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Architettura di GARR-X
WORKSHOP GARR_08
Maurizio Scarpa
GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Agenda
• GARR-G e GARR-X: architetture a
confronto
• Tecnologia ottica e protezioni
• Modalita’ di connessione a GARR-X
• Il design dello strato IP in GARR-X
• Il trasporto End-to-End
• La gestione della rete (DCN ed OSS)
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Maurizio Scarpa
2
GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
GARR-X
 SERVIZI GARR-X:
IP
Commodity
IP Servizi
Avanzati
e2e
SAN
Extension
 IP Commodity: rete IP pubblica gestita da GARR
 Servizi IP avanzati: Servizi IP a valore aggiunto riservati agli utilizzatori della
comunità GARR
 E2e: Servizi di trasmissione dati fra utilizzatori della comunità scientifica
internazionale
 SAN Extension: Servizi di storage distribuiti fra utilizzatori della comunità
GARR
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3
GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Architettura di GARR-G
Gestito da
GARR
Layer 3
Gestito da
operatori
Layer 2
Layer 1
Legenda
apparato Layer3
apparato Layer2
apparato Layer1
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4
GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Rete IP GARR-G
TELIA
•
•
•
•
•
•
N.
N.
N.
N.
N.
N.
Router RT=13
Router RC=25
Link RT-RT=19
Link RT-RC=30
Link RC-RC=3
Totale link=44
RC
TN
TS1
MIX
MI3
RC
TS
RT
TOPIX
GEANT
RC
GlobalX
TO1
TIX
RT
FI RC
RT
RT
VE
MI1
MI2
RC
RT
GE1
FRA
RC
RC
RM
RC
PG
RC
10
G
10G
FI1
PI1
RT
PD1
BO1
RT
RT
RC RM2
10G
Legenda
10Gbps-STM-64
155Mbps-ATM
2.5G
LEVEL3
AN
2,5Gbps-STM-16
1Gbps-GE
AQ
RC
RT
RC
SS RC
CA1
BA1
RM2
RT
RC
CS
NAMEX
RT
RM1
155Mbps-POS
X Mbps-ATM
RC AQ1
RT
NA1
CT1
RC
PA1
RC
RC
RC
ME
RC
CT
RC
MT
NAMEX-B
SA
CB
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RC LE
RC FG
RT
RC
RC PZ
5
GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Architettura di GARR-X
Gestito da
GARR
Layer 3
Layer 2
Layer 1
Legenda
apparato Layer3
apparato Layer2
apparato Layer1
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Rete IP GARR-X
RC
RC
RC
RC
RT
RC
RC
RC
RC
RC
RC
RC
RT
RC
RC
RC
RC
RC
RT
RC
RC
RT
RC
RC
RC
RC
RC
RC
RC
RT
RC
RC
RT
RC
RC
RC
RC
RC
RC
RC
RC
RC
RC
RC
Legenda
Link RT-RT
Link RT-RC
Link RC-RC
RC
RC
RC
RT
Router di Trasporto
RC Router di Concentrazione
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Rete multipartizione
Rete IP #1
Rete IP #2
Gestito da
GARR
dark fiber
dark fiber
STRATO
DI TRASPORTO
Rete FC
Rete IP #3
Site #2
Site #1
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Site #3
8
GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
La multiplazione di frequenza e tempo
Sul piano ottico si opera una multiplazione di frequenza.
E’ possibile strutturare le lambda in modo complesso ma lungo il
percorso e’ possibile accedere a parte del contenuto della lambda solo
tramite apparati TDM
l1
l2
Gigabit Ethernet
Internet
Vlan 1
VoIP
Vlan 3
10G
l2
Internet
VoIP
Vlan 2
SDH/SONET
2.5G
SDH/SONET
2.5G
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Schema a blocchi del nodo WDM
Ogni apparato ottico DWDM è caratterizzato da tre macro-blocchi funzionali
GESTIONE
segnali
client
Transponder
MUX
Tx
f.o.
booster
DEMUX
segnali
client
CLIENT
Pre-amp
f.o.

Rx
Tx
Rx
f.o.
Tx
Rx
Tx
Rx
NETWORK
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Tecnologia ottica per la rete IP
La protezione dei circuiti
IP6 R4 IP7
IP8
IP5
IP1
R2
R3
IP4
IP3
IP2
l4
DWDM#4
l3
R1
DWDM#1
l1
f.o.
f.o.
f.o.
