servicios, permitiendo brindarle un mejor servicio a los trabajadores de Pdvsa Gas Anaco. Es por ello que se Diseñará una propuesta de políticas de calidad de servicios (QoS) en la plataforma WAN de las áreas operacionales Campo Mata, Santa Rosa, San Joaquín, San Roque y Buena Vista de Pdvsa Gas Anaco.

Objetivos

Propuesta de políticas de calidad de servicio.

Diseñar una propuesta de políticas de calidad de servicios (QoS) en la plataforma WAN de las áreas operacionales Campo Mata, Santa Rosa, San Joaquín, San Roque y Buena Vista de Pdvsa Gas Anaco.

Objetivo General

Objetivos Específicos

Analizar la situación actual de la infraestructura de routers, identificando capacidades técnicas de los equipos, ancho de banda entre los enlaces y identificación de la aplicaciones críticas para el negocio.

Analizar y caracterizar el tráfico de datos de acuerdo a las prioridades que tengan las aplicaciones y servicios manejados por los usuarios dentro de la corporación.

Marco Conceptual Bases Teóricas

Reseña Histórica

Petróleos de Venezuela S.A. es la corporación estatal de la República Bolivariana de Venezuela que se encarga de la exploración, producción, manufactura, transporte y mercadeo de los hidrocarburos.

Desde la antigüedad el petróleo aparecía de forma natural en ciertas regiones continentales como la que hoy ocupan los países de Oriente Medio, era utilizado con fines medicinales, en el embalsamamiento, para aceitar las ruedas de los carruajes y para engrasar pieles.

En Venezuela las primeras noticias acerca del petróleo se remontan al uso medicinal y utilitario que le daban los primeros pobladores del territorio venezolano, a los afloramientos o rezumaderos naturales de este importante recurso que nuestros indígenas llamaban "Mene” . Principalmente en Rumania, también se explotaba y refinaba petróleo durante el siglo XIX, fue en Estados Unidos donde adquirió mayor dinamismo y poder la industria petrolera moderna, con el verdadero aprovechamiento de un recurso que indudablemente ha contribuido a la conformación del mundo actual.

Marco Conceptual Bases Teóricas

Antecedentes de la Investigación

PDVSA red convergente, sin mecanismos de Qos.2005 Creación del grupo Optimización de red a Nivel Nacional con el fin de desarrollar los planes, mecanismos y procedimientos para mejorar la confiabilidad y optimizar el uso de los recursos de la red.

Backbone

WAN

PSTN

Backbone

REMOTOPRINCIPAL

GRANJA DE SERVIDORES

Diseñadas para transmitir por un mismo medio datos, voz y video.

Las redes convergentes pueden conducir a un gran numero de problemas sino se le aplica mecanismos que traten de manera diferenciada a cada tráfico.

1990. Redes no integradas o no convergentes, donde transportaban un tráfico específico para datos, para voz y para vídeo.

No presentaba fallas.

Backbone

WANBackbone

REMOTOPRINCIPAL

GRANJA DE SERVIDORES

Evolución del mercado de las telecomunicaciones condujo en los últimos años hacia redes convergentes.

Marco teórico Bases Teóricas

Desde el punto de vista del Desde el punto de vista del Administrador de la RedAdministrador de la Red

Es la capacidad de controlar mecanismos de manejo de tráfico en la red, tal que se satisfagan necesidades de servicio de aplicaciones y usuarios, sujetas a políticas de calidad predefinidas

Desde el punto de vista del Desde el punto de vista del usuariousuario

Efecto colectivo del desempeño de los servicios de una Red, el cual determina el grado de satisfacción del usuario del servicio (Según Recomendación E.800 de la UIT-T)

Concepto de Calidad de Servicio

¿ Por que es necesario implementar mecanismos de Calidad de Servicio ?

Los Patrones de Congestión en una Red son Impredecibles.

