Renovación tecnológica de la red de la Universidad Politécnica de Cataluña.
Infraestructura de backbone en ATM

Manuel A. Marín


Introducción

La Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) fue creada en 1971 a partir del Instituto Superior Politécnico. Actualmente, la UPC consta de:

  • 9 escuelas superiores y facultades
  • 38 departamentos
  • 6 escuelas universitarias
  • 6 institutos
  • 7 escuelas adscritas
  • 1 instituto adscrito
  • 15 bibliotecas y
  • 33 centros de cálculo
Así mismo, la UPC alberga la actividad correspondiente a :
  • 49.244 estudiantes distribuidos entre el primero, segundo y tercer ciclo
  • 2.131 profesores
  • 989 personal de administración y servicios
Además de las cifras anteriores que aproximan al tamaño actual de la UPC, hay que hacer obligada referencia a la activa política informática que se ha seguido casi desde sus orígenes. Dicha política, reforzada por el carácter técnico de la UPC, ha producido una fuerte implantación y uso de recursos informáticos a todos los niveles de la Universidad (Investigación, Docencia y Gestión).

Estos recursos constituidos por 3.623 equipos, 19.614 cuentas de usuario y 310 Gbytes en disco, se distribuyen y se utilizan del modo siguiente :

Problemática de la red Ethernet existente

En paralelo a la política informática, se ha llevado a cabo el desarrollo de la red informática de la UPC que, iniciada en 1981-82 con la instalación del primer segmento troncal de Ethernet, ha permitido la conexión de todos los equipos anteriores y la posterior integración de servicios.

Durante todo este tiempo el crecimiento de la red ha sido vertiginoso, capilarizando todos los rincones de la Universidad y llegando a conectar algo más de 200 segmentos Ethernet. Sin embargo, este fuerte crecimiento ha puesto de manifiesto los inconvenientes inherentes a la tecnología Ethernet y en particular los relacionados con la falta de estructura, la limitación de velocidad, la continuidad eléctrica de la red y por tanto la facilidad de propagación de averías, la dificultad de implementar servicios multimedia y la imposibilidad de utilizar servicios que requieran tiempo real.

Más importante que los problemas físicos inherentes a la tecnología Ethernet, es el grado de utilización de la red. Desde este punto de vista, al igual que en cualquier Universidad, la red de la UPC ofrece soporte a dos grandes grupos de servicios: servicios de tipo Internet y servicios propios de la Universidad. Del primer grupo se pueden destacar los servicios de FTP/Anonymous, correo electrónico, News y Web, mientras que del segundo se pueden destacar el acceso informatizado de las bibliotecas, la automatrícula en gestión académica, el soporte a aulas informáticas y el acceso a recursos de supercomputación.

Si bien es verdad que no forma parte del objetivo de este artículo realizar un estudio de la utilización de los servicios en la red de la UPC, si que vale la pena ver algunos ejemplos referidos al primer semestre de 1995, justo antes de la instalación y puesta en marcha de la red ATM de la UPC.

  • Estadísticas de uso del servicio FTP/Anonymous: la UPC dispone de un servidor propio de FTP/Anonymous que realiza "mirroring" de aquellos servidores internacionales cuya información es de interés para los usuarios de la UPC. Durante el primer semestre de 1995, este servidor proporcionó 97.583 ficheros a usuarios procedentes de:
  • Estadísticas de uso del correo electrónico: si hay algún servicio realmente extendido entre la comunidad de la UPC, éste es el correo electrónico. Actualmente se cubren las plataformas EAN/VMS, EAN/UNIX, SMTP/UNIX y PEGASUS/Novell. Durante el primer semestre de 1995, la estafeta central de correo de la UPC manejó una media mensual de 110.000 mensajes.
  • Estadísticas de uso de la distribución y lectura de News: desde la puesta en marcha de este servicio a nivel nacional, la UPC ha actuado de distribuidor de News a nivel de Cataluña. Durante el primer semestre de 1995, la actividad relacionada con este servicio ha sido la siguiente:
  • En cuanto a distribución del servicio:

    En cuanto al uso del servicio por parte de usuarios de la UPC:

  • Estadísticas de uso del acceso a bibliotecas: la informatización de las bibliotecas de la UPC ha permitido hacer accesible desde cualquier estación de trabajo conectada a la red, el fondo bibliográfico de la UPC constituido por 216.500 libros y 13.000 revistas, tanto para consulta como para la reserva de ejemplares. Durante el primer semestre de 1995, este servicio ha tenido la actividad siguiente según franjas horarias:
  • Tomando estos datos como punto de referencia, es fácil llegar a la conclusión que en términos generales la red de la UPC soporta un tráfico muy intenso. Este hecho unido a los inconvenientes inherentes a la tecnología Ethernet, conforman el escenario en el que se enmarca el proyecto de renovación tecnológica de la red de la UPC, que ha dado como resultado la instalación y puesta en marcha de la red ATM actual.

    A modo de resumen, los factores que han determinado la necesidad de renovar la tecnología de la red han sido los siguientes:

    • Saturación de los enlaces troncales de la red.