DWDM#3
l2
DWDM#2
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Tecnologia ottica per la rete IP
La restoration dei circuiti
IP6 R4 IP7
IP8
IP5
IP1
R2
R3
IP4
IP3
IP2
l4
DWDM#4
l3
R1
DWDM#1
l1
f.o.
f.o.
f.o.
DWDM#3
l2
DWDM#2
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Tecnologia ottica per la rete IP
A fronte di un guasto:
• la rete ottica protegge il servizio fornito alla rete IP
reistradando il circuito guasto
• La topologia IP non cambia (non c’e’ rerouting IP)
E’ necessario:
• una rete magliata
• Nodi ottici riconfigurabili
Last but not least:
• Tutti i nodi della rete ottica sono equivalenti
• La rete ottica e’ di tipo MESH non gerarchica
• Tutti i nodi della rete offrono le stesse potenzialità
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Coordinamento delle protezioni
•Esistono meccanismi di protezione ad ogni livello della
rete.
•Bisogna scegliere bene a quale (o quali) livelli attivare
la protezione
•La protezione attiva su piu’ livelli puo’ generare
condizioni di mancato o ritardato ripristino
IP
TDM o IP
Ottico
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Tecnologia ottica per tutti
Per una miglior resa la rete ottica deve essere
capillare:
• Fibra ottica per il backbone
• Fibra ottica per l’accesso
XPOP
XPOP
XPOP
XPOP
f.o.
backbone
XPOP
XPOP
XPOP
XPOP
XPOP
f.o. accesso
Ne consegue la possibilità di erogare i medesimi
servizi a tutti gli utilizzatori della rete
indipendentemente dalla loro posizione geografica
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Topologia fisica del backbone
TN1
UD1
MI4 CO
TN
MI2
MI1
UD
PD
TO
PV
MI5
MI3
FE
BO1
GE
PI
TS
FE1
BO2
FI
AN
AN1
PG
AQ1
Civitavec.
RM2
PE
AQ
G.652
RM1
Termoli
FG1
CB
SS
SS1
FG
BA
Olbia
BR
NA
SA
CA
PZ
MT
CS
CZ
CA1
Lamezia
G.654
PA
ME1
ME
RC
Mazara
CT
LE
Legenda
XX
Nomenclatura del POP
POP della rete GARR-X (X-POP)
POP della rete GARR-X (solo trasporto)
Coppia di fibre ottiche terrestri
Coppia di fibre ottiche marine
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Accesso in fibra ottica
una rete multiservizio richiede la disponibilità di
fibra ottica tra gli utilizzatori e l’X-POP
f.o. d’accesso
anello di raccolta
XPOP
f.o. d’accesso
a singola coppia
(singolo percorso)
XPOP
XPOP
f.o. d’accesso
con doppia coppia
(doppio percorso)
•creazione simultanea di più circuiti utente
•erogazione contemporanea di servizi multipli
•disponibilità di banda degli utilizzatori (scalabilità)
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Accesso in F.O. - dettaglio
max 80Km
anello in f.o.
dark fiber
f.o. d’accesso
a singola coppia
l1
l2
l3
dark fiber
Sito Utilizzatore
Dominio
Utilizzatore
GARR-X
RC
X-POP
Dominio GARR
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Accesso con tecnologia
alternativa
L’accesso in F.O. non sara’ disponibile ovunque.
Link di raccolta traffico
degli utilizzatori
Rete MPLS-VPN
dell’operatore #1
Circuiti
trasmissivi
XPOP
Rete trasmissiva
dell’operatore #2
XPOP
XPOP
XPOP
MAN
Link connessione
della MAN all’X-POP
3 modalità di accesso alternativo:
•impiego di leased lines
•impiego di MPLS-VPN fornite da operatori
•connessione a MAN
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Connessione degli utilizzatori
 Fibra Ottica fino all’X-POP
 Leased line acquisita da operatore
 Raccolta di traffico aggregato (grooming) mediante rete operatore
1 Gigabit Ethernet (Max 80Km)
Dark Fiber
RC
Utilizzatore monoservizio
(IP only)
l1
l2
E2E
l3
GARR-X
CWDM Metro
Dark Fiber
Utilizzatore multiservizio
User Site
APM
X-POP
GARR
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Connessione degli utilizzatori
 Fibra Ottica fino all’X-POP
 Leased line acquisita da operatore
 Raccolta di traffico aggregato (grooming) mediante rete operatore
RC
GARR-X
SDH/WDM
Operatore
Utilizzatore monoservizio
User Site
APM
X-POP
Operatore
GARR
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Connessione degli utilizzatori
 Fibra Ottica fino all’X-POP
 Leased line acquisita da operatore
 Raccolta di traffico aggregato (grooming) mediante rete operatore
RC
Utilizzatore monoservizio
GARR-X
IP/MPLS
Operatore
Utilizzatore monoservizio
User Site