Los Cambios en la distribución de Tráfico y fallas en nodos o enlaces, pueden generar patrones de Congestión que generalmente no pueden ser solventados sólo con incrementar los niveles de Ancho de Banda

El desempeño de aplicaciones con requerimientos distintos no puede garantizarse sólo con disponer de Altos Niveles de Ancho de Banda

Definir Clases(2)

Diseñar Políticas (3)

ImplementarPolíticas de Qos

(4)

Caracterizar Tráfico(1)

Fases para implementar Calidad de Servicio

Marco teórico

Modelos de QoS

Bases Teóricas

Best-Effort DiffServ IntServ

Es un modelo simple de servicio, en el cual, una aplicación envía información cuando ella lo desea, en cualquier cantidad, sin ningún permiso requerido, y sin informar previamente a la red.

Modelo basado en uso de múltiples clases, no utiliza señales para especificar los servicios requeridos de la red previamente, lo cual lo diferencia del nivel o modelo Integrated Service

En este modelo, una aplicación realiza una petición de una clase de servicio específica a la red, antes de comenzar a enviar información.

Clasificación Marcaje Administración de la congestión (Congestion Management) Evitar Congestión (Congestion Avoidance) Policing and Shaping Link Efficiency.

Mecanismos de QoS

Marco Metodológico

Tipo de Investigación

Proyecto factible, por ser una propuesta de una solución a un problema de tipo práctico

Diseño de la Investigación

Diseños bibliográficos: se obtuvo información a través de fuentes secundarias, libros e información de Internet De campo: se analizó la situación real de la infraestructura de red de PDVSA Gas Anaco recolectando los datos directamente en el sitio.

Población y Muestra

Población: es finita estuvo representada por 5 enrutadores ubicados en las localidades de Campo Mata, San Joaquín, Buena Vista, Santa Rosa y San Roque; así como las 17 aplicaciones más importantes que transitan por la red.

La muestra la constituyó todo el universo poblacional, por ser pequeña y manejable

Técnicas e Instrumentos de recolección de datos.

La Observación, la entrevista, recopilación documental, Herramientas de Monitoreo: Concord, Netflow

Marco Metodológico

Técnicas de análisis

Gráficos y tablas utilizando la herramienta Excel de Windows, con un análisis descriptivo y cualitativo.

Fases de la investigación

Metodología utilizada MEDSI, la cual consta de 8 fases, pero para este trabajo se tomaron en cuenta 3 fases:

Fase 1: Definición del proyecto. (Informe de factibilidad)

Fase 2: Análisis del contexto. (Informe de la situación actual)

Fase 5: Diseño Detallado. (Prototipo, paquete de diseño detallado).

La factibilidad de la investigación llevó a cabo tres aspectos básicos como:

Técnico

Económico

Operativo

Factibilidad de la investigación

Análisis de Resultados

Diagnóstico y evaluación de los routers

Diagnostico realizado a través de los siguientes comando:

Telnet, comando ejecutado para entrar a los routers.

Show versión, comando ejecutado dentro de los router con fin de visualizar Modelo, Sistema Operativo, Imagen y disponibilidad de memoria de cada de los equipos.

Arrojando como resultado que los equipos cumplen con las especificaciones técnicas para el soporte de calidad de servicio (QoS).

Diagrama topológico de la red local de Pdvsa Gas Anaco

San Roque

Santa Rosa

San Joaquin

Campo Mata

Enlaces Seriales Enlaces Seriales

1920 Kps1920 Kps

1344 Kps1344 Kps

Buena Vista

1920 Kps1920 Kps

1920 Kbps1344 Kps1544 Kps

1544 Kps

Anaco


Enlace Anaco-Buena Vista.

Mes de Febrero

En este mes en conversación con el grupo de monitoreo de Oriente la herramienta Concord no recolecto la información correcta de los enlaces de Buena Vista por lo cual para el mes de Febrero la información no es verás, como se observa en el gráfico de Anaco hacia Buena Vista no hubo tráfico



Mes de Marzo

El enlace serial 5/4 con un ancho de banda de 1920 Kbps obtuvo un % de utilización de un 70% tanto de entrada (IN) como de salida (OUT). De acuerdo a los lineamientos de telecomunicaciones de Pdvsa está dentro del rango óptimo 50% -70%.

