Requisitos de red en evolución

Requisitos de red en evolución

Varias tendencias están impulsando a los proveedores y usuarios de redes a reevaluar los enfoques tradicionales de la arquitectura de redes. Estas tendencias se pueden agrupar en las categorías de demanda, oferta y patrones de tráfico.

La demanda está aumentando

Como se describió en el Capítulo 2, “Requisitos y tecnología”, una serie de tendencias están aumentando la carga en las redes empresariales, Internet y otras redes. De particular interés son los siguientes:

• Computación en la nube: ha habido un cambio dramático por parte de las empresas hacia servicios en la nube tanto públicos como privados.
• Big data: el procesamiento de grandes conjuntos de datos requiere un procesamiento paralelo masivo en miles de servidores, todos los cuales requieren cierto grado de interconexión entre sí. Por lo tanto, existe una demanda grande y en constante crecimiento de capacidad de red dentro del galope de datos.
• Tráfico móvil: los empleados acceden cada vez más a los recursos de la red empresarial a través de dispositivos personales móviles, como teléfonos inteligentes, tabletas y computadoras portátiles. Estos dispositivos admiten aplicaciones sofisticadas que pueden consumir y generar tráfico de imágenes y videos, lo que coloca nuevas cargas en la red empresarial.
• Internet de las cosas (IoT): la mayoría de las "cosas" en IoT generan un tráfico modesto, aunque hay excepciones, como las cámaras de video de vigilancia. Pero la gran cantidad de estos dispositivos para algunas empresas resulta en una carga significativa en la red empresarial.

La oferta está aumentando

A medida que aumenta la demanda en las redes, también aumenta la capacidad de las tecnologías de red para absorber cargas crecientes. En términos de tecnología de transmisión, el Capítulo 1, “Elementos de las redes modernas”, estableció que las tecnologías clave de redes inalámbricas y cableadas de la empresa, Ethernet y Wi-Fi respectivamente, están dentro del rango de gigabits por segundo (Gbps). De manera similar, las redes celulares 4G y 5G brindan una mayor capacidad para dispositivos móviles de empleados remotos que acceden a la red empresarial a través de redes celulares en lugar de Wi-Fi.

El aumento en la capacidad de las tecnologías de transmisión de red ha ido acompañado de un aumento en el rendimiento de los dispositivos de red, como conmutadores LAN, enrutadores, cortafuegos, sistemas de detección de intrusos / sistemas de prevención de intrusiones (IDS / IPS), y sistemas de gestión y monitoreo de redes. Año tras año, estos dispositivos tienen memorias más grandes y rápidas, lo que permite una mayor capacidad de búfer y un acceso más rápido al búfer, así como velocidades de procesador más rápidas.

Los patrones de tráfico son más complejos

Si fuera simplemente una cuestión de oferta y demanda, parecería que las redes actuales deberían poder hacer frente al tráfico de datos actual. Pero a medida que los patrones de tráfico han cambiado y se han vuelto más complejos, las arquitecturas de redes empresariales tradicionales se adaptan cada vez más a la demanda.

Hasta hace poco, y todavía es común en la actualidad, la arquitectura de red empresarial típica consistía en una estructura de árbol local o en todo el campus de conmutadores Ethernet con enrutadores que conectaban grandes LAN Ethernet y se conectaban a Internet y a instalaciones WAN. Esta arquitectura se adapta bien al modelo de computación cliente / servidor que en un momento fue dominante en el entorno empresarial. Con este modelo, la interacción y, por lo tanto, el tráfico se producía principalmente entre un cliente y un servidor. En tal entorno, las redes se podrían diseñar y configurar con ubicaciones de cliente y servidor relativamente estáticas y volúmenes de tráfico relativamente predecibles entre clientes y servidores.

Una serie de desarrollos han dado lugar a patrones de tráfico mucho más dinámicos y complejos dentro del centro de datos empresarial, las redes empresariales locales y regionales y las redes de los operadores. Estos incluyen los siguientes:

• Las aplicaciones cliente / servidor generalmente acceden a múltiples bases de datos y servidores que deben comunicarse entre sí, generando tráfico "horizontal" entre servidores así como tráfico "vertical" entre servidores y clientes.
• La convergencia de red de tráfico de voz, datos y video crea patrones de tráfico impredecibles, a menudo de grandes transferencias de datos multimedia.
• Las estrategias de comunicaciones unificadas (UC) implican un uso intensivo de aplicaciones que activan el acceso a varios servidores.
• El uso intensivo de dispositivos móviles, incluidas las políticas personales de traer su propio dispositivo (BYOD), da como resultado el acceso de los usuarios al contenido y las aplicaciones corporativas desde cualquier dispositivo en cualquier lugar y en cualquier momento. Como se ilustró anteriormente en la Figura 2.6 del Capítulo 2, este tráfico móvil se está convirtiendo en una fracción cada vez más significativa del tráfico de la red empresarial.
• El uso generalizado de nubes públicas ha trasladado una cantidad significativa de lo que anteriormente había sido tráfico local a las WAN para muchas empresas, lo que ha resultado en cargas aumentadas y, a menudo, muy impredecibles en los enrutadores empresariales.
• La práctica ahora común de virtualización de servidores de aplicaciones y bases de datos ha aumentado significativamente la cantidad de hosts que requieren acceso a la red de alto volumen y da como resultado la ubicación física cambiante de los recursos del servidor.

Las arquitecturas de red tradicionales son inadecuadas

Incluso con la mayor capacidad de los esquemas de transmisión y el mayor rendimiento de los dispositivos de red, las arquitecturas de red tradicionales son cada vez más inadecuadas frente a la creciente complejidad, variabilidad y alto volumen de la carga impuesta. Además, a medida que los requisitos de calidad de servicio (QoS) y calidad de experiencia (QoE) impuestos a la red se amplían como resultado de la variedad de aplicaciones, la carga de tráfico debe manejarse de una manera cada vez más sofisticada y ágil.

El enfoque tradicional de interconexión en red se basa en la arquitectura del protocolo TCP / IP. Tres características notables de este enfoque son las siguientes:

• Direccionamiento del sistema final de dos niveles
• Enrutamiento basado en destino
• Control autónomo distribuido

Analicemos cada una de estas características una a una.

La arquitectura tradicional se basa en gran medida en la identidad de la interfaz de red. En la capa física del modelo TCP / IP, los dispositivos conectados a las redes se identifican mediante identificadores basados en hardware, como las direcciones MAC de Ethernet. A nivel de internetworking, que incluye tanto Internet como Internet privadas, la arquitectura es una red de redes. Cada dispositivo adjunto tiene un identificador de capa física reconocido dentro de su red inmediata y un identificador de red lógico, su dirección IP, que proporciona visibilidad global.

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