    • Continuos problemas eléctricos y de degradación de los cables Ethernet.

    • Poca estructuración de la red y por tanto, poca segmentación.

    • Saturación de las conexiones de las redes locales a la troncal.

    • Imposibilidad de implementar servicios multimedia.

Desarrollo del proyecto ATM de la UPC

Establecida la necesidad de buscar una solución para los problemas de la red, las cuestiones que se plantean son: ¿Cuál es la tecnología que mejor se ajusta a las necesidades de la UPC?, la solución a aplicar ¿debe resolver únicamente los problemas actuales?, ¿cuál ha de ser el tiempo de vigencia de la solución?.

Consecuentemente era necesario realizar un análisis del estado actual de la tecnología (switching Ethernet,fast Ethernet, FDDI, ATM, etc.) tanto desde el punto de vista del propio nivel de desarrollo como desde el punto de vista comercial. Finalmente, la conclusión de este análisis fue que la tecnología que mejor se ajustaba a las necesidades de la UPC era la tecnología ATM lo cual, se apoyaba en las premisas siguientes:

  • Desarrollo prácticamente finalizado de los estándares, en lo que a LAN-ATM se refiere.

  • Existencia de productos comerciales técnicamente estables.

  • Clara tendencia mundial hacia redes ATM.

  • Tecnología que proporciona alta capacidad y prestaciones.

  • Integra de forma natural, imagen, voz y datos.

  • Resuelve totalmente los problemas iniciales de la red de la UPC.
Una vez identificados los problemas y establecida la solución, únicamente quedaba encontrar los equipos concretos que permitieran implementar dicha solución. Para ello se solicitó, a diferentes suministradores de tecnología ATM, la presentación de una propuesta de red ATM para la UPC.

Para proceder a la selección de la propuesta que mejor se ajustaba a las necesidades de la UPC, se desarrollaron un conjunto de criterios agrupados en 5 grandes bloques: solución técnica, complementos a la solución, puesta en marcha, capacidad de colaboración y otros. En la tabla siguiente se muestra el conjunto de criterios utilizado, con la asignación de pesos correspondiente, para el análisis de cada propuesta.


         Solución Técnica	                  45


      Conectividad de las LAN IEEE 802.3      30
      Sistema de videoconferencia             10
      Estado de la tecnología                 30
      Sistema de gestión                      30

Complementos a la solución 15 Conectividad PBX 10 Tarjetas de host 30 Homogeneidad de la solución 20 Modularidad de la solución 20 Escalabilidad de la solución 20

Puesta en marcha 20 Coste 70 Equipo de trabajo 20 Plazo de entrega 5 Garantías 5

Capacidad de colaboración 10 Referencias de instalaciones 40 Ofrecimientos de colaboración 50 Plan de formación 10

Otros 10 Conocimiento de la UPC 30 Impresión subjetiva 50 Varios 20


Finalmente se seleccionó la propuesta Unitronics/Fore como la más adecuada a las necesidades planteadas por la UPC.

En líneas generales, esta propuesta consiste en la conexión de todos los edificios del Campus Norte y Sur de la UPC mediante fibra óptica. La topología que se ha implementado es la de un sobre de carta abierto en el que cada vértice es un nodo de distribución. En realidad son cinco centros de estrella interconectados en malla.

Desde cada uno de los nodos de distribución, se conectan hasta un máximo de ocho edificios. De este modo se puede llegar a conseguir cualquier topología, manipulando únicamente los paneles de parcheo situados en los nodos de distribución.

Las mangueras de fibra óptica utilizadas para implementar esta topología, son mangueras mixtas formadas por ocho fibras multimodo y ocho fibras monomodo. En la implementación actual únicamente se utiliza la fibra multimodo.

La red ATM está constituida por cuatro conmutadores FORE del tipo ASX-200 (dotados con una matriz de conmutación de 2,5 Gbit./seg.) y un ASX-1000 (dotado con una matriz de conmutación de 10 Gbit./seg.). El acceso a cada una de las redes locales Ethernet de cada edificio se realiza con equipos FORE del tipo LAX-20 (dotados con hasta 16 conexiones Ethernet y 1 conexión ATM a 155 Mbit./seg.)

En cada nodo de distribución se ha instalado un conmutador y un LAX-20 con el número de interfaces suficiente para dotar a cada edificio con una conexión de tipo FOIRL Ethernet y otra conexión de tipo ATM. La implementación actual proporciona 32 conexiones Ethernet y 32 conexiones ATM para edificios y 16 conexiones ATM para el backbone, siendo la velocidad de acceso y de backbone de 155Mbit./seg.

Los detalles y características técnicas tanto de la instalación como de los equipos utilizados para realizar la red ATM de la UPC, pueden consultarse en la siguiente URL :

http://www.si.upc.es/serveis/atm

Cualquier otra información relacionada con los servicios informáticos de la UPC puede encontrarse en la URL:

http://www.si.upc.es/


Manuel A. Marín
Universidad Politécnica de Cataluña
Responsable del Área de comunicaciones
dirección de correo m [dot] marin [at] si.upc.es