El enlace serial 4/5 con un ancho de banda de 1344 Kbps obtuvo un % de utilización de un 61,25% de salida (OUT), mientras que de entrada es decir de Buena Vista hacia Anaco el porcentaje fue 0%. esto fue debido a que en el mes de Febrero fue creado el enlace Anaco-BuenaVista I con un ancho de banda de 1920 Kps, según el protocolo de enrutamiento EIGRP que utiliza Pdvsa el realiza balanceo de carga si ambos enlaces tienen el mismo ancho de banda, cuando los enlaces tienen diferentes anchos de bandas hay que obligar el router a realizar balanceo de carga, para lo cual hay varios métodos entre ellos es jugar con unos de los parámetros del Costo como la varianza, en la cual se le asigna un numero mayor a 1 en este caso fue el número 2 (varianza=2) para que el router envíe los paquete por ambos enlaces, este parámetro fue configurado en el router de Anaco, pero no del lado del router de Buena Vista por lo cual el router de Buena Vista tomó la mejor ruta con el mayor ancho de banda en este caso Anaco-BuenaVistaI S5/4, sin realizar balanceo de carga.



Mes de Abril.

En el mes de Abril, el enlace serial 5/4 con un ancho de banda de 1920 Kbps obtuvo un porcetanje de utilización de un 55% tanto de entrada (IN) como de salida (OUT). De acuerdo a los lineamientos de telecomunicaciones de Pdvsa está dentro del rango óptimo 50% -70%. El enlace serial 4/5 con un ancho de banda de 1344 Kbps obtuvo un porcetanje de utilización de un 54% de salida (OUT), mientras que de entrada se mantuvo en 0%. Igual ocurrió en este mes el router de Buena Vista no estaba realizando balanceo de Carga


Enlace Anaco-Campo Mata.

Mes de Febrero

El enlace serial 5/0 de 1544 Kbps de Campo Mata obtuvo un porcentaje de utilización aproximado de salida (OUT) de un 73%, mientras que de entrada (IN) un 52%. Sobre paso 3% del rango óptimo establecido por PDVSA a nivel de salida de datos (OUT).


Enlace Anaco-Campo Mata

Mes de Marzo

El enlace serial 5/0 de 1544 Kbps de Campo Mata en el mes de Marzo obtuvo un porcetanje de utilización aproximado de salida (OUT) de un 58%, mientras que de entrada (IN) un 47%. El porcentaje de utilización bajo un 20 % en relación al mes de febrero



Mes de Abril

En el mes de Abril el enlace obtuvo un porcentaje de utilización aproximado de salida (OUT) de un 70%, mientras que de entrada (IN) un 48%. El porcentaje de utilización incremento un 12 % en relación al mes de Marzo.


Enlace Anaco-San Joaquín

Mes de Febrero

En el mes de febrero el enlace Anaco-San Joaquín de 1920 Kbps tanto a nivel de entrada (IN) como de salida (OUT), superan el 70%, lo que quiere decir según los lineamiento de telecomunicaciones de Pdvsa está fuera del rango óptimo 50% - 70%


No hubo variación en porcentaje de utilización de ancho de banda en comparación al mes de febrero.


Mes de Marzo


En este mes hubo una variación tanto de entrada como de salida, obteniéndose un porcentaje de utilización aproximado entre 66%-53%, encontrándose dentro del rango optimo de acuerdo a los lineamientos de telecomunicaciones


Mes de Abril


El enlace Anaco-San Roque de 1544 Kbps, obtuvo un porcentaje de utilización aproximado de un 42% a nivel de salida (OUT) y un 20% a nivel de entrada (IN). Está por debajo del rango óptimo de un enlace establecido, quiere decir que este enlace en el mes de Febrero estaba subutilizado

Enlace Anaco-San Roque

Mes de Febrero


El enlace Anaco-San Roque de 1544 Kbps, obtuvo un porcentaje de utilización aproximado de un 47 % a nivel de salida (OUT) y un 24% a nivel de entrada (IN). A pesar que incremento el porcentaje de utilización. aun sigue estando por debajo del rango optimo establecido por PDVSA, quiere decir que este enlace en el mes de Marzo sigue subutilizado.