APM
X-POP
Operatore
GARR
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Lo strato IP
Il livello 3 (IP) della rete GARR-X e’ costituito da due
classi di router:
•Router di concentrazione (RC)
I Router di Concentrazione raccolgono il traffico
degli utilizzatori, erogano tutti i servizi di rete ed
interagiscono mediante protocolli di routing IP con i
router degli utilizzatori (RU)
•Router di trasporto (RT)
I Router di Trasporto sono destinati al puro inoltro
del traffico nel Core della rete e sono interconnessi
con i router RC. Mantengono inoltre le relazioni di
peering con altri domini amministrativi
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Il Core IP
Suddiviso su due piani topologici interconnessi
per coniugare robustezza e utilizzo efficiente
delle risorse
1
2
Ogni router RC ha un link con un RT su ciascun
piano topologico
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Analisi dei guasti
A
A
F
E
F
E
D
D
B
B
C
C
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Il Core IP - esempio
Senza ridurre l’affidabilità complessiva della rete si sfrutta
l’opportunità di utilizzare circuiti non protetti duplicati ma
incorrelati
RC
RC
Affidabilità inalterata rispetto all’uso di link protetti
Maggiore banda disponibile in condizioni di
normale funzionamento
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Il design della rete IP
Per massimizzare l’affidabilita’:
•Ricerca di percorsi incorrelati
•Design ridondato delle connessioni RC-RT
RC
MI3
RM1
RC
RC
MI2
BO1
RT
RM1
RC
BO1
RT
MI5
RM2
RT
RC
RT
RM2
MI1
RT
RC
BO2
BO2
RT
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Resilienza della rete IP
Shared Risk Link Group
l1
RC
RT
fault
l2
ESEMPIO 1: CON SRLG
l1
RT
RC
RT
l2
fault
ESEMPIO 2: SENZA SRLG
RT
Per minimizzare la probabilità di
guasti multipli nel design di
GARR-X si e’ tenuto conto degli
SRLG
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28
GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
I servizi di trasporto end-to-end
In questa categoria ricadono:
•Connessioni punto-punto fra utilizzatori connessi a
GARR
•Connessioni punto-punto fra utilizzatori connessi a
GARR ed utilizzatori connessi ad altre NREN
Geant 2+
Infrastruttura F.O.
Conversione OEO
GARR-X
Infrastruttura F.O.
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Connessioni fra utilizzatori GARR
E’ possibile configurare connessioni p.to-p.to fra
utilizzatori connessi a GARR in fibra ottica
RT/RC
Utilizzatore 1
Utilizzatore 3
GARR-X
Infrastruttura F.O.
Utilizzatore 2
Utilizzatore 4
RT/RC
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Connessioni fra NREN
E’ possibile configurare connessioni p.to-p.to fra
utlizzatori connessi a GARR in fibra ottica ed
utilizzatori connessi ad altre NREN
Utilizzatore 3
Utilizzatore 1
Altra
NREN
GARR-X
Infrastruttura F.O.
Geant 2+
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
La DCN
La supervisione ed il controllo della rete
avviene mediante una DCN
X-POP 1
X-POP 2
DIREZIONE GARR
OSS GARR
(Network Management)
X-POP 3
GNE
OSC
GARR-X X-POP 4
DCN
OSC
X-POP 40
GNE
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Architettura del sistema OSS
Sistema OSS
OSS-Software
FAULT
CONFIGURATION
ACCOUNTING
PERFORMANCE
SECURITY
Sistema Operativo
Terminali di
gestione
(TOC)
Sistema in H.A.
OSS-Hardware
DCN
RT
Network
Element RETE
RT GARR-X
RC
RC
Network
Element
Network
Element
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Sistema di reportistica avanzato
OSS-DWDM
OSS DB
End-to-End
Monitoring Portal
Rete
GARR-X
OSS DB
OSS-IP
WEB SERVER
(front-end)
GINS
Utilizzatore
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Il modello operativo
Direzione GARR-Via dei Tizii-RM
Utilizzatore 1
…..
NOC
Utilizzatore N
TOC
Supporto
Specialistico
Vendor
RC
RC
RC
RC
RT
RT
RC
Rete IP GARR-X
Rete trasmissiva GARR-X
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GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
Conclusioni
Controllo della rete
Maggiore banda disponibile
Possibilita’ di fornire servizi E2E
Provisioning rapido
Accessi multiservizio
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