Enlace Anaco-San Roque S 4/4


Mes de Marzo


Mes de Abril

En el mes de Abril el enlace se mantuvo tanto en entrada (IN) como en Salida de datos (OUT) en un 25%, lo cual bajo notablemente con respecto a los meses anteriores



Mes de Febrero

En el mes de Febrero ambos enlaces seriales de 1344 Kbps y 1920Kbps se mantienen por debajo del 50%, lo quiere decir que los enlaces están subutilizados para este mes

Enlace Anaco-Santa Rosa



Mes de Marzo

En el mes de Marzo ambos enlaces seriales de 1344 Kbps y 1920Kbps se mantienen por debajo del 50%, igual que en el mes de Febrero.



Mes de Abril

En el mes de abril el enlace serial 4/6 de 1920 Kbps a nivel de Salida (OUT) se incremento a un 50% ubicándose dentro del rango óptimo mientras que a nivel de entrada (IN) se mantiene por debajo del 50%. El enlace serial 4/1 de 1344 Kbps se mantiene por debajo del 50% de utilización de ancho de banda .


Enlace Anaco-Buena Vista

Mes de Febrero

Como se observa la aplicación Lotus Notes se consume la mayor cantidad de ancho de banda mientras que las otras aplicaciones se consumen menos del 20% del enlace



Mes de Marzo

En este mes solo se obtuvieron estadísticas en la semana del 19 de marzo al 23 de marzo 2007 en el enlace 5/4 de 1920 Kbps, observándose el porcentaje de utilización del ancho de banda Lotus Notes fue de aproximadamente 50% esa semana. Mientras que para el enlace serial 4/5 de 1344 Kbps HTTP consumió mas del 50%.



Mes de Abril

En el mes de Abril en ambos enlaces Lotus Notes ocupaba aproximadamente más del 50% del ancho de banda mientras HTTP ocupaba menos del 50% del ancho de banda.



Mes de Febrero

En el mes de febrero el tráfico Lotus Notes ocupó aproximadamente el 50% del ancho de banda mientras los demás protocolos se mantuvieron por debajo del 50%..



Mes de Marzo

En el mes de Marzo, solo se obtuvo estadística la semana del 19 de marzo al 23 de marzo donde el tráfico Lotus Notes ocupó aproximadamente el 48 % del ancho de banda mientras los demás protocolos se mantuvieron por debajo del 50%.



Mes de Abril

En el mes de Abril no se obtuvo estadística la última semana. El tráfico Lotus Notes ocupó aproximadamente el 50% del ancho de banda mientras los demás protocolos se mantuvieron por debajo del 50%.


Enlace Anaco-San Joaquin

Mes de Febrero

En el mes de Febrero la aplicación Lotus Notes el 60% del ancho de banda, mientras que los otros protocolos ocuparon menos del 50% del ancho de banda.



Mes de Marzo

En el mes de Marzo, solo se obtuvo estadística la semana del 19 de marzo al 23 de marzo donde el tráfico Lotus Notes ocupó aproximadamente el 60 % del ancho de banda mientras los demás protocolos se mantuvieron por debajo del 50%.



Mes de Abril




Mes de Febrero

En el mes de Febrero la aplicación Lotus Notes el 39% del ancho de banda, mientras que los otros protocolos ocuparon menos del 50% del ancho de banda


No se obtuvieron valores en ninguna semana para este enlace, ya que ocurrió un problema con la aplicación Netflow

Mes de Abril



Mes de Febrero



Mes de Febrero

Durante el mes de Febrero en ambos enlaces el Lotus Notes de mantuvo aproximadamente en un 52% d consumo de ancho de banda, mientras que los demás protocolos consumieron menos del 50% del ancho de banda


Mes de Marzo

No se obtuvieron valores en ninguna semana para estos enlaces, ya que ocurrió un problema con la aplicación Netflow



Mes de Abril

En el mes de Abril no se obtuvieron estadísticas la última semana. El tráfico Lotus Notes ocupó aproximadamente el 65% del ancho de banda mientras los demás protocolos se mantuvieron por debajo del 30%.


Identificación y Análisis de las aplicaciones críticas para el negocio

CONSECUENCIAS

50 Lotus Notes SIALABPG SAP Centinela

40 MONITOREO - NAGIOS,

MONITOREO - SPECTRUM,

MONITOREO - CONCORD,

MONITOREO - NETFLOW

RDO, SIMAF,

FILIPGESGAS-WEB SAND, SINP

30 SIRET, INTRANET

COMPUTADOR CENTRAL

20

10

10 20 30 40 50

<=1 eventos/año 1-2 eventos/año 2-3 eventos/año 3-4 eventos/año >= 5 eventos/año

FRECUENCIA

Altamente Critico

Medio - Alto Critico

Medio - Bajo Critico

Baja Criticidad

Conclusiones

1. De acuerdo al diagnóstico y evaluación de los routers realizado con el fin de identificar si los modelos actualmente instalados soportan las necesidades actuales y expansiones futuras, se concluye que están 100% actualizados, El porcentaje de utilización del ancho de banda cada enlace están dentro del rango óptimo establecidos por Pdvsa (50-70%), por lo cual no es necesario aumentar el ancho de banda. En cuanto a las aplicaciones o protocolos presentes a lo largo de la capa de distribución de la red de PDVSA Gas Anaco el tráfico predominante o de mayor consumo de ancho de banda es Lotus Notes, Microsoft Directory Services (Microsoft-DS), Network Basic Input/Output System (NetBIOS), el resto de aplicaciones o protocolos identificados no representan un porcentaje alto, si no que tienen un comportamiento y consumo esperado

2. Según el análisis realizado por el grupo de aplicaciones y el grupo de redes de Pdvsa Gas Anaco, se concluye que hay 4 aplicaciones Críticas: SAP, Centinela, SAND, SINP, 6 aplicaciones medio alto crítico: Lotus Notes, SIALABPG, RDO, SIMAF, FILIP, GESGAS-WEB, 1 Medio Bajo Crítico: Computador Central y 6 aplicaciones no críticas como: MONITOREO - NAGIOS, MONITOREO - SPECTRUM, MONITOREO - CONCORD, MONITOREO – NETFLOW, SIRET, INTRANET, de acuerdo a este análisis estas fueron clasificadas en 6 clases de servicio para asignarles prioridades en la red

3. El modelo de configuración de QoS presentado es una propuesta, que puede servir de modelo para una implementación futura en la red de Pdvsa, el cual dependerá de los sistemas operativos de los Routers y de las necesidades que tenga la corporación

Recomendaciones

1. Se recomienda establecer umbrales de tráfico, con el fin de que el personal de monitoreo pueda identificar cuando un tráfico está sobrepasando los límites de ancho de banda establecidos y así poder alertar al administrador de la red para evitar la degradación del servicio.

2. Definir el ancho de banda requerido en las interfaces para considerar un comportamiento aceptable de las aplicaciones más importantes. Debe estar alineado con la sensibilidad al retardo y la tolerancia a la perdida de paquetes. Esto determinara los mecanismos de Manejo de Congestión (Congestion Management) a través de esquemas de encolamiento (Queuing), y de Prevención de Congestión (Congestion Avoidance) utilizando CB-WRED (Class Based Weighted Random Early Detection).

3. Se recomienda aplicar Traffic Shaping, para enlaces con diferentes anchos de bandas, tales como Frame Relay y ATM, con el fin de prevenir y administrar la congestión

4. Aunque se puede implementar QoS inicialmente en los router de la plantas de Pdvsa Gas Anaco con el propósito de obtener algunos beneficios inmediatos, se recomienda mover el mecanismo de Clasificación y Marcaje hacia niveles inferiores en la medida que la red se adapte

5. Estudiar en profundidad la aplicación de correo electrónico Lotus Notes, a nivel de usuario final para fortalecer las políticas de uso de la aplicación. Actualmente la base de datos de Lotus Notes de Oriente está centralizado en Puerto La Cruz y cada usuario tiene una base de datos local, pero por falta de conocimiento, los usuarios no guardan sus correos en la base de dato local sino que cada vez que requieren revisar cierto correo consumen ancho de banda tanto a nivel de Capa de Distribución como a nivel de Capa de Núcleo, por lo cual se recomienda hacer una campaña de divulgación del correcto uso del Lotus Notes y hacer restricciones en cuanto a la cuota máxima que debe tener cada usuario para almacenar y/o enviar correos, hasta que el usuario final se eduque